4.LNG气化站工艺设计-科学研究训练参考内容及格式.doc

科学研究训练（论 文） 液化天然气气化站工艺设计 院（系、部）： 姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 教师职称： 年 月 日·北京液化天然气气化站工艺设计 油气储运工程专业 候 军 指导教师 李汉勇 讲师 摘 要 合理选择、设计LNG气化站的工艺流程和处理好气化站设备的选型问题，是降低工程造价、提高项目的经济效益的关键所在。解决这一关键问题需要：首先，通过对设计要求及经济性、可行性分析完成对LNG气化站工艺流程的比选，选择它们当中较优的设计方案；接着针对该设计方案进行设计计算和选型：如主要工艺管道的计算、选型及校核，LNG储罐、卸车增压器、储罐增压器、气化器、NG加热器、BOG加热器、EAG加热器、NG调压器、计量和加臭装置等设备的设计、计算及选型；最后，介绍了气化站的安全设计并对整个气化站进行了经济评价。 关键词 LNG气化站，工艺，设备选型，安全 选题背景和研究意义 1.选题背景 近年来，液化天然气(LNG) 因具有运输效率高、用途广、供气设施造价低、见效快、方式灵活等特点已经成为无法使用管输天然气供气城市的主要气源或过渡气源, 同时也成为使用管输天然气供气城市的补充气源或调峰、应急气源。LNG 气化站作为城市LNG 的主要设施,凭借其建设周期短、能方便及时地满足市场用气需求的特点, 成为国内东南沿海众多经济较发达、但能源紧缺地区的永久供气设施或管输天然气到达前的过渡供气设施[1]。[2]。因此，在工程设计前应进行气化站工艺设计。 我国现有的LNG气化站的工艺流程及相关设备选型仍存在一些问题，如工艺流程不合理造成资源的浪费和处理的不彻底，有的设备的设置是多余的或者经常处于很低的处理量下。对LNG气化站的工艺设计的研究有利于工艺流程的正确选择以及设备的合理设置。 总之，对LNG气化站的工艺设计有利于使气化站工艺流程能很好满足对LNG处理的要求，进而给用户提供优质的天然气；有利于使气化站的主要设备处于安全、稳定、高效的运行状态；有利于对整个气化站进行宏观调控；有利于降低气化站的建设成本和运营成本。 文献综述 2.1 LNG气化站卸车及管道预冷工艺 图1 卸车、预冷工艺 2.1.1 LNG卸车 LNG卸车时一般不需要额外消耗动力，通过卸车增压器使槽车内的压力增大，从而与LNG储罐间存在一定的压差，在压力差的作用下将LNG输送至储罐内。 卸车时的注意事项：一是，合理使用储罐的上进液口和下进液口，上进液时LNG以喷淋的形式进入罐内，下进液则为常规的进液方式[3]。当槽车的液体温度比储罐的液体温度低时，可以选择上进液。此时，液体以喷淋方式穿过LNG储罐的气相空间，过冷液滴会吸收储罐内的气体,使得槽车与储罐的压差增大，从而加快卸车的速度。槽车的液体温度比储罐的液体温度高时，应选择下进液，从而加快换热速率，减弱LNG的气化倾向，避免对卸车产生影响。当然，如果没有温度差可任意选择进液方式。 2.1.2 管道预冷 卸车台管道为常温管道,而LNG为低温液体,所以每次卸车前都要对卸车台至储罐入口的管道进行预冷，以减少卸车时间，防止管道发生低温破裂甚至脆断[3]。具体做法为，通过控制阀门的启闭来使低温液氮缓慢地通过管道及设备，对站内各管道、设备进行预冷置换，排除空气， 检查设备及管道在低温状态下的安全可靠性。并保冷观察，检查储罐的保冷效果,，一切正常后，用LNG置换液氮，进行正常的生产供气。 预冷过程中，阀门等设备遇冷液体收缩，可能导致产生泄漏，若外界空气及水蒸气进入管道中，会产生阀门冻住的现象。因此，在预冷过程中需要好好控制预冷液的流动速度，密切注意阀门情况，对松动泄漏及时处理，以免阀门冻住。 预冷所需液氮的量应根据储罐的容积及数量通过冷量计算而定。通常一个100m3低温储罐预冷约需要消耗10m3的液氮。对于一个气化站来说，液氮冷能的充分利用可以减少站内预冷所需的液氮量。实际操作中, 遵循“能源的梯级利用”的原则，利用一次换热后LNG罐中的氮气与站内其余设备进行二次换热预冷，甚至进行三次换热，可节约液氮消耗量及预冷时间，从而达到节约运营成本的目的，具有较好的效果[4]。 2.2 LNG的气化工艺 LNG的气化工艺是整个气化站的中心环节，是保证稳定供气的关键一环。LNG气化站工艺根据对蒸发气体（BOG）处理方式的不同可分为蒸发气体再液化工艺和蒸发气体直接压缩输送工艺，根据对LNG的处理顺序可分为加压气化工艺和气化压缩工艺。 2.2.1 蒸发气体再液化工艺 图2 蒸发气体再液化工艺流程 图2为蒸发气体再液化工艺流程图。在大型LNG接收站中，LNG经管道或卸料臂输送至储罐储存。储罐