LNG撬裝式加氣站工藝

李丹妮，史雷城，王運波，武海峰

LNG撬裝式加氣站工藝

李丹妮1，2，史雷城1，2，王運波1，2，武海峰1，2

（1. 上海藍濱石化設備有限責任公司，上海 201518； 2. 甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司，甘肅 蘭州 730070）

主要介紹LNG撬裝式加氣站的工藝、設備以及控制流程。整個工藝由卸車、加氣、自增壓等流程組成；主要的設備有低溫儲罐、潛液泵和泵池、增壓器和EAG加熱器等，給出相關(guān)參數(shù)；通過對閥門的控制來實現(xiàn)各個流程。

工藝；設備；卸車流程；加氣流程

LNG橇裝式加氣站是一個整部裝置均在工廠中完成組裝，并進行相應的調(diào)試、檢測的加氣站系統(tǒng)。整體的系統(tǒng)裝置在一個集裝箱內(nèi)，具備很多優(yōu)點，包括安裝快捷，不需要現(xiàn)場焊接，系統(tǒng)抗震性能好，占用空間小，用戶可根據(jù)需要隨時更換地點。

1 LNG撬裝式加氣站工藝流程

LNG撬裝式加氣站的工藝流程主要包括卸車流程、加氣流程、自增壓流程、待機狀態(tài)，同時包括一套放散系統(tǒng)。

1.1 卸車流程

卸車通常有三種方法：第一種是利用增壓汽化器進行卸車，第二種是利用潛液泵進行卸車，第三種是利用潛液泵和增壓汽化器聯(lián)合進行卸車。

1.1.1 增壓汽化器卸車

通過控制，LNG先進入增壓器進行汽化，汽化后的天然氣再進入槽車內(nèi)進行增壓，與低溫儲罐形成壓差，使LNG進入低溫儲罐，進行自增壓卸車過程。 此增壓過程耗時長，但較為經(jīng)濟。

1.1.2 潛液泵卸車

將槽車與儲罐相連，對管道和潛液泵充分預冷后，啟動卸車，將LNG卸入低溫儲罐， 完成潛液泵卸車過程。 此增壓過程耗時短，但成本較高。

1.1.3 聯(lián)合卸車

為了提高卸車效率，可采用潛液泵和增壓器共同卸車流程，通過增壓器給槽車增壓，同時啟動潛液泵充裝，縮短卸車時間。

1.2 加氣流程

在預冷潛液泵和管道后，潛液泵將儲罐中的LNG打入到加注機，經(jīng)計量后為車載瓶加注LNG燃料。加注時，流量計將信號傳輸給控制器，經(jīng)處理后，顯示金額和總量。

1.3 自增壓流程

運輸和儲存LNG需要飽和液體壓力越低越好，但車載的氣瓶內(nèi)又需要較高的飽和液體壓力。所以在加注前，要對低溫儲罐升壓升溫。啟動自增壓控制，LNG從儲罐進入增壓汽化器，通過汽化器與大氣換熱。升溫汽化后的天然氣進入儲罐，完成自增壓流程。

1.4 待機狀態(tài)

在待機的狀態(tài)下，加氣機與儲罐相通，泵儲罐相通，其余回路處以及氣動切斷閥都處于關(guān)閉狀態(tài)。

1.5 放散系統(tǒng)

當?shù)蜏貎揲L期存放LNG時，LNG將緩慢蒸發(fā)使儲罐內(nèi)的壓力升高，當儲罐壓力升高到一定值時可進行手動泄壓；當壓力升高到設定值時，氣動切斷閥打開進行泄壓；當壓力繼續(xù)升高，超出了儲罐安全閥設定壓力值的時候，安全閥將自動打開排空泄放。

圖1 LNG撬裝式加氣站工藝流程圖

2 LNG撬裝式加氣站設備

撬裝內(nèi)的設備包括儲罐、低溫泵和泵池、增壓器、加氣機等。

2.1 儲罐

儲罐的內(nèi)筒選用S30408不銹鋼，外筒選用Q345R，內(nèi)外筒之間采取真空粉末絕熱，貯罐為臥式結(jié)構(gòu)，整個儲罐采用2組鞍座支撐，確保運輸及起吊過程的方便性、安全性。

儲罐采用上下進液方式，采用從封頭一端集中引出，便于布置、操作和控制。 同時，引出一條總管壓力表、液位計等。

內(nèi)罐設置了雙安全系統(tǒng)裝置，一備一用，由安全閥、爆破片組合而成。當壓力達到了設定值時，安全閥或爆破片起跳，立即打開手動泄壓閥泄壓，同時迅速將安全裝置切換至備用系統(tǒng)，從而有效地保證貯槽的安全性。

