淺談LNG儲(chǔ)配站工程實(shí)踐及技術(shù)改進(jìn)

1  前言

隨著天然氣工業(yè)的大發(fā)展，LNG儲(chǔ)配站(衛(wèi)星站)憑借其建設(shè)周期短、儲(chǔ)氣量大以及能迅速滿足用氣市場需求的優(yōu)勢，作為城鎮(zhèn)的備用、調(diào)峰氣源或者過渡氣源，目前已得到較為廣泛的建設(shè)和應(yīng)用，國內(nèi)最早建設(shè)的城鎮(zhèn)LNG站至今已十年有余，隨著國家能源戰(zhàn)略的逐步深化，天然氣利用的廣度拓展以及燃?xì)庥脩粜枨蟮牟粩嗵嵘�，LNG儲(chǔ)配站的建設(shè)將繼續(xù)如火如荼的進(jìn)行。以江蘇省城鎮(zhèn)燃?xì)獍l(fā)展“十二五”初步規(guī)劃為例，十二五期間，江蘇省內(nèi)規(guī)劃新建的城鎮(zhèn) LNG儲(chǔ)配站將達(dá)到10座左右。在以往關(guān)于LNG儲(chǔ)配站設(shè)計(jì)施工的相關(guān)文獻(xiàn)里大多關(guān)注于場站設(shè)備選型或工藝設(shè)計(jì)等方面，對(duì)于LNG儲(chǔ)配站所涉及各專業(yè)的工程技術(shù)難點(diǎn)和施工要求總結(jié)介紹較少，而工程施工質(zhì)量的優(yōu)劣卻密切關(guān)系到LNG儲(chǔ)配站的運(yùn)營可靠和安全保障。本文以蘇州港華LNG儲(chǔ)配站工程為例，對(duì)其相關(guān)施工技術(shù)及要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和探討，為日后類似工程的管理人員提供參考。

蘇州港華LNG儲(chǔ)配站占地面積約13 340m2，建設(shè)規(guī)模為8只150Nm3LNG儲(chǔ)罐，總儲(chǔ)量72萬Nm3，小時(shí)高峰氣化量10 000Nm3，年供氣量600萬Nm3，年平均日供氣量5萬Nm³，可以滿足蘇州工業(yè)園區(qū)應(yīng)急或調(diào)蜂7天的用氣需求。工程分兩期建設(shè)，于2008年11月開工，2010年7月全部竣工并順利投運(yùn)。

    城鎮(zhèn)內(nèi)建設(shè)的LNG儲(chǔ)配站按應(yīng)用類別可分為主氣源、過渡氣源、調(diào)峰氣源或事故備用氣源。

    LNG儲(chǔ)配站的總平面一般進(jìn)行分區(qū)布置，即分為生產(chǎn)區(qū)和生產(chǎn)輔助區(qū)。生產(chǎn)區(qū)域包括LNG儲(chǔ)罐區(qū)、用于氣化、調(diào)壓、加臭的工藝裝置區(qū)、LNG卸車區(qū)、 LNG灌裝區(qū)等。生產(chǎn)輔助區(qū)域則包括消防水池及泵房、鍋爐房、配電間、發(fā)電機(jī)房等。

    LNG儲(chǔ)配站為綜合性工程項(xiàng)目，涉及的專業(yè)包括土建、工藝、電氣、儀表、暖通、給排水、消防等。

    LNG'fri~配站的一般工藝流程如圖1：

    (1)生產(chǎn)流程

    低溫儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG利用自身壓力或自增壓氣化器升壓。升壓至所需運(yùn)行壓力(0．6MPa)，利用其壓力，將LNG送至空溫式氣化器進(jìn)行氣化。經(jīng)過氣化的天然氣再經(jīng)過調(diào)壓(需求壓力)、計(jì)量、加臭送人城市管網(wǎng)，為用戶供氣。

    (2)卸車流程

    液化天然氣從氣源地利用LNG槽車將液化天然氣通過公路運(yùn)輸至本站，卸車時(shí)將槽車壓力通過增壓氣化器升壓至0．6MPa左右，LNG儲(chǔ)罐壓力降低至0．4MPa。利用槽車與儲(chǔ)罐的壓差將槽車內(nèi)LNG卸至儲(chǔ)罐內(nèi)。

    (3)充裝流程

對(duì)于燃?xì)夤艿罆簳r(shí)無法到達(dá)的區(qū)域，可通過建設(shè)LNG瓶組站作為臨時(shí)氣源供氣。首先利用LNG儲(chǔ)配站的灌裝系統(tǒng)將LNG充裝到低溫杜瓦瓶中(****可充裝410L)，然后通過公路運(yùn)輸?shù)姆绞剿偷狡拷M站。充裝LNG杜瓦瓶時(shí)控制LNG儲(chǔ)罐的壓力在0．6MPa左右。將鋼瓶內(nèi)的氣體通過BOG系統(tǒng)放散降低瓶內(nèi)壓力至0．4MPa左右。利用兩者的壓差將LNG由儲(chǔ)罐充裝到杜瓦瓶中。

