上海燃氣工程設計研究有限公司 汪黎琴

LNG瓶組站是利用 LNG鋼瓶進行供氣的設施。LNG瓶組站主要設備是LNG氣化橇。LNG氣化橇集成了氣化、調(diào)壓、計量、加臭等多種功能，一般在生產(chǎn)廠家按照設計進行定制，成品一次性運輸?shù)浆F(xiàn)場，安裝簡便，可以節(jié)省大量時間。LNG瓶組站具有投資省、占地面積小、建設周期短、操作簡單、運行安全可靠等特點，可迅速地向城鎮(zhèn)居民或工礦企業(yè)用戶供氣，因此在燃氣管網(wǎng)暫未敷設的區(qū)域，由 LNG瓶組站臨時供氣成為一個不錯的選擇[1]。

本文簡要分析了 LNG瓶組站設計及運行應用中的幾個問題，提出了若干完善建議，為 LNG瓶組站運行、設計和工程應用提供了參考和借鑒。

1 LNG瓶組站工藝流程

1.1 工藝流程

LNG在儲存氣化站內(nèi)裝入LNG鋼瓶，然后通過運輸車運至LNG瓶組站。LNG鋼瓶通過金屬軟管與站區(qū)氣、液相管道相連，然后利用鋼瓶的增壓器增壓后，將LNG壓入到空溫式氣化器，使LNG氣化加熱，轉化為氣態(tài)天然氣，再經(jīng)過調(diào)壓、計量、加臭后供給燃氣用戶。具體流程見圖1。

圖1 LNG瓶組站供氣工藝流程

1.2 主要工藝設備

(1) LNG鋼瓶。LNG鋼瓶主要起存儲和運輸LNG的作用，具有低溫絕熱的特性，一般設計有雙層結構。鋼瓶外層纏著許多絕熱材料，具有很好的絕熱性能，內(nèi)層用于存裝低溫LNG，兩層之間被抽成真空，形成絕熱效果非常好的系統(tǒng)，可長期儲存LNG。鋼瓶在國內(nèi)外均有生產(chǎn)，可根據(jù)瓶組站供應客戶的規(guī)模來選擇容積，一般有175 L立式和410 L臥式兩種鋼瓶。

(2)瓶組橇。為了減小占地面積、方便操作，通常將 LNG鋼瓶組、瓶組匯管以及閥門制作成 1個瓶組橇。瓶組橇一般采用 LNG低溫專用閥門，根據(jù)實際情況設置合適的鋼瓶接口數(shù)量和絕熱層。(3)氣化橇。氣化橇由氣化、調(diào)壓、加臭、計量等設備組合而成。氣化器一般采用2臺LNG空溫式氣化器(1用1備)，在天氣比較寒冷地區(qū)還應配置電熱式天然氣加熱器用以升溫。調(diào)壓器采用 2路調(diào)壓、不設置旁通路的模式，帶有超、低壓切斷功能。計量器采用羅茨流量計，帶有溫度和壓力補償功能，設置旁通路以確保流量計在維修時不影響系統(tǒng)的正常工作。加臭工藝一般采用工業(yè)單片機控制加臭控制器，選用乙硫醇和四氫噻吩作為加臭劑，根據(jù)LNG的動態(tài)流量自動調(diào)節(jié)加臭。

2 LNG瓶組站總圖確定

2.1 站址確定

LNG瓶組站設計過程中，站址的確定以及總圖的布置應當擺在最首要的位置。無論是大的加氣站還是小的 LNG瓶組站，設計首要任務一定是確定站址。若站址不能確定，后續(xù)設計工作將無法開展。在浙江工作期間，經(jīng)常碰到業(yè)主為了緊抓業(yè)績，搶客戶，在瓶組站用地尚未敲定的情況下，急于讓設計介入的情況。例如某些業(yè)主聲稱地的事情不用設計方管，只需要設計方抓緊出具施工圖。由于目前燃氣設計在行業(yè)中處于劣勢地位，因此往往因為礙于業(yè)務發(fā)展等因素，被動地響應業(yè)主，在用地還沒落實的前提下過早地出具施工圖，從而項目真正要落地時，業(yè)主因為種種原因，例如規(guī)劃或政府部門不批，當?shù)貐f(xié)調(diào)或政策處理困難等導致設計方前前后后做無用功，最后甚至項目取消。