表1 LNG儲罐

2.2 低溫泵和泵池

低溫泵是由泵體和泵池兩部分組成，泵體整體浸入到泵池中。 LNG低溫泵由一臺變頻器控制。 其突出特點：一是變頻設計，適合多工況條件使用；二是易于滿足LNG加氣站的設計參數(shù)。

低溫泵池一般多采用國內(nèi)生產(chǎn)，在泵池蓋上加裝溫度傳感器、壓力表等裝置。同時要求更換低溫泵易損件時間不能超過8 h。

表2 低溫泵

表3 泵池

2.3 增壓器和EAG加熱器

EAG加熱器和增壓器均為空溫式汽化器，其低溫性能和傳熱性能極好。

表4 EAG加熱器和增壓器參數(shù)

2.4 加氣機

加氣機測試線規(guī)模與生產(chǎn)線規(guī)模相匹配。

年產(chǎn)量：Max600槍（約500臺加氣機）；

平均日產(chǎn)量：2臺/天；

高峰期日產(chǎn)量：4臺/天。

3 LNG撬裝式加氣站控制流程

根據(jù)工藝對各個流程進行控制，包括卸車、加氣、自增壓流程。其中卸車流程中主要介紹潛液泵卸車和聯(lián)合卸車。

3.1 卸車控制流程

3.1.1 潛液泵卸車

槽車與系統(tǒng)連通后，利用槽車的壓力，吹掃軟管。當儲罐的壓力高于槽車時，連通儲罐和槽車，進行壓力平衡，當儲罐壓力高于0.7 Mpa時，氣體從槽車液相口進入，當儲罐的壓力低于0.7 Mpa時，氣體從槽車氣相口進入，壓力平衡后，啟動泵進行充裝。如果儲罐的壓力低于槽車壓力，則直接啟動泵。充裝前，利用負壓使 LNG流入泵池，對泵進行預冷，若儲罐壓力大于0.4 MPa時，LNG從儲罐的上進液口進入，若儲罐壓力小于0.4 MPa時， LNG從儲罐的下進液口進入。當充裝達到90%時，停止充裝。

3.1.2 增壓器和潛液泵聯(lián)合卸車

吹掃過程與潛液泵卸車相同。若儲罐壓力高于槽車壓力，則同潛液泵卸車平衡壓力操作流程；若儲罐壓力低于槽車壓力，則利用增壓器對槽車進行增壓，當槽車與儲罐壓力差達到0.2 MPa時，停止增壓。開啟泵充裝，當充裝達到90%時，停止充裝。

3.2 加氣控制流程

先對泵進行預冷，當進出口的壓差達到0.2 MPa時，泵開始正常運轉(zhuǎn)。之后對加氣機進行自循環(huán)預冷，當加氣機的流量和溫度達到要求后，自動打開加氣流程。其中，氣瓶壓力達到1.6 MPa，需進行回氣到儲罐中。氣瓶壓力降至0.8 MPa 時，開始加液。當加氣速度低于設定值時自動停止加氣，泵停止工作。

3.3 自增壓控制流程

當儲罐內(nèi)的壓力低于0.4 MPa時，需要進行自增壓，LNG經(jīng)過增壓器汽化后進入儲罐，進行增壓，當壓力達到0.6 MPa時，停止增壓。

4 結(jié)束語

LNG撬裝式加氣站的工藝是基于LNG氣化站的工藝演變而來，同時有具備了靈活、方便等特點，在具體環(huán)境下可迅速高效地提供LNG。

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Skid-mounted LNG Filling Station Process

1，2,1，2,1，2,1，2

（1. Shanghai Lanbin Petrochemical Equipment Co., Ltd., Shanghai 201518, China; 2. Lanpec Technologies Limited, Gansu Lanzhou 730070, China）

The process,equipment and control flow of skid-mounted LNG filling station were introduced. The whole process consists of unloading process, filling gas process and self-charging process. The main equipment includes low temperature storage tank, submersible pump and pump tank, supercharger and EAG heater. And the relevant parameters were given. The various processes can be controlled by the valves.

process; equipment; unloading process; filling gas flow

2019-12-05

李丹妮（1988-），女，滿族，工程師，遼寧省錦州市人，2010年畢業(yè)于西南民族大學化學工程與工藝專業(yè)，研究方向：化學工程，從事工藝管道等技術(shù)工作。

TQ022.12+3

A

1004-0935（2020）03-0289-03