4．1．1 LNG儲(chǔ)罐基礎(chǔ)施工

    儲(chǔ)罐基礎(chǔ)應(yīng)在LNG儲(chǔ)罐吊裝前、吊裝后空罐、投運(yùn)后滿罐3個(gè)階段分別進(jìn)行沉降觀察與測試，具體方法可參照GBJl28-90《立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》。

    目前LNG儲(chǔ)罐的吊裝一般采用地腳螺栓一次灌漿成形的方法來完成，這就要求儲(chǔ)罐地腳螺栓前期預(yù)埋時(shí)的尺寸需十分精確，否則將導(dǎo)致儲(chǔ)罐正式吊裝劂地腳螺栓孑L需進(jìn)行較多的修正擴(kuò)孔，從而延長吊裝利間，增加作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)。

    儲(chǔ)罐廠家一般在到貨前都會(huì)提供地腳螺栓尺寸模板，建議先根據(jù)模板尺寸預(yù)留儲(chǔ)罐基礎(chǔ)孑L，同時(shí)放人地腳螺栓并進(jìn)行臨時(shí)固定，再將實(shí)際螺栓尺寸、角度等參數(shù)發(fā)回廠家進(jìn)行校核，經(jīng)過多次的校核、調(diào)整來保證參數(shù)準(zhǔn)確。當(dāng)然，亦可在掌握較為準(zhǔn)確的尺寸后，先澆筑固定地腳螺栓，再將尺寸參數(shù)發(fā)回廠家，由廠家在生產(chǎn)車間進(jìn)行LNG儲(chǔ)罐螺栓孔的修正工作。

由于LNG為深冷介質(zhì)，考慮到如發(fā)生LNG泄漏對(duì)儲(chǔ)罐柱基產(chǎn)生危害，建議對(duì)儲(chǔ)罐地上柱基部分采用保溫材料及外保護(hù)皮進(jìn)行包裹處理。

    根據(jù)GB50 1 83-2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，儲(chǔ)存總?cè)萘看笥诨虻扔?65m3的 LNG站內(nèi)應(yīng)設(shè)置固定消防水系統(tǒng)，一般設(shè)計(jì)中以地下消防水池為主。消防水池作為重大砼澆筑工程和重要防滲工程，其施工及驗(yàn)收應(yīng)引起LNG站工程管理人員的高度重視。

  ①水池澆筑

  消防水池的澆筑一般分為底板、壁板與頂板等3次澆筑過程，混凝土應(yīng)選用泵送C30以上混凝土，抗?jié)B等級(jí)$61)2J2，水泥標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于425。

    為防止不均勻沉降，消防水池地基應(yīng)為經(jīng)過置換處理的碎石回填層，回填層應(yīng)分層碾壓密實(shí)，經(jīng)過第三方檢測的密實(shí)系數(shù)應(yīng)不小于0.96。

    壁板與頂板的澆搗切不可同時(shí)進(jìn)行，以防止壁板過早承載頂板應(yīng)力而導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。

    防滲砼體的養(yǎng)護(hù)至關(guān)重要，砼澆筑后應(yīng)盡量延長拆模板的時(shí)間，帶模養(yǎng)護(hù)時(shí)間需7天以上，其問應(yīng)對(duì)水池壁板兩側(cè)的模板進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，使內(nèi)外模板始終處于濕潤狀態(tài)，減少混凝土的內(nèi)外溫差。拆模后應(yīng)采用覆蓋塑料薄膜或掛麻袋淋水養(yǎng)護(hù)方法，養(yǎng)護(hù)期不得小于14晝夜。

  ②閉水試驗(yàn)

  消防水池使用的是抗?jié)B混凝土，在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，為檢驗(yàn)抗?jié)B性能，必須在內(nèi)壁防水層施工前就應(yīng)進(jìn)行閉水試驗(yàn)，閉水試驗(yàn)就是根據(jù)設(shè)計(jì)水位將水池蓄滿水，檢驗(yàn)水池的滲水量，并進(jìn)行外觀檢查。

    閉水試驗(yàn)注水時(shí)以5天充滿為宜，每升高lm水位不小于4h，然后停止12h再繼續(xù)充水。充水時(shí)應(yīng)仔細(xì)檢查水池壁板混凝土和穿壁防水管道的施工質(zhì)量情況，如果水池外壁或穿壁的消防管道(防水套管)有滲漏，同時(shí)檢測的滲水量較大時(shí)，應(yīng)立即停止充水，經(jīng)處理合格后方可再次充水。

    閉水試驗(yàn)滲水量的檢測方法及合格標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遵守 GB50141-2008《給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的相關(guān)要求，LNG儲(chǔ)配站設(shè)置的消防水池為全封閉水池，蒸發(fā)量可忽略不計(jì)或根據(jù)當(dāng)?shù)厮�文站的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算得到。試驗(yàn)期間，如遇氣溫急劇變化，計(jì)算滲水量時(shí)應(yīng)注意消除水池結(jié)構(gòu)溫差產(chǎn)生的影響。

    水泥砂漿防水層的施工應(yīng)在閉水試驗(yàn)合格后進(jìn)行。

    消防水池在閉水試驗(yàn)期間不可進(jìn)行任何回填施工，水池在周圍土未回填前及回填后未充滿水前，應(yīng)做好地下水排水，降低地下水位，以防止水池漂浮。

