营口LNG气化站工艺设计毕业论文文档格式.doc
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本文是以营口仙人岛能源化工区的临时LNG气化站为研究对象进行的初步工艺设计。
设计内容包括:
LNG临时供气站平面布置、LNG储存及气化、电水浴式加热器、卸车系统、调压、计量、加臭等所有工艺设备的研究。
设计说明书主要介绍了临时气化站的工艺流程,设备运行的原理等概况。
计算说明书则包括了LNG储罐的选材、选型,汽化器的简要计算,用电安全,消防用水量,节能损耗。
关键词:
气化站;
LNG;
LNG储罐
TechnologyDesignofLNGVaporizationInTheYingkou
Abstract
Thispaperdoesthepreliminarytechnologicdesign,whichchoosesthetemporaryLNGgasificationstationintheenergyandchemicalindustryzoneoftheYingkoufairyislandasthestudyobject.ThecontentsofthepaperincludeoftheLNGstationlayoutoftemporarysupply,LNGstorageandvaporization,electricbathheater,unloadingsystems,surge,measurement,odorizationandalltheotherstudyofpoccessequipment.Designspecificationintroducesatemporarygasificationstationprocessandtherationaleofequipmentoperationoverview.CalculationmanualincludetheLNGtankselectionandmaterialselection,carburetorbriefcalculation,powersafety,fireconsumptionandenergyloss.
Keywords:
gasificationstation;
LNG;
LNGstoragetank
目录
第一部营口LNG气化站工艺设计说明书
前言 1
第一章LNG临时供气站站场设计方案 3
1.1LNG储罐建设规模 3
1.2站场工艺流程部分 3
1.2.1工艺流程 3
1.2.2平面布置 6
第二章气化站配套工程说明 7
2.1自控 7
2.1.1设计原则 7
2.1.2设计的主要内容 7
2.2电力 7
2.2.1设计原则 7
2.2.2设计的主要内容 8
2.3消防 8
2.3.1设计原则 8
2.3.2外部消防能力 8
2.3.3消防对象 8
2.3.4火灾危险性分类及火灾危险性分析 8
2.3.4.1火灾危险性分类 9
2.3.4.2火灾危险性分析 9
第二部营口LNG气化站工艺计算所明书
第一章自然条件和社会条件 10
1.1地理位置 10
1.2自然条件 10
1.2.1水文条件 10
1.2.2气象条件 10
1.2.3地震烈度 12
1.2.4地质条件 13
1.3社会环境 13
第二章站场工艺设计参数 15
2.1设计规模及参数 15
2.1.1液化天然气(LNG)的组分及主要物性 15
2.2储罐选型、选材 16
2.2.1选型 16
2.2.2选材 17
2.3工艺流程 18
2.3.1汽化器选型 18
2.3.2选型设备参数 19
2.3.3油气集输部分主要工作量 21
2.4汽化器安全阀 22
第三章气化站配套工程计算 23
3.1自控 23
3.1.1自控系统方案 23
3.1.2控制仪表主要设备选型 26
3.1.3主要工程量 27
3.2电力 29
3.2.1供配电系统 29
3.2.2供电方案 29
3.2.3配电设计 30
3.2.4工艺装置区及值班用房的防雷、防静电 31
3.2.5防爆区域划分 31
3.2.6节能措施 31
3.2.7主要工程量 32
3.3消防 32
3.3.1消防方式:
32
3.3.2消防水源 33
3.3.3消防设备设计参数 33
第四章结论 35
参考文献和规范 36
致谢 38
附录 39
前言第2页
前言
2009年3月12日,中海油与辽宁省政府高层会议确定中海油锦州25-1南油气田天然气从营口仙人岛登陆。
2009年9月25日,中海油气电集团与营口市政府签署《清洁能源供应和利用合作协议》。
在营口仙人岛能源化工区,中海石油(中国)有限公司将建设陆地终端处理厂,中海油气电集团将建设天然气首站和液化厂,上游海气登陆时间计划为2011年7月。
营口仙人岛城市开发建设投资有限公司(简称仙人岛城投),负责仙人岛能源化工区市政设施建设。
为了向园区企业提供蒸汽,仙人岛城投计划在园区内首站东边建设供热站,计划2010年7月建成投产。
供热站规模:
2台20吨/小时蒸汽锅炉,每年10月至次年5月份对天然气需求量为8万方/日,6月至9月天然气需求量为4.5万方/日,年天然气需求量约2500万方。
