城市天然气事故应急供气系统的研究Word文档格式.docx
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备注:
加强安全教育培训,是确保企业生产安全的重要举措,也是培育安全生产文化之路。
安全事故的发生,除了员工安全意识淡薄是其根源外,还有一个重要的原因是员工的自觉安全行为规范缺失、自我防范能力不强。
摘要:
城市天然气管网的稳定供气事关国计民生,应建立安全可靠、经济实用的供应保障体系。
如何针对城市具体情况,因地制宜选择合适的调峰与事故备用气源,增强城市管网应急供气能力,是备受关注的重要问题。
集“调峰、事故备用、应急气源、汽车加气及储运”于一体的大型多功能LNG站,因其具备使用功能齐全、设备利用率高、结构紧凑、节省土地、运行成本低、可靠性高等特点,能较好解决设备闲置率过高、经济负担重的矛盾,兼顾投入与产出的关系,是一种前景较好的事故备用气源模式,对构建城市安全供应保障体系具有重要意义。
主题词:
液化天然气;
储备;
气化;
安全;
供气系统
城市燃气管网事关国计民生,首要问题是保障供气安全。
针对城市具体情况,因地制宜建设调峰与事故备用气源设施,增强城市管网应急供气能力,是构建天然气安全供应保障体系的重要内容。
一、调峰与事故备用气源种类及其特点
常见的调峰与事故备用气源设施主要有3种[1]
:
地下储气库储气;
液化天然气(LNG)气化;
高压管道、球罐储气。
1.地下储气库
地下储气库具有储气量大、功能全、适应性强的特点。
既适用于事故应急供气,也适用于季节性调峰。
但建地下储气库地质条件要求苛刻,而且投资较大,建设周期长,储气工艺技术复杂,运行费用高。
根据地质特点不同,地下储气库有枯竭气(油)藏型、地下含水层、盐穴层和废弃矿井型等4种类型。
目前全球共有500余座地下库,绝大部分是枯竭气田型。
我国现今已完全掌握地下储气库建造技术。
位于天津大港油田的大张坨枯竭气藏型储气库和江苏金坛盐穴型地下储气库已经建成投产。
此外,“西气东输”二线工程计划建3座地下储气库(分别为河南平顶山、湖北云应盐穴储气库和江西南昌麻丘水层储气库),总库容45×
108
m3
,工作气量22×
。
2.LNG气化
对于一些具备LNG气源条件的城市,建设LNG气化站解决调峰与事故应急供气问题也是一种较好的模式。
LNG气化站尽管投资较大,但运行费用低,且具有气化压力灵活可调、装置规模可大可小、工程分期建设的特点,因此而得到广泛应用。
如果能将LNG气化站功能进一步扩展,做到一站多用,则经济效益大为提高,发展前景更为可观。
目前,许多国家已将LNG气化站作为调峰与事故应急供气的重要手段。
我国上海就建造了一座储存规模12×
104
(LNG)、气化能力720×
/d的事故气源备用站,兼有调峰功能。
“西气东输”二线工程也计划建1座200×
t/a的LNG调峰站。
3.高压管道、球罐储气
高压管道、球罐储气方式主要用于调峰,同时兼有事故应急作用,缺点是总储气量有限,使应急效果受到影响。
作为高压管道储气方式,其优点是可以兼顾输配需要与调峰、事故应急供气要求,设备利用率高,是一种经济、实用的方式。
二、建设调峰与事故备用气源设施存在的问题
单纯的调峰与应急事故备用气源装置,一般投资、占地面积都较大,而且存在一个共同的缺陷,就是设备长期闲置,造成设备利用率低,影响到企业经济效益,特别是LNG气化站尤为突出。
由于运行时间少,导致装置、设备隐患平时难以暴露,一旦出现紧急情况,直接影响装置发挥其应有作用。
而且,大多数时间运行人员处于一种闲置、松懈状态,不利于实战时快速进入状态。
三、城市调峰与事故备用气源的选择
1.基本思路
对于只有一路气源,或气源供应可靠性不太高,而且又不具备建设地下储气库地质条件的城市,如果能够解决LNG气源供应问题,选择建设LNG多功能站是一种较好的模式。