    ③水池滲漏治理

    施工不當(dāng)、收縮影響、溫度變化等因素均會(huì)引起消防水池產(chǎn)生裂縫，消防水池由于裂縫而產(chǎn)生的滲

漏可分為多種情況：施工縫滲漏、局部混凝土抗?jié)B等級(jí)不足、變形縫滲漏、混凝土滲漏等等。在施工過程中，應(yīng)根據(jù)裂縫的產(chǎn)生形態(tài)采取針對(duì)措施進(jìn)行裂縫治理，同時(shí)建議選擇有資質(zhì)的防水工程公司進(jìn)行專業(yè)補(bǔ)漏。

消防水池的滲漏治理應(yīng)得到LNG~．程管理人員的高度關(guān)注，消防水池即使產(chǎn)生長期微滲，亦會(huì)導(dǎo)致地基的不均勻沉降，從而損壞消防管道，影響LNG站的運(yùn)行安全。

工藝專業(yè)施工既包括液相、氣相等工藝管道的敷設(shè)，也包括工藝設(shè)備如閥門、儲(chǔ)罐、氣化器的安裝，以及工程整體的試車(即預(yù)冷)、投運(yùn)工作。

    LNG儲(chǔ)配站的低溫管道一般選用奧氏體不銹鋼管道(0crl8Ni9)，常溫管道一般選用碳鋼管。在管道施工敷設(shè)中應(yīng)密切關(guān)注下列事項(xiàng)：

    ①不銹鋼管道進(jìn)場后應(yīng)采用“光譜分析法”進(jìn)行材料檢驗(yàn)，每批次抽查的管材不少于l根，每根管材一般選檢3點(diǎn)，主要檢查cr、Ni含量。不銹鋼管道堆放時(shí)應(yīng)避免與普通碳鋼管接觸。

    ②不銹鋼管道法蘭應(yīng)選用不銹鋼突面帶頸對(duì)焊法蘭，現(xiàn)場施工中容易使用帶頸平焊法蘭來代替。帶頸對(duì)焊法蘭與帶頸平焊法蘭在管件加工形式、焊縫形式、使用范圍等方面均有諸多不同，應(yīng)予以注意。

    ③不銹鋼坡口兩側(cè)各100mm范同內(nèi)應(yīng)涂上白堊粉，以防焊接飛濺物玷污焊件表面；安裝時(shí)，不得用鐵質(zhì)工具敲擊。法蘭用的非金屬墊片，其氯離子含量不得超過5×10～。

④LNG儲(chǔ)配站工藝管道上需安裝的儀表較多，進(jìn)行儀表取源部件的開孑L和焊接應(yīng)在管道敷設(shè)安裝前進(jìn)行。

    ①不銹鋼管道焊工選擇時(shí)應(yīng)注意壓力管道焊工證上母材種類應(yīng)為Ⅳ類，此類別(奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼)為單獨(dú)一類，不可有其他類別代替。

②低溫管道的對(duì)接焊縫砬進(jìn)行100％射線探傷；角焊縫亦需進(jìn)行100％檢測。由于焊縫檢驗(yàn)效果的差異，低溫管道施工中應(yīng)盡量避免角焊縫的存在。角焊縫的檢驗(yàn)一般有滲透檢測和磁粉檢測兩種形式，相比而言，磁粉檢測靈敏性更高，且對(duì)奧氏體不銹鋼之類的鐵磁性材料檢驗(yàn)效果更佳。

    ①管道吹掃及試壓介質(zhì)一般選用壓縮空氣或氮?dú)�，來自現(xiàn)場空壓機(jī)的壓縮空氣含油量較高，極易損壞低溫閥門內(nèi)的四氟墊片，建議選用高壓氮?dú)馄拷M。

    ②管道吹掃應(yīng)分段進(jìn)行，相關(guān)設(shè)備不可參與吹掃，管道的吹掃方向應(yīng)由內(nèi)(LNG儲(chǔ)罐)向外進(jìn)行。每只安全閥及低溫截止閥處均應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)吹掃檢測合格，否則極易造成低溫閥內(nèi)漏或安全閥閥座密封不合格。

    ③保冷工程應(yīng)選擇有資質(zhì)的專業(yè)保冷資質(zhì)公司進(jìn)行。保冷材料應(yīng)具有耐燃、膨脹和防潮性能的說明書。保冷材料的金屬外保護(hù)層建議采用不銹鋁皮。

④低溫管道的保冷工程應(yīng)在管道試壓、預(yù)冷之后進(jìn)行；低溫閥門的保冷則應(yīng)在預(yù)冷之后進(jìn)行。保冷工程的驗(yàn)收應(yīng)用液氮進(jìn)行過冷試驗(yàn)。

