曹翠华

摘 要：随着CNG价格优势的减弱，LNG市场竞争越发激烈，煤改燃在全国范围内的实施，LNG气化站在供热站锅炉房供气中得到了广泛的应用。本文以河北省某供热站锅炉房煤改燃的LNG气化站项目为例，研究了LNG气化站规模的确定及设备选型等问题。

关键词：液化天然气；LNG气化站；煤改燃；锅炉房供气

中图分类号：TU996 文献标识码：A

0.引言

随着近年来我国空气质量的不断恶化，2015年国家能源局、发改委、环保部等七部委联合发布《燃煤锅炉节能环保综合提升工程设置方案》，目前我国存在大量的燃煤锅炉，重压下燃煤锅炉迎来了以煤清洁化、替代化为主要技术路线的节能减排革命。天然气则为目前最主要替代煤的清洁能源。

1.概况

河北省某供熱站积极响应国家煤改燃政策，进一步改善京津冀大气环境质量，拟在站内锅炉房新增一台160t燃气锅炉，小时用气量为11200Nm3，锅炉燃烧器用气压力为70kPa。根据改供热站实际需求，计划建设LNG气化站一座。

2.设计规模

依据锅炉用气情况，该LNG气化站设计规模为：站区总占地面积3322.45m2（约合5亩）。LNG气化站设计最大小时供气量为12000Nm3；设计范围：站内两个100m3LNG立式储罐，两台卸车增压汽化器、1台储罐增压器、8台空温式汽化器（4用4备）、1台EAG加热器、1台BOG加热器、两台水浴式复热器、1套调压加臭橇、1台水浴式循环水加热器（BOG）和1根放散管。该站主要使用季节为冬季，为该市居民冬季采暖提供热媒。

站内工艺系统的设计压力为：

LNG槽车最高工作压力：0.7MPa；

100m?LNG低温储罐：设计压力0.88MPa，最高工作压力：0.8MPa；

LNG、NG管道系统：设计压力2.5MPa，最高工作压力1.6MPa；

储罐增压器：管道设计压力2.5MPa，最高工作压力：1.6MPa；

空温式气化器：进口管道设计压力2.5MPa，出口管道设计压力1.0MPa，最高工作压力0.6MPa；

空温式气化器后管道：设计压力1.0MPa，最高工作压力0.6MPa；

循环水式NG加热器进口管道：设计压力1.0MPa，最高工作压力0.6MPa，出口管道设计压力1.6MPa，最高工作压力1.0MPa；

调压计量撬调压阀前：设计压力0.66MPa，压力控制系统的设计及安装由厂家配套。管道减压后设计压力0.4MPa，工作压力：0.3MPa；

EAG：设计压力1.0MPa，最高工作压力0.6MPa；

BOG：设计压力1.0MPa，最高工作压力0.6MPa；

通大气放散管道的设计压力2.5MPa。

设计温度：低温液相、气相管道系统：-196℃。

3.工艺流程

LNG气化站主要为：卸车流程、卸压流程及LNG气化流程。

卸车流程：把集装箱或汽车槽车内的LNG转移至LNG加气站的储罐内，使LNG经过卸车增压器从储罐上进液管进入LNG储罐。

卸压流程：在LNG气化站工艺流程中，LNG槽车和LNG液相管道产生的低温气态天然气会集中计入放散系统，通过EAG汽化器加热后经放散管释放到大气之中。

LNG气化流程：

工作条件下，储罐增压汽化器将储罐内的液相LNG增压到1.2MPa，增压后的低温LNG进入主空温式气化器，经过与空气换热后转化为气态天然气，并升高温度，出口温度比环境温度低10℃，压力为0.45MPa～1.2MPa。当空温式气化器出口的天然气温度达不到5℃以上时，则需要通过水浴式复热器对气态天然气进行升温，最后经调压计量撬进行调压、计量、加臭后进入站外中压燃气管道，送入到用气点。

4.设备选型

该站主要设备为站内两个100m3LNG立式储罐，两台卸车增压汽化器、1台储罐增压器、8台空温式汽化器（4用4备）、1台EAG加热器、1台BOG加热器、两台水浴式复热器、1套调压加臭橇、1台水浴式循环水加热器（BOG）和1根放散管。

（1）LNG储罐

LNG储罐按围护结构的绝热方式分类，大致有以下两种：

①真空粉末绝热

②高真空多层绝热。

本站的LNG储存量不大，保冷性能要求较高，因此，本站选用真空粉末绝热型储罐。

本设计确定储罐采用100m3地上式金属单罐，其结构形式为真空粉末绝热、立式圆筒形双层壁结构，采用三支腿支撑方式。

（2）空温气化（加热）器

空温式气化（加热）器的导热管是将散热片和管材挤压成型的，导热管的横截面为星形翅片。气化器的材质必须是耐低温（-162℃）的，目前国内常用的材料为铝合金（LF21），其结构型式为一般为立式长方体。

本工程空温气化（加热）器包括有LNG主气化器、储罐增压器、BOG加热器、EAG加热器。

①LNG主气化器

根据设计规模12000Nm3/h的小时高峰供气量，空温气化器的气化能力要求为4000Nm3/h。设计共选用8台，每4台为一组，两组之间每6h定时切换、定时除霜，单组设计流量16000Nm3/h。

②LNG储罐增压器

根据本站的供气规模，考虑增压器每4h需定时切换、定时除霜，设计配置两台增压器，单台设计流量500Nm3/h。储罐增压器选用自然气化空温式气化器，增压器主要由蒸发部构成，设备高度不宜高于贮槽内槽高度。

③BOG加热器

BOG产生主要在卸车阶段，根据本站卸车及贮存设计参数计算需配置1台BOG加热器，设计流量500Nm3/h。

④EAG加热器

EAG加热器用于加热自动或手动放空的低温NG。设计配置1台EAG加热器，设计流量500Nm3/h。

（3）水浴加热器

本设计考虑设置1台热水式，单台加热能力12000Nm3/h。主要为将低温NG升温而设置，对空浴气化器起辅助升温作用，同时可以加温BOG气体。水槽设计压力0.1MPa，进水温度40℃，回水温度20℃。

（4）调压计量加臭装置

本设计采用一体化撬装，撬内分为调压区、计量区、加臭区3个部分，调压部分包括每路分别设置阀门、Y型过滤器、自立式调压器，一开一备。计量部分设置一开一备两路计量，每路设置一台涡轮流量计和两个两节前后管段的阀门。加臭部分以计量泵为动力，单泵单路臭剂输出。该装置配备100kg臭剂罐，采用电磁驱动隔膜式柱塞计量泵驱动加臭剂四氢塞吩的滴入，滴入量控制在15mg/m3～ 20mg/m3。

调压计量加臭装置的输出压力为0.4MPa，设计流量为12000Nm3/h。

（5）放散塔

放散塔现场制作，采用自支撑式的结构型式。放散塔由锥座、筒体、锥管、扁钢螺线等组成，放散塔直径为200mm，总高度25m。

结语

供热站锅炉的用气流量大，压力较民用高。文中举例工程现已运行，且运行效果良好。预计未来LNG气化站在供热站锅炉房煤改燃的工程中将得到越来越广泛的应用。

参考文献

[1]严铭卿.燃气工程设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008：661-667.