它集“天然气调峰、事故备用、应急供气、气源生产、汽车加气及储运”于一体,在构筑安全可靠的天然气供应保障体系的同时,带动LNG产业链中的天然气储运业、天然气汽车产业,实现共同发展。
LNG多功能站的明显优势是绝大部分设备共用,既节省投资,又节省土地,产生部分经济效益。
具备使用功能齐全、设备利用率高、结构紧凑、占地少、运行成本低、可靠性高等特点。
2.LNG多功能站技术方案
(1)LNG站功能简介
典型的多功能LNG站基本框图如图1。
1)常规调峰功用。
管网用气高峰时,气化站内储存的LNG向管网供气,弥补上游供气量不足,减轻各调压站调峰压力。
2)天然气汽车加气功用。
储罐内LNG通过液相泵加压后,对LNG汽车加气;
储罐内LNG通过高压液相泵加压后进入高压气化器换热气化,通过售气机对压缩天然气(CNG)汽车加气。
3)仓储及转运功用。
利用LNG储存区容量大的优势,在增加极少投资的条件下,设置LNG仓储转运功能,作为中转基地将LNG辐射到周边地区的LNG卫星站、LNG加气站。
该功用依托于LNG现货贸易市场的发展,以LNG货源基本充足为前提条件,与海上浮仓、小船接驳运输、火车(汽车)槽车运输同步活跃。
4)为开拓下游市场提供支撑。
多功能站的大储量优势,可为企业发展LNG卫星站、天然气汽车加气站、瓶组供应客户提供有力的气源保障,成为这些终端供气装置的应急气源。
正常情况下,上述各装置依靠各自的原料来源渠道运作,一旦原料来源受阻,多功能站则可以利用其庞大储存量,帮助各装置渡过难关,起应急作用。
5)事故应急供气功用。
上游供气系统出现紧急情况时,通过气化设施大量气化站内储存的LNG向管网供气,起事故应急作用,提高管网供气可靠性。
(2)站内区域划分与布置
站内生产区域分四大功能区,分别是原料储存区、LNG气化区、LNG仓储区和天然气汽车加气区,各区域既相对独立,又紧密联系,服从统一调度指挥。
此外,还有生产辅助区和控制中心等。
相对来讲,天然气汽车加气区独立性较强[2]
,有独立的大门供天然气汽车进出,同时,也避免对其他区域构成干扰。
LNG仓储、转运区域与加气区域类似,一般情况下,闲时卸车与装车分开,忙时装卸可以交叉进行,以提高效率。
(3)LNG站规模确定
一般来说,为兼顾投资和应急供气量两方面因素,按照有关设计标准,将LNG多功能站储存规模确定为5d的储存量。
(4)LNG储罐与气化设备
1)储罐。
从安全性、经济性、先进性和成熟性等方面综合考虑,大型LNG多功能站一般选用预应力钢筋混凝土外壳、自承式9%镍钢内胆的全容式低温储槽[3]
2)气化器。
对于大型的LNG气化站和接收站来说,目前较为成熟的LNG气化器为开架式气化器(ORV型气化器)和浸没式气化器(SMV型气化器)两种[4]
首选为开架式气化器,以节省运行费用;
不具备毗邻大海的条件,则选用浸没燃烧式气化器。
也可考虑将两种有机组合。
(5)汽车加气
低温液相泵将LNG加压至1.6MPa,通过售气机对LNG汽车加气。
来自高压气化器出口的25.0MPa天然气通过售气机对CNG汽车加气。
四、结束语
构建城市天然气安全供应保障体系是十分必要的,而LNG多功能站以其能够解决城市燃气管网的事故应急供气问题,同时可以大力开展天然气汽车加气业务,产生经济效益与社会效益而倍受青睐,是一种值得推广的应急备用气源建设模式。
参考文献
[1]罗东晓.实施全国天然气管网大联通的战略构想[J].天然气工业,2006,26(10):
139-141.
[2]阮中伟,兰书彬.大丰市CNG站优化操作技术分析[J].石油与天然气化工,2005,34(6):
459-461.
[3]初燕群,陈文煜,牛军锋,等.液化天然气接收站应用技术(11)[J].天然气工业,2007,27
(1):
124-127.
[4]严铭卿,廉乐明.天然气输配工程[M].北京:
中国建筑工业出版社,2005.
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