    ①低溫閥門的選用

    LNG儲(chǔ)配站內(nèi)低溫閥門種類包括截止閥、調(diào)節(jié)閥、緊急切斷閥、安全閥等，一般設(shè)計(jì)中，為了場站運(yùn)行的安全可靠，低溫截止閥一般選用國內(nèi)產(chǎn)品，而調(diào)節(jié)閥、緊急切斷閥、安全閥等則會(huì)選用國外產(chǎn)品。對(duì)于低溫安全閥，雖然國外產(chǎn)品無論在制造工藝還是在產(chǎn)品可靠性上均具有優(yōu)勢，但目前國內(nèi)普遍使用的進(jìn)口安全閥閥門底座的密封形式均為金屬硬密封，該密封形式對(duì)管道潔凈程度的要求極高，一旦有雜質(zhì)進(jìn)入，便將無法正確校正開啟壓力，致使閥門的校驗(yàn)不合格，最終導(dǎo)致管道安全短期內(nèi)無保障，另外進(jìn)口安全閥的返廠維修費(fèi)用也相對(duì)較高，而國產(chǎn)低溫安全閥的制造工藝經(jīng)過近幾年的發(fā)展已進(jìn)步明顯，因此建議低溫安全閥可選用國產(chǎn)品牌。

    ②緊急切斷閥的優(yōu)化

    目前LNG場站的設(shè)計(jì)中，LNG進(jìn)入儲(chǔ)罐增壓氣化器的進(jìn)液管道一般選擇連接在LNG儲(chǔ)罐下進(jìn)液管道上。并且在LNG儲(chǔ)罐的進(jìn)液管道和儲(chǔ)罐增壓氣化器的進(jìn)液管道上分別設(shè)置緊急切斷閥門。而在LNG站的正常運(yùn)行中，LNG儲(chǔ)罐的進(jìn)液與儲(chǔ)罐增壓氣化器的自增壓并不會(huì)同時(shí)進(jìn)行，因此這兩種運(yùn)行模式采用1臺(tái)緊急切斷閥進(jìn)行控制便可達(dá)到安全訴求(見圖2)。這樣，每臺(tái)儲(chǔ)罐的進(jìn)口緊急切斷閥設(shè)置便可減少1臺(tái)，從而降低工程投資。

    ③管道材質(zhì)的優(yōu)化

    一般設(shè)計(jì)中，空溫主氣化器后的管道由于主要流通介質(zhì)為氣態(tài)天然氣，通常被歸類為常溫管道(使用溫度大于一20％)，從而選用普通碳鋼管，但實(shí)際運(yùn)行中，在氣溫較低的冬季，氣化器的氣化能力極易不足，雖然有出口溫度變送器進(jìn)行監(jiān)測(低溫聯(lián)鎖切斷)，但管道內(nèi)依然可能短暫存在氣液兩相流，此時(shí)的實(shí)際溫度其實(shí)已超過碳鋼管的使用溫度范圍。因此空溫主氣化器至水浴式氣化器之間管道應(yīng)作為低溫管道來進(jìn)行設(shè)計(jì)，材質(zhì)選用奧氏體不銹鋼。

    ④LNG儲(chǔ)罐出廠時(shí)一般采用低壓氮?dú)膺M(jìn)行密封，儲(chǔ)罐根部閥則禁止在預(yù)冷前開啟；但與現(xiàn)場預(yù)制管道碰接時(shí)，如根部閥與管道接頭距離太近，為了防止焊接高溫?fù)p壞根部閥密封面，必須通過開啟根部閥門來完成焊接。故而建議在儲(chǔ)罐出廠前，根部閥下側(cè)預(yù)留不小于30em直管，便于低溫管道焊接。同時(shí)為方便運(yùn)行中觀察檢測，建議將儲(chǔ)罐就地液位計(jì)在出廠前進(jìn)行下移。

  ⑤氣化器出廠時(shí)，為保證運(yùn)輸和吊裝時(shí)氣化器翅片不被損壞，一般會(huì)設(shè)置保護(hù)鋼架；同時(shí)考慮到場站匡行后，保護(hù)鋼架由于溫差應(yīng)力會(huì)損壞氣化器，所以 i生氣化器吊裝完成后一般會(huì)拆除鋼架，此工序即耗時(shí)又繁瑣。建議氣化器出廠時(shí)采用鋁制保護(hù)架，從而免于在安裝后拆除。

    目前LNG儲(chǔ)配站的預(yù)冷技術(shù)已基本穩(wěn)定、成熟，預(yù)冷工藝亦逐漸標(biāo)準(zhǔn)化、流程化。

    ①預(yù)冷介質(zhì)一般以采用液氮為主，液氮應(yīng)滿足 GB／T8980-96質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)純度應(yīng)達(dá)99．9999％。

    ②低溫氮?dú)忸A(yù)冷時(shí)建議根據(jù)能量級(jí)梯使用原則，充分利用氮?dú)�，從而�?jié)約液氮成本，參考工序如圖3：低溫氮?dú)鈴?號(hào)儲(chǔ)罐下進(jìn)液管進(jìn)、BOG氣相管出，從 BOG氣相管進(jìn)2號(hào)儲(chǔ)罐，從2號(hào)儲(chǔ)罐出液閥出，最后在空溫氣化器后管道進(jìn)行放散。