為此，需要強調(diào)的是，在整個項目前期，大的加氣站也好，小的瓶組站也好，站用地一定是重中之中，是必須最先敲定的一個環(huán)節(jié)。因此建議設計時應該正確地引導業(yè)主思路，通過列舉成功案例的一系列流程和失敗案例的失敗原因，提醒業(yè)主不要因為搶占市場或者工期緊張而忽視最重要的環(huán)節(jié)——站址的確定。

2.2 總圖布置

總圖布置主要遵循GB 50028－2006《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》中 LNG臨時瓶組站防火間距要求，如表1所示。

表1 氣瓶組與建、構筑物的防火間距 m

在浙江范圍內(nèi)，管道氣未及區(qū)域的很多 LNG瓶組站項目大都為工礦企業(yè)供氣，并且遇到許多廠區(qū)內(nèi)布置瓶組站的應用實例。由于廠區(qū)用地緊張，四周各類廠房林立，因此在做LNG瓶組站設計時，要特別注意瓶組與四周廠房、廠區(qū)明火散發(fā)點的間距是否滿足規(guī)范要求。瓶組站臨近道路設置時，要考慮道路上是否有電桿。雖表1中未涉及到瓶組與電桿的間距要求，但實際設計過程中必須按照瓶組與電桿保證1.5倍桿高的安全間距要求。這也是做大型場站時的明文規(guī)定。

滿足規(guī)范要求的同時，設計時應當盡可能把瓶組站做得緊湊，畢竟工礦企業(yè)用戶內(nèi)部用地緊張，若將站建設在外部，又面臨征地等諸多困難。因此碰到類似用戶的瓶組站設計，應該綜合考慮，在滿足規(guī)范安全間距要求以及檢修維護所需空間的前提下，盡可能的緊湊布置，節(jié)約用地。

3 LNG瓶組站的水電及排水設計

由于1個LNG瓶組站規(guī)模一般很小，造成在LNG氣化站所必須的供水、供電、排水等因素，在LNG瓶組站選址上往往會被忽略，而實際上對1個瓶組站的使用是必不可少的。針對 LNG瓶組站的水電及排水問題有以下幾點建議。

3.1 供水供電問題

在設計選址中，一般比較重視瓶組站的位置因素，或者認為小型瓶組站水電很容易解決，不予重視，而施工方或燃氣公司為了盡快完成 LNG瓶組站的建設，往往更關心氣化橇設備的制造和安裝，也會忽視供水供電的問題。實際上 LNG瓶組站應該配備足夠的水電設施，在氣化橇連接鋼瓶的兩側應至少分別配備1盞防爆路燈，設計高度和亮度應滿足鋼瓶拆裝所需的能見度。供水方面在設計中往往會考慮到生活用水，但在實際運行中，用氣高峰時需要用水清除大量的積霜，所以應在靠近氣化橇處設計至少1個接水口。對于會較長時間使用的瓶組站，應盡可能設置消防用水或靠近消防設施。水不是用來撲滅火災，卻可以保護暴露在外部火災中的設備設施。

3.2 排水問題

排水問題也是一個容易被忽略的問題。氣化橇到場后一般安裝于已經(jīng)做好的基礎承臺上，由于瓶組站位置一般較偏僻，經(jīng)常沒有排水設施，氣化橇空溫式氣化器在工作時會產(chǎn)生大量的積霜，積霜融化時容易產(chǎn)生積水，用氣高峰時還要使用水進行除霜，因此設計簡易的排水系統(tǒng)是非常必要的。基礎承臺四周應設計排水溝，承臺本身也要設計相應的坡度，有利于排水。

4 氣化器選型

LNG氣化橇高度集成了空溫式氣化器、計量、調(diào)壓、加臭等設備。其中，空溫式氣化器是主要設備，一般根據(jù)用戶提供的小時平均用氣量、最大用氣量等數(shù)據(jù)進行選型。但是 LNG空溫式氣化器有其自身的弱點：完全依靠吸收空氣熱量，加上氣化橇本身通風性差，更容易積霜，積霜后氣化能力隨之下降，同時結霜快化霜慢，若不能及時化霜就會使氣化器出口氣體溫度過度下降，威脅管網(wǎng)安全。這就要求必須按照實際情況進行氣化器選型。

