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LNG瓶组撬供气应用实践与探讨

文章出处:许润能源 人气: 发表时间:2017-08-04 14:45:00

  利用LNG杜瓦瓶组连接简易撬装气化装置组成小规模气源供应站,能够解决气源供应紧张地区临时性补充用气、管道未覆盖地区燃气供应问题,该技术具有储量大、运输方便、供应方式灵活、能耗低、清洁环保、投资少、建设周期短等特点,既适宜于缓解主城区季节性供气矛盾,解决大宗工业用户生产用气紧张问题,也适宜于在管道未覆盖的边远地区中小城镇推广燃气应用。

LNG瓶组撬

一、小型LNG瓶组撬装供应站的应用背景

  城镇燃气传统的供气方式大都是以管道输送为主,通过燃气储输配站、城市门站、调压站和燃气主干管线、支线形成的燃气输送管网,为终端用户提供燃气供应服务。

此类方式在管道气源压力稳定、燃气供应矛盾小的城镇一般均能够保证。

  但近年来,随着国家环境保护力度加大、华北地区因雾霾天气大批量锅炉由燃煤改烧燃气,即便是西部天然气出产地区,燃气供需矛盾在城市已开始凸现,每到冬季用气紧张阶段,不少地方为保证社会稳定,亦采取压工业保民用等调峰手段;

  即便在作为我国的主要气源地的重庆主城区,一些距离偏僻、地处条件复杂、靠近森林的餐饮商家,由于铺设管网投资大、山体容易滑坡,维护和抢险困难,大都仍使用散罐液化石油气;

  主城区周边管网末端一些居民小区,往往因为冬季天然气供应问题,形成集访上访,造成不稳定因素。

 因此,采用建设LNG瓶组撬装站方式,解决上述情况下用户燃气需求,是比较灵活、投资少、建设周期短、效率高的方式。

 

二、LNG瓶组撬装站供气工艺和设备

  LNG瓶组撬装供气的工艺流程是:通过LNG移动加注车将LNG充装到特制的真空绝热瓶(以下简称:钢瓶或杜瓦瓶,其工作压力一般低于1MPa),依靠瓶内工作压力将LNG压出钢瓶进入空温式气化器,吸收空气的热量将LNG气化为接近常温的气体,再经调压、计量、加臭,供给终端用户应用。
LNG瓶组供应链包括充装、运输、使用(气化供气)三个环节(图1);在瓶组站,供气流程为:LNG钢瓶→空温式气化器→调压计量→加臭(可选)→用户(图2)。

 

 

LNG瓶组撬装供气是系统构件的组合,其中,最关键要注意的是以下几个工艺环节:

一、LNG杜瓦瓶

  LNG储存在钢瓶中:双层(真空)结构,内胆用来储存低温液体,其外壁缠有多层绝热材料,具有超强的隔热性能,同时夹层(两层容器之间的空间)被抽成高真空,共同形成良好的绝热系统,静态日蒸发率<2%,充满LNG的杜瓦瓶静置1天压力升高不超过0.1MPa;

 瓶内设置有专用超压放散阀装置,能够自动控制瓶内压力在安全范围。根据储存量的大小,钢瓶分为立、卧两种:
1、立式瓶(图3)容积主要有175L、225L、275L、325L、375L,内置增压器和气化器,可提供自增压和约6Nm3/h的外输能力;

 

 卧式瓶(图4)容积一般为410L及以上,自带增压气化器(位于瓶体外),但不能提供LNG气化外输,必须外接气化器才能实现外输供气。

 2、充装与运输

LNG杜瓦瓶充装有两种方式:①无泵充装;②带泵加气机充装。

 (1)无泵充装

  钢瓶放置在磅秤上,利用金属软管分别将钢瓶的进液口、气相口与储罐的液相、气相管相连,先将钢瓶压力降至0.1MPa左右,对储罐增压至0.6MPa,利用压差将LNG充装进钢瓶中,磅秤数值达到钢瓶充装重量后(480L钢瓶最大充装重量为183kg),停止充装。

 此种方式的缺点是:

  ①充装控制有滞后性;

  ②对加注站建设要求高(地下式、半地下式储罐的站点无法充装);

  ③LNG为混合物,密度随组分和温度、压力变化,无法全面的以重量判断是否充装满。

 (2)带泵加气机充装

  此种充装方式,与LNG车载瓶的充装类似。将充装面板通过金属软管连接到钢瓶上,直接通过泵、加气机将LNG储罐/LNG槽车中的LNG力H注到瓶中。LNG加注机通过瞬时流量、压力自动判断是否充装满,并自动停止充装(也可定量充装,随时停止)。

 此种方式的优点是:充装快速、安全,480L钢瓶,从连接软管到充装完、卸下管线,一般仅需7分钟即可完成。因此,从实用技术看,带泵加注机充装具有更高的安全性、可靠性和充装速度。

 LNG钢瓶属压力容器、内装低温液体和可燃气体,从技术安全角度看,需要专门的危化品车辆进行运输。运输中,必须对钢瓶进行固定、防止颠簸发生撞击;运输车辆必须保持货箱通风;危化品运输车辆车速必须严格控制,此外,在长距离运输时,应定时停车检查钢瓶压力。

 3、气化与供气——LNG瓶组站

LNG瓶组供气站站内主要设备包括:LNG瓶组、空温式气化器、调压器、加臭装置和流量计等。

 钢瓶通过自增压气化器增压至设定压力,将LNG压出钢瓶,进入汇流管,流进空温式气化器吸收空气热量气化,经调压阀调压、加臭、计量后通过常温管道送至用户。

  使用过程中,为适应用气量的波动,将钢瓶出液口阀门全开,通过调压阀自动控制供气流量。此外,为保障供气的连续性,LNG瓶组站共设二组LNG杜瓦瓶,每组钢瓶数相同,一组使用完后立即切换到另一组,同时将使用完的瓶组运至充装站再充装。杜瓦瓶上有液位传感器,可通过液位显示来判断是否该切换至另一组。

  LNG瓶组撬装供应站的设计、目前国家尚无规定的技术标准和规范,建设主要参照《城镇燃气设计规范》的要求进行。

 

LNG瓶组站还应根据运瓶车的货箱底板高度修建瓶组的放置平台,以方便瓶组在运瓶车和平台间搬运。

 配置原则上,空温式气化器应设2台,1用1备,但瓶组站供气主要市场为以临时性补充供气,连续运行时间一般低于5小时,一天使用2—3次,有足够的间隔时间让气化器化冰、霜、复温。因此,可考虑以最大小时供气量的1.5倍选择气化器大小,以节约成本、减小占地面积,而不用选用2台(1用1备)。

 为保证连续性供气,LNG瓶组站通常设置2组钢瓶,l用1备,但钢瓶价格昂贵,410L在3万以上,480L在4万左右。

 为提高回报率,应保证供气量:

 ①选择可接受以LNG瓶组站常年补充供气的用户;

 ②LNG瓶组站全体撬装化,可在不同用气点定期转运、安装、供气,减少闲置时间。

 LNG瓶组站应定期巡查,包括:气化后温度、气化器结冰情况、瓶组压力、是否有漏气等,并根据液位显示,及时切换钢瓶组。


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