③預(yù)冷結(jié)束后不宜立即進(jìn)行LNG置換投運(yùn)工作，應(yīng)將液氮在LNG儲(chǔ)罐內(nèi)放置3-5天，觀察儲(chǔ)罐各項(xiàng)指標(biāo)變化情況，評(píng)價(jià)儲(chǔ)罐性能。

4．3．1場站運(yùn)行控制

  ①儲(chǔ)罐區(qū)低溫檢測

  儲(chǔ)罐區(qū)導(dǎo)流槽上宜設(shè)置低溫檢測熱電偶來實(shí)時(shí)檢測有無LNG泄漏，每臺(tái)儲(chǔ)儲(chǔ)罐下環(huán)形導(dǎo)流槽應(yīng)坡向中央?yún)^(qū)域匯流槽，低溫?zé)犭娕紤?yīng)安裝在匯流入口處。

    低溫?zé)犭娕寂c泡沫發(fā)生系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置聯(lián)鎖，聯(lián)鎖發(fā)生時(shí)應(yīng)切斷集液池內(nèi)排污泵的電源，以防將泄漏的 LNG誤排至污水管道；同時(shí)關(guān)閉儲(chǔ)罐進(jìn)出液和氣化器進(jìn)口的各個(gè)緊急切斷閥。

  ②儲(chǔ)罐自增壓與BOG控制

  儲(chǔ)罐自增壓運(yùn)行通過設(shè)置增壓調(diào)節(jié)閥來進(jìn)行控制，增壓調(diào)節(jié)閥建議選用氣相介質(zhì)的閥門，位置設(shè)在儲(chǔ)罐增壓氣化器的出口處；

    儲(chǔ)罐日常蒸發(fā)氣相(BOG)的泄放通過設(shè)置減壓調(diào)節(jié)閥來進(jìn)行控制，減壓調(diào)節(jié)閥宜設(shè)置旁通。

    增壓調(diào)節(jié)閥與減壓調(diào)節(jié)閥的功能分別通過設(shè)定自動(dòng)關(guān)閉壓力和自動(dòng)開啟壓力來實(shí)現(xiàn)，減壓閥開啟壓力應(yīng)大于增壓關(guān)閉壓力，其壓差值應(yīng)大于0.015MPa。

  ③氣化生產(chǎn)控制

  空溫式氣化器進(jìn)口的液相管道上一般設(shè)置緊急切斷閥，出口氣相管道處建議采用雙套溫度檢測變送器，如只設(shè)置單臺(tái)儀表，故障時(shí)易發(fā)生誤切斷。

    出口的溫度變送器應(yīng)與進(jìn)口的緊急切斷閥設(shè)置聯(lián)鎖，聯(lián)鎖控制的溫度值不應(yīng)低于當(dāng)?shù)刈畹蜏囟纫韵?0℃。

  ④緊急停車系統(tǒng)

  GB50183-2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》內(nèi)明確規(guī)定液化天然氣設(shè)施應(yīng)設(shè)置緊急停車系統(tǒng)。

    緊急停車系統(tǒng)(ESD)一般在現(xiàn)場設(shè)置ESD按鈕，用以手動(dòng)操作關(guān)閉LNG儲(chǔ)罐的進(jìn)出液緊急切斷閥門，以切斷液化天然氣氣源。ESD按鈕設(shè)置的形式可根據(jù)LNG站的功能區(qū)分來進(jìn)行選擇：對(duì)于作為主氣源、過渡氣源等經(jīng)常使用的LNG站，可為每臺(tái)儲(chǔ)罐的進(jìn)出液緊急切斷閥門均設(shè)置一只ESD按鈕，如此來實(shí)現(xiàn)分類控制、持續(xù)供氣的要求；對(duì)于調(diào)峰氣源或者備用氣源用途的LNG站，每套ESD系統(tǒng)便可只集中設(shè)置一只ESD按鈕，緊急時(shí)將全部切斷閥同時(shí)關(guān)閉。

  ⑤循環(huán)熱水控制

  LNG儲(chǔ)配站內(nèi)的水浴式氣化器、CNG減壓橇等設(shè)備在運(yùn)行時(shí)需進(jìn)行換熱處理，所需熱源主要由燃?xì)鉄崴�鍋爐提供，循環(huán)熱水的供熱量一般比較固定，但在水浴氣化或CNG減壓卸車過程中，氣體所需的換熱量則因?yàn)樗矔r(shí)氣量的變化而處于時(shí)刻變化中，如在CNG卸車后期，氣體所需換熱量極小，但供熱量卻相對(duì)固定，這就極易造成天然氣出口溫度相對(duì)較高。因此，建議采用在出站天然氣總管上設(shè)置溫度變送器，并與熱水鍋爐進(jìn)行聯(lián)鎖的措施來對(duì)氣體出站溫度進(jìn)行合理控制，同時(shí)亦可通過在相關(guān)設(shè)備的進(jìn)水管道上增設(shè)節(jié)流閥來加強(qiáng)控制。

    根據(jù)GB50058-92《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，LNG儲(chǔ)配站內(nèi)一般包括爆炸危險(xiǎn)1區(qū)與爆炸危險(xiǎn)2區(qū)。

