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液化天然氣國(guó)內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀跟LNG儲(chǔ)罐的閥門、儀表

202006-0219:47:05

  (一)、氣液化國(guó)內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀

  氣有高氫碳比、高熱值的特性,與石油和煤炭并稱為世界一次能源三大支柱。在作為燃料方而,氣比較其它的化石燃料,有著環(huán)境污染較低以及效率較高的特點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,環(huán)境問題的倍受關(guān)注以及石油資源的日益緊缺,使得氣的需求量急劇的增長(zhǎng),21世紀(jì)將會(huì)是氣的世紀(jì)。氣作為清潔能源,其在一次能源中的比重日漸增加,減少了大氣環(huán)境污染的壓力。氣由于其液化后體積減小,運(yùn)輸和儲(chǔ)存,目前已經(jīng)成為增長(zhǎng)速度較快的能源供應(yīng)。因此,合理利用寶貴的液化氣資源以及提高其能源利用率具有深遠(yuǎn)的意義。

  國(guó)內(nèi)的氣液化研究大都是小型的液化工藝,吉林的LNG裝置是采用氣體軸承的透平膨脹機(jī),以氮?dú)庾鳛槔鋭┻M(jìn)行的閉式循環(huán)液化工藝,該工藝流程簡(jiǎn)單,但該工藝沒有能夠充分利用氣的自身壓力,并且以氮?dú)庾鳛橹评鋭┫啾绕渌鋭┑墓拇?,故而該裝置的功耗較高;四川的LNG裝置充分利用了氣的自身壓力,通過透平膨脹機(jī)來制冷液化氣,工藝流程技術(shù)較為合理。該LNG裝置基本上不消耗電、水等,但液化率相對(duì)很低;陜北的LNG裝置是利用氣的膨脹進(jìn)行制冷循環(huán)工藝,分子篩干燥與低溫甲醇洗聯(lián)合凈化原料氣,低溫制冷通過透平膨脹機(jī)與氣波制冷機(jī)聯(lián)合進(jìn)行,分子篩的是通過燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)尾氣加熱,該裝置設(shè)備能耗低,已全部國(guó)產(chǎn)化;LNG裝置結(jié)合國(guó)內(nèi)氣源的特點(diǎn),在的液化工藝技術(shù)基礎(chǔ)上,研究了液化工藝技術(shù)新方案。該液化工藝采用乙烯和丙烷進(jìn)行復(fù)疊式預(yù)冷后經(jīng)過節(jié)流式制冷,制冷系統(tǒng)之間相對(duì)、靈活性、性較好。但該液化工藝相對(duì)復(fù)雜,設(shè)備投資較高;西南石油學(xué)院以SRK方程為基礎(chǔ)模型,研究了LNG工藝軟件,提出了新的液化工藝。工藝流程中氣進(jìn)行循環(huán)壓縮,氣的液化率了大幅度提高,另外采用氣的發(fā)動(dòng)機(jī)以及小負(fù)荷氣的發(fā)電機(jī)組為氣的壓縮機(jī)供電,以解決較邊遠(yuǎn)地區(qū)電力緊張或無電的問題。另外裝置中還增加以微波吸收腔,能夠地利用氣自身壓力,制冷效率了大幅度提高。

  (二)、LNG儲(chǔ)罐的閥門、儀表

  1、泄壓閥

  為防止LNG儲(chǔ)罐發(fā)生超壓事故,內(nèi)罐的壓力泄放,20000m3低溫儲(chǔ)罐設(shè)有2個(gè)泄壓閥。低溫儲(chǔ)罐宜采用先導(dǎo)式閥而不是重力式閥,以避免當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)發(fā)生泄漏,并引起閥座結(jié)冰導(dǎo)致閥無法開啟。閥入口管線深入內(nèi)罐吊頂以下,以避免壓力釋放時(shí)大量低溫氣體進(jìn)入外罐拱頂與內(nèi)罐吊頂之間,溫度急劇下降導(dǎo)致外罐拱頂發(fā)生脆性斷裂。

  2、真空閥

  為防止液化氣儲(chǔ)罐發(fā)生負(fù)壓事故,儲(chǔ)罐設(shè)有兩級(jí)保護(hù)系統(tǒng),由充氮系統(tǒng)和兩只真空閥組成。當(dāng)儲(chǔ)罐出現(xiàn)低壓時(shí)保護(hù)系統(tǒng)閥門打開,向罐內(nèi)補(bǔ)充干燥氮?dú)猓蝗魞?chǔ)罐壓力繼續(xù)下降則真空閥開啟,補(bǔ)充空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐。補(bǔ)充氮?dú)饪杀Wo(hù)儲(chǔ)罐,避免了潮濕空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐后水分冷凝而危及儲(chǔ)罐的問題出現(xiàn)。真空閥的接管宜設(shè)置在外罐拱頂與內(nèi)罐吊頂之間,防止輸入管線過長(zhǎng),使氣體在通過真空閥時(shí)流量受到限制。

  3、溫度測(cè)點(diǎn)

  由于LNG儲(chǔ)罐的低溫特點(diǎn),在罐壁、罐底、內(nèi)罐及內(nèi)外罐夾層中設(shè)置數(shù)量的溫度測(cè)點(diǎn)。內(nèi)罐及夾層的溫度測(cè)點(diǎn)主要用于測(cè)量液體及外罐拱頂與內(nèi)罐吊頂之間的溫度,防止低溫液體出現(xiàn)分層,從而引起“翻滾”現(xiàn)象,造成大量氣體汽化,繼而發(fā)生超壓事故。罐壁及罐底的溫度測(cè)點(diǎn)的主要作用是:在儲(chǔ)罐預(yù)冷過程,以測(cè)點(diǎn)溫度為依據(jù),內(nèi)罐溫度均勻下降,兩溫度測(cè)點(diǎn)間的溫差不超過設(shè)計(jì)值。

  4、液位計(jì)

  為防止內(nèi)罐過量充液,低溫儲(chǔ)罐設(shè)有2支雷達(dá)液位計(jì)和1個(gè)高液位開關(guān),當(dāng)LNG液位超出設(shè)計(jì)液位時(shí),儲(chǔ)罐進(jìn)液管道閥門自動(dòng)切斷,以保護(hù)儲(chǔ)罐。

  20000m3低溫儲(chǔ)罐是目前國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)的較大容量低溫液體儲(chǔ)罐,它的成功,標(biāo)志著我國(guó)大型低溫液體儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)、制造水平又上了一個(gè)新臺(tái)階,同時(shí)為今后設(shè)計(jì)、制造大容量的低溫液體儲(chǔ)罐,實(shí)現(xiàn)大型低溫液體儲(chǔ)罐的國(guó)產(chǎn)化積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。