但由于上游海气登陆时间计划为2011年7月,供热站计划2010年7月建成投产,之间存在约1年的天然气供应空挡。
由于上游海气登陆时间与供热站计划投产时间之间存在天然气气源供应间隔,并结合本项目总体规划不浪费、可再用的原则,故采取先建设一套小型LNG储罐和气化装置、配套铺设相应管线、从市场采购LNG形式向该用户供气,满足用户在海气登陆前1年的用气需求。
临时气化站的设计处理规模:
4.5~8×
104m3/d,供气压力0.4MPa,供气温度0~35℃。
工艺流程如图1-1所示:
图1-1营口LNG气化站工艺设计流程图
LNG槽车(自增压)
主气化器
电水浴加热器
调压计量加臭
用户
BOG加热器
BOG
第一章LNG临时供气站站场设计方案第6页
第一章LNG临时供气站站场设计方案
新建站选址位于业主天然气液化厂工程征地范围内,位于液化厂储罐区位置。
由于该项目的临时性,且与液化厂建设时间存在间隔,同时考虑临时供气站的建设及使用不应影响液化厂施工建设,则选择液化厂罐区东北部为临时供气站站址。
临时供气站设计了LNG储罐、储罐增压、LNG气化、天然气加热、调压计量及加臭装置,同时配套了消防系统、供配电系统、以及道路、土建、自控等设施。
1.1LNG储罐建设规模
由于LNG为低温深冷介质,相关工艺设备及设施应具有可靠的低温深冷性能,特别是储存设备应至少满足耐低温-162℃以下,应达到-196℃。
而LNG储罐通常为常压低温双层储罐。
根据仙人岛供气项目要求,设计日最大供气能力8万方(约130方LNG),储备天数为3天,同时综合考虑储罐运输及施工安装过程中场地的要求等限制,本项目所选用的储罐容量均小于200m3。
1.2站场工艺流程部分
1.2.1工艺流程
该站为LNG供气站,具备卸车、储存、气化、加热、外输等功能。
LNG通过公路运至贮存气化站,在卸气台通过卸车增压器对罐车集装箱贮槽增压,利用压差将LNG送至贮存气化站低温LNG贮槽。
非工作条件下,贮槽内LNG贮存的温度为-162℃,压力为常压;
工作条件下,贮槽增压器将贮槽内的LNG增压到0.6MPa(以下压力如未加说明,均为表压)。
增压后的低温LNG自流进入主空温式气化器,与空气换热后转化为气态NG并升高温度,出口温度比环境温度低-10℃,压力在0.4~0.6Mpa;
当空温式气化器出口的天然气温度达不到5℃以上时,通过水浴式加热器升温。
最后经加臭、计量后进入输配管网送入用户。
工艺流程详见附图1。
(1)低温槽车卸车工艺
LNG与环境有很大温差,所以LNG卸车不需要额外消耗动力,可以利用温差进行。
低温槽车一般有两个接口,一个液相口,一个气相口。
卸车过程中,液相口经管道连接到站内低温储罐的进液口,用来输送液体;
而气相管道的作用是在液体卸完后回收槽车内气体。
利用槽车自身的增压装置给槽车储罐升压,使其压力比站内储罐压力高0.1MPa以上,然后打开液相阀门,液体便流入LNG站内的储罐。
液体卸完后,通过气相管将槽车内的气体回收到BOG储罐中,卸车完成。
(2)低温储罐与压力式低温储存
LNG气化站采用的是压力式低温储存方式,即储罐工作在承压的低温状态下。
储罐工作压力一般选在0.3~0.6MPa,工作温度在-162℃左右,低温储罐的设计压力一般在0.8MPa左右,设计温度为-196℃(即LNG储罐材质允许最低使用温度)。
低温储罐为双层结构,内胆储存低温液体,承受介质的压力和低温,内胆的材料采用耐低温合金钢(0Crl8Ni9);
外壳为内胆的保护层,与内胆之间保持一定间距,形成绝热空间,承受内胆和介质的重力荷载以及绝热层的真空负压。
外壳不接触低温,采用容器钢制作。
绝热层大多填充珠光砂,抽高真空。
(3)低温储罐的减压
为了防止热泄漏引起的罐内压力升高,压力式低温储罐采用释放罐内气体的方法控制压力。
在储罐的气相管道上设置自动减压阀,当储罐内压力升高到设定值时,减压阀便缓慢打开,将罐内气体放出;
当压力降回到设定值以下时,减压阀自动关闭。
释放出的气体一般不排人大气,后续的工艺会将其回收利用。
(4)低温储罐的增压
低温储罐的出液以储罐的自压为动力。
液体送出后,液位下降,气相空间增大,导致罐内压力下降。
因此,必须不断向罐内补充气体,维持罐内压力不变,才能满足工艺要求。
储罐的下面设有一个增压气化器和一个增压阀。
增压气化器是空温式气化器,它的安装高度要低于储罐的最低液位。
增压阀与减压阀的动作相反,当阀的出口压力低于设定值时打开,而压力回升到设定值以上时关闭。
增压过程如下:
当罐内压力低于增压阀的设定值时,增压阀打开,罐内液体靠液位差缓流入增压气化器,液体气化产生的气体流经增压阀和气相管补充到储罐内。
气体的不断补充使得罐内压力回升,当压力回升到增压阀设定值以上时,增压阀关闭。
这时,增压气化器内的压力会阻止液体继续流入,增压过程结束。
(5)气化、调压和BOG气体处理
LNG的气化及调压工艺流程中的气化器一般采用空温式气化器,充分利用LNG的冷能,节省能源。
气化时,打开储罐的自增压系统,将LNG送至主气化器,在气化器中液态天然气(L
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