    ①儲(chǔ)罐區(qū)集液池內(nèi)為爆炸危險(xiǎn)1區(qū)，污水泵應(yīng)選選擇隔爆型，與其聯(lián)鎖的液位計(jì)亦應(yīng)采用隔爆型。

    ②相關(guān)路燈及照明設(shè)施一般處于爆炸危險(xiǎn)2區(qū)，為降低投資成本，可選用增安型產(chǎn)品。

③站內(nèi)燃?xì)忮仩t房因是明火生產(chǎn)，一般不作為爆炸危險(xiǎn)區(qū)域考慮，但從LNG站整體安全角度出發(fā)，建議機(jī)械排風(fēng)及照明設(shè)備采用防爆型產(chǎn)品，同時(shí)應(yīng)安裝與鍋爐進(jìn)口管道電磁閥聯(lián)鎖的可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)。

4．3．3防雷接地

    對(duì)于LNG儲(chǔ)配站，雷擊破壞可分為直擊雷和感應(yīng)雷。LNG站內(nèi)應(yīng)具備完善的防直擊雷的外部裝置和防感應(yīng)雷的內(nèi)部裝置，外部裝置包括接閃器、引下線、接地裝置等，而內(nèi)部防雷的主要措施則是屏蔽、分流、等電位、接地等，主要用來防范、減少雷電流在需防護(hù)空間所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)。

    ①LNG儲(chǔ)罐外罐的壁厚一般大于4mm，不需單獨(dú)設(shè)立避雷針，但必須做好防雷接地，接地引下線不少于兩根，宜對(duì)稱布置，一般設(shè)計(jì)中采用銅絞線與接地鍍鋅扁鋼連接，建議將接地扁鋼與儲(chǔ)罐地腳直接焊接，焊接形式為搭接焊，從而進(jìn)一步較少?zèng)_擊接地電阻值。

    ②LNG儲(chǔ)配站內(nèi)，為方便員工作業(yè)，在LNG卸車或CNG卸車區(qū)經(jīng)常設(shè)置防雨棚，該棚即使高度較低、已被保護(hù)，亦應(yīng)單獨(dú)設(shè)置避雷針(帶)，避雷針(帶)保護(hù)范圍應(yīng)為爆炸危險(xiǎn)1區(qū)。

    ③LNG站的放散一般采用集中放散形式，集中放散管如裝有阻火器，可做接閃器用；當(dāng)不裝阻火器時(shí)，應(yīng)裝單獨(dú)接閃器，滾球半徑用45m保護(hù)。

    ④工藝裝置區(qū)內(nèi)設(shè)備眾多，雖然已在最高點(diǎn)避雷針的保護(hù)半徑內(nèi)，但建議在露天的重要工藝設(shè)備上加設(shè)短針保護(hù)，同時(shí)形成整體均壓分流。

  ⑤接地系統(tǒng)的完善

  LNG站內(nèi)的接地系統(tǒng)包括保護(hù)接地、工作接地、防雷接地、防靜電接地等：

    在爆炸危險(xiǎn)1區(qū)內(nèi)所有的電氣儀表設(shè)備以及爆炸危險(xiǎn)2區(qū)內(nèi)除照明燈具以外的其它電氣儀表設(shè)備，均應(yīng)接地。低于36V供電的現(xiàn)場儀表，可不做保護(hù)接地，但有可能與高于36V電壓設(shè)備接觸的除外。

    儀表電纜槽、儀表電纜保護(hù)管在進(jìn)人控制室處應(yīng)與電氣專業(yè)的防雷電感應(yīng)的接地排相連�，F(xiàn)場儀表的浪涌保護(hù)器應(yīng)與電氣專業(yè)的現(xiàn)場防雷電感應(yīng)的接地排

相連。

    LNG站內(nèi)安裝DCS、PLC、RTU等設(shè)備的控制室、機(jī)柜室、過程控制計(jì)算機(jī)的機(jī)房，應(yīng)考慮防靜電接地。室內(nèi)的導(dǎo)靜電地板、活動(dòng)地板、工作臺(tái)等應(yīng)進(jìn)行防靜電接地。4．4給排水專業(yè)

    (1)消防水池入口建議設(shè)置浮球閥進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)水，消防水池上設(shè)置液位變送器上傳水池液位情況。

    (2)LNG站內(nèi)水浴式氣化器、CNG減壓橇等用水設(shè)備對(duì)循環(huán)熱水的水質(zhì)均有特殊要求：水中氯離子(cl一)濃度≤25mg／L；水的pH值在7～7．5之間；嚴(yán)禁被碳鋼鐵素體污染，或有碳鋼銹蝕源的存在。因此循環(huán)水系統(tǒng)的正常補(bǔ)水不宜采用自來水供給，建議采用軟化水或加裝水處理裝置。4．5消防專業(yè)

    (1)LNG儲(chǔ)罐的消防噴淋蝶閥一般采用氣動(dòng)閥門，該閥門在正常供儀表風(fēng)和供電時(shí)處于常閉狀態(tài)，可自動(dòng)或手動(dòng)開啟。閥門發(fā)生故障時(shí)亦會(huì)保持開啟，從而進(jìn)行非正常儲(chǔ)罐噴淋，建議加設(shè)手動(dòng)蝶閥或選用帶有機(jī)械切斷的氣動(dòng)蝶閥。