(1)對于以居民用戶、公司用氣為主的LNG瓶組站氣化器選型，可以參照一般氣化器選型原則，采用1臺氣化器或1開1備的選型原則。這是因為居民用氣分散，日用氣高峰期也比較固定，持續(xù)時間較短，即使突然出現(xiàn)大量用氣，也可以通過噴水化霜或2臺氣化器同時開啟的方式保障用戶供氣。

(2)對于工業(yè)用戶為主的LNG瓶組站氣化器選型，由于工業(yè)用戶用氣一般以持續(xù)穩(wěn)定的流量用氣，如按照一般原則選型氣化器，在夏季炎熱季節(jié)一般是可以滿足用氣要求的，但在其他季節(jié)就容易因為持續(xù)結霜不能及時化霜，造成氣化能力大幅度下降，很難滿足要求，所以對這類用戶，氣化器氣化能力應比用戶最大用氣量高30%左右。一般應選擇2臺較大氣化器，每臺在其最大用氣量的70%左右，1開1備。

5 值班室位置確定

由于 LNG瓶組站規(guī)模小，故值班室通常也是簡易房。在平面布置設計時，值班室的設置一般比較隨意，通常是設置于站內(nèi)，以便于對設備的操作和鋼瓶的更換。從實際情況來看，值班室的設置應該遵循生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開的原則，中間設置隔離設施，將值班室與生產(chǎn)區(qū)分開，不僅是加強站場安全管理的需要，更是人性化管理的需要。瓶組站夜間供氣時會降低周圍環(huán)境溫度，特別是冬季會產(chǎn)生大量的冷氣，將值班室置于生產(chǎn)區(qū)內(nèi)，使得值班運行人員周圍環(huán)境溫度更低，不利于改善運行人員的工作環(huán)境。

6 運行應用中的注意事項

(1) LNG鋼瓶作為一種低溫絕熱壓力容器，站內(nèi)很多閥門在 LNG瓶組站運行時處于低溫狀態(tài)，因此工作人員在操作時應佩戴專用手套，以防造成低溫傷害。由于空溫式氣化器表面在長期使用后會結霜，影響其熱交換性能，所以需要制定結霜清理周期，清理時還需注意設備低溫造成的傷害。

(2)計量裝置進出口閥門的開啟必須十分緩慢。設備上除儀表閥門外的其他閥門先關閉，入口閥門緩慢打開，開始供氣，然后開啟進氣總管壓力表前閥門，注意壓力表情況。使用流量計時，為防止流量計因氣流沖擊造成損壞，流量計前的閥門先緩慢打開，然后再緩慢打開后面的閥門。閥門開啟時，應該先略微開啟一些，保證使前后管道的壓力緩慢地上升，待氣壓平衡后開大閥門。否則，設備會因為氣壓的不平衡而造成損壞[2]。

(3)為了保證安全閥的正常放散，其根部的閥門應保持常開狀態(tài)。安全閥的旁通閥在人工放散時才打開，通常情況下應保持關閉狀態(tài)。當需要停止使用整個工藝系統(tǒng)時，應先關閉設備各進口閥門，然后打開放空閥，放凈系統(tǒng)內(nèi)殘余氣體，最后通過排污閥排凈殘余液體。設備各閥門 LNG瓶組站停用期間應保持關閉狀態(tài)。

(4) LNG瓶組站適用于離城市較遠的燃氣管網(wǎng)，是天然氣管網(wǎng)鋪設前的過渡氣源，發(fā)揮作用期不長，因此不需要大規(guī)模建設。由于規(guī)范規(guī)定的LNG瓶組站總容積不應大于4 m3，所以不適用于對用氣量較大的用戶，否則供氣穩(wěn)定性無法滿足。

7 結語

LNG瓶組站可以說是“麻雀雖小五臟俱全”。目前氣化橇的設計已較為成熟，國內(nèi)也有多家專業(yè)生產(chǎn)氣化橇的廠家，但 LNG瓶組站的設計仍然有一些欠缺，主要問題是設計與現(xiàn)場情況的脫節(jié)，因此在 LNG瓶組站的設計方面還有很多工作要做。相信只要堅持設計與實際應用相結合，多從生產(chǎn)的實際考慮，了解現(xiàn)場情況，從實踐中總結經(jīng)驗并應用到設計當中，就可以不斷完善設計思路，設計出更易于管理和安全穩(wěn)定供氣的LNG瓶組站。