    (2)雖然GB50183-2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》內(nèi)規(guī)定，LNG儲(chǔ)罐總?cè)萘看笥诨虻扔? 000m3的站場，集液池應(yīng)配泡沫滅火系統(tǒng)。但為提高安全可靠性，目前國內(nèi)的200m3罐容以上的城鎮(zhèn) LNG站均會(huì)在集液池設(shè)置泡沫發(fā)生系統(tǒng)。一般設(shè)計(jì)中，高倍數(shù)泡沫發(fā)生器所需泡沫混合液，由消防水泵提供壓力水，經(jīng)過出水管道上的流量控制閥后，再與泡沫經(jīng)負(fù)壓式比例混合器形成泡沫混合液。

    負(fù)壓式比例混合器的原理是在一定壓力的消防水經(jīng)過時(shí)，利用文丘里管原理，在上部形成真空腔，從而引射泡沫。但是消防水管管內(nèi)的潔凈程度較低，極易造成負(fù)壓式比例混合器的真空腔產(chǎn)生阻塞，從而導(dǎo)致無法形成泡沫混合液，因此不宜采用負(fù)壓式比例混合方式，建議采用帶壓力罐的比例混合器，具體要求參考GB50196-93《高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》。

    (3)一般LNG站的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在消防管網(wǎng)正常運(yùn)行階段是由穩(wěn)壓泵及穩(wěn)壓罐進(jìn)行補(bǔ)充。穩(wěn)壓泵的啟閉有一定的區(qū)間，通過電接點(diǎn)壓力表進(jìn)行控制，如0.3MPa啟動(dòng)補(bǔ)水，消防管網(wǎng)到達(dá)運(yùn)行水壓

擇隔爆型，與其聯(lián)鎖的液位計(jì)亦應(yīng)采用隔爆型。

    ②相關(guān)路燈及照明設(shè)施一般處于爆炸危險(xiǎn)2區(qū)，為降低投資成本，可選用增安型產(chǎn)品。

③站內(nèi)燃?xì)忮仩t房因是明火生產(chǎn)，一般不作為爆炸危險(xiǎn)區(qū)域考慮，但從LNG站整體安全角度出發(fā)，建議機(jī)械排風(fēng)及照明設(shè)備采用防爆型產(chǎn)品，同時(shí)應(yīng)安裝與鍋爐進(jìn)口管道電磁閥聯(lián)鎖的可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)。

4．3．3防雷接地

    對(duì)于LNG儲(chǔ)配站，雷擊破壞可分為直擊雷和感應(yīng)雷。LNG站內(nèi)應(yīng)具備完善的防直擊雷的外部裝置和防感應(yīng)雷的內(nèi)部裝置，外部裝置包括接閃器、引下線、接地裝置等，而內(nèi)部防雷的主要措施則是屏蔽、分流、等電位、接地等，主要用來防范、減少雷電流在需防護(hù)空間所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)。

    ①LNG儲(chǔ)罐外罐的壁厚一般大于4mm，不需單獨(dú)設(shè)立避雷針，但必須做好防雷接地，接地引下線不少于兩根，宜對(duì)稱布置，一般設(shè)計(jì)中采用銅絞線與接地鍍鋅扁鋼連接，建議將接地扁鋼與儲(chǔ)罐地腳直接焊接，焊接形式為搭接焊，從而進(jìn)一步較少?zèng)_擊接地電阻值。

    ②LNG儲(chǔ)配站內(nèi)，為方便員工作業(yè)，在LNG卸車或CNG卸車區(qū)經(jīng)常設(shè)置防雨棚，該棚即使高度較低、已被保護(hù)，亦應(yīng)單獨(dú)設(shè)置避雷針(帶)，避雷針(帶)保護(hù)范圍應(yīng)為爆炸危險(xiǎn)1區(qū)。

    ③LNG站的放散一般采用集中放散形式，集中放散管如裝有阻火器，可做接閃器用；當(dāng)不裝阻火器時(shí)，應(yīng)裝單獨(dú)接閃器，滾球半徑用45m保護(hù)。

    ④工藝裝置區(qū)內(nèi)設(shè)備眾多，雖然已在最高點(diǎn)避雷針的保護(hù)半徑內(nèi)，但建議在露天的重要工藝設(shè)備上加設(shè)短針保護(hù)，同時(shí)形成整體均壓分流。

  ⑤接地系統(tǒng)的完善

  LNG站內(nèi)的接地系統(tǒng)包括保護(hù)接地、工作接地、防雷接地、防靜電接地等：

    在爆炸危險(xiǎn)1區(qū)內(nèi)所有的電氣儀表設(shè)備以及爆炸危險(xiǎn)2區(qū)內(nèi)除照明燈具以外的其它電氣儀表設(shè)備，均應(yīng)接地。低于36V供電的現(xiàn)場儀表，可不做保護(hù)接地，但有可能與高于36V電壓設(shè)備接觸的除外。

    儀表電纜槽、儀表電纜保護(hù)管在進(jìn)人控制室處應(yīng)與電氣專業(yè)的防雷電感應(yīng)的接地排相連。現(xiàn)場儀表的浪涌保護(hù)器應(yīng)與電氣專業(yè)的現(xiàn)場防雷電感應(yīng)的接地排

相連。

LNG站內(nèi)安裝DCS、PLC、RTU等設(shè)備的控制室、機(jī)柜室、過程控制計(jì)算機(jī)的機(jī)房，應(yīng)考慮防靜電接地。室內(nèi)的導(dǎo)靜電地板、活動(dòng)地板、工作臺(tái)等應(yīng)進(jìn)行防靜電接地。

    (1)消防水池入口建議設(shè)置浮球閥進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)水，消防水池上設(shè)置液位變送器上傳水池液位情況。

(2)LNG站內(nèi)水浴式氣化器、CNG減壓橇等用水設(shè)備對(duì)循環(huán)熱水的水質(zhì)均有特殊要求：水中氯離子(cl一)濃度≤25mg／L；水的pH值在7～7．5之間；嚴(yán)禁被碳鋼鐵素體污染，或有碳鋼銹蝕源的存在。因此循環(huán)水系統(tǒng)的正常補(bǔ)水不宜采用自來水供給，建議采用軟化水或加裝水處理裝置。

    (1)LNG儲(chǔ)罐的消防噴淋蝶閥一般采用氣動(dòng)閥門，該閥門在正常供儀表風(fēng)和供電時(shí)處于常閉狀態(tài)，可自動(dòng)或手動(dòng)開啟。閥門發(fā)生故障時(shí)亦會(huì)保持開啟，從而進(jìn)行非正常儲(chǔ)罐噴淋，建議加設(shè)手動(dòng)蝶閥或選用帶有機(jī)械切斷的氣動(dòng)蝶閥。

    (2)雖然GB50183-2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》內(nèi)規(guī)定，LNG儲(chǔ)罐總?cè)萘看笥诨虻扔? 000m3的站場，集液池應(yīng)配泡沫滅火系統(tǒng)。但為提高安全可靠性，目前國內(nèi)的200m3罐容以上的城鎮(zhèn) LNG站均會(huì)在集液池設(shè)置泡沫發(fā)生系統(tǒng)。一般設(shè)計(jì)中，高倍數(shù)泡沫發(fā)生器所需泡沫混合液，由消防水泵提供壓力水，經(jīng)過出水管道上的流量控制閥后，再與泡沫經(jīng)負(fù)壓式比例混合器形成泡沫混合液。

    負(fù)壓式比例混合器的原理是在一定壓力的消防水經(jīng)過時(shí)，利用文丘里管原理，在上部形成真空腔，從而引射泡沫。但是消防水管管內(nèi)的潔凈程度較低，極易造成負(fù)壓式比例混合器的真空腔產(chǎn)生阻塞，從而導(dǎo)致無法形成泡沫混合液，因此不宜采用負(fù)壓式比例混合方式，建議采用帶壓力罐的比例混合器，具體要求參考GB50196-93《高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》。

    (3)一般LNG站的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在消防管網(wǎng)正常運(yùn)行階段是由穩(wěn)壓泵及穩(wěn)壓罐進(jìn)行補(bǔ)充。穩(wěn)壓泵的啟閉有一定的區(qū)間，通過電接點(diǎn)壓力表進(jìn)行控制，如0．3MPa啟動(dòng)補(bǔ)水，消防管網(wǎng)到達(dá)運(yùn)行水壓

0．6MPa后停止補(bǔ)水。如果LNG儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)探測報(bào)警，一般在手動(dòng)開啟消防水泵之前會(huì)先打開消防噴淋蝶閥，此時(shí)消防管網(wǎng)壓力可能存在未達(dá)運(yùn)行水壓現(xiàn)象(如處于0．35MPa，穩(wěn)壓泵尚未啟動(dòng)補(bǔ)水)，因此消防水泵的啟動(dòng)前期只能用于給消防管網(wǎng)補(bǔ)壓，這就可能導(dǎo)致儲(chǔ)罐噴淋產(chǎn)生出水不連續(xù)現(xiàn)象，所以建議增加消防管網(wǎng)壓力與消防水泵聯(lián)鎖的控制措施，同時(shí)提高穩(wěn)壓泵啟動(dòng)壓力(高于消防管網(wǎng)聯(lián)鎖壓力)，以防產(chǎn)生日常運(yùn)行中消防管網(wǎng)的失壓現(xiàn)象5  結(jié)語

    LNG儲(chǔ)配站不僅為沒有管輸天然氣供應(yīng)的城鎮(zhèn)發(fā)展天然氣提供了便利，也逐漸成為城鎮(zhèn)燃?xì)庹{(diào)峰、備用的重要基礎(chǔ)設(shè)施。在LNG儲(chǔ)配站的工程建設(shè)中，我們不僅要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工，亦應(yīng)結(jié)合地域狀況、功能需求、前期經(jīng)驗(yàn)來不斷改善提升LNG儲(chǔ)配站的工程質(zhì)量水準(zhǔn)。