30、60、100立方LNG储罐LNG气化站、汽车加气站工艺流程和设备选型
一． LNG 、CNG、 LPG表达的意思
CNG：天然气经过压缩到20MPa形成的高压天然气称为压缩天然气。天然气储存到高压气瓶中，汽车以此做燃料的称为CNG汽车。钢瓶高压常温储存：20MPa。
LNG:天然气经过低温深冷到-162℃形成的液态天然气称为液化天然气，LNG储存到低温储罐里，汽车以此做燃料称为LNG汽车。钢瓶低压低温储存：1.6MPa。
LNG、CNG的加注储存和供应系统有一定的差异，但天然气较终都以气态的形式经过调压阀调压至0.15MPa后进入汽车发动机燃烧做功。
LPG：液化石油气。
二． LNG储罐的用途：气化站与汽车加气站
1. LNG气化站：
(1)用作城市管网供气的高峰负荷和事故调峰；
（2）用作天然气管道未敷设到的城市市政管网供气的气源；
（3）用作小区供气的气源：锅炉供气和生活供气；
（4）用作企业供气的气源；(图片)
2.汽车加气站：用作汽车燃料
三． 汽车加气站的类型：
1. LNG汽车加气站：
1）常规站：建在固定地点，LNG用卸车装置卸车，装入储罐，采用加气机给汽车加气。（图片）
2）撬装站：将加气站相关设备和装置安装在汽车或撬体上，高度集成，便于运输和转移，适用于规模较小的加气站。（图片）
2. CNG汽车加气站：
3. L-CNG汽车加气站
．LNG汽车加气站主要设备
1.LNG储罐：
内灌设计压力
外灌工作温度
环境温度
外灌设计压力
-0.1MPa
有效容积
内灌工作压力
0.45～0.8MPa
充装率
90%
外灌工作压力
-0.1MPa
蒸发率
内灌设计温度
-196℃
内灌材质
外灌设计温度
-19～50℃
外灌材质
内灌工作温度
-146℃
2.低温泵
工作温度
-146℃
设计扬程
220m
设计温度
-196℃
较大扬程
255m
设计流量
L/min
所需进口净正压头
0.7～3.0m
2. 卸车增压器 储罐增压器
单台处理量
M3/h
较高工作压力
0.8MPa
进口温度
-162℃
设计压力
1.6MPa
出口温度
-146℃
设计温度
-196℃
3. 加气机：
较小喷嘴压力
0.41 MPa
工作温度
-146℃
流量
0.15方/分钟
计量精度
+0.5～-0.5%
喉管配置
单管
低温储罐一般主要是用在在工业气体行业中的，低温储罐的行业非常广泛。比如钢厂，化工，石油，食品。航天等等都需要用到气体。工业上大量需要用到的氧气、氮气、氩气等等是由空气分离设备将空气压缩并液化后根据氧、氮、氩的不同沸点分离出来，并输入到低温贮槽中贮存起来。
公司有2座喷砂房，全部储罐采用气动钢丸喷砂除锈工艺，外观质量及油漆质量得到**。（整体喷砂除锈后，增加了油漆的附着力，可大大延长油漆的使用寿命）
逐台水压试验，保证设备强度安全；逐台气密性试验，保证设备密封性能。水压试验后，内部空气吹扫干净；并用塑料封板将各管口密封，避免外界二次污染。
菏泽锅炉厂有限公司压力容器事业部主要生产5-200立方液化气储罐、液氨储罐等，生产的液化石油气储罐系列严格按照GB150-2011标准设计、制造和验收，采用压力容器专用的Q345R钢板，通体采用数控卷筒设备卷制、全自动气体保护焊接技术、焊点焊缝牢固美观，再通过整体退火炉热处理，更好地消除罐体的内应力，增强材质的韧性和硬度，比用电阻丝热处理效果更好。液化气储罐通过100%射线探伤，能保证钢板和焊缝符合**技术要求。通过高压喷射小钢珠除锈，效果比手动或砂轮打磨效果好很多，然后再配上四道油漆，两道防锈漆和两道面漆，能保证储罐使用多年无需再喷漆。每台储罐出厂前均由质量技术监督局监检出厂并出具罐体合格证，能在全国通用。
LNG汽车加气站工艺流程
LNG汽车加气站的工艺流程分为卸车流程、调压流程、加气流程和卸压流程共4个流程。
1. 卸车流程
将汽车槽车或集装箱内的LNG转移至加气站的LNG储罐内，有三种方式;增压器卸车、低温泵卸车、增压器和低温泵联合卸车。
1） 增压器卸车：卸完车后需给槽车减压0.2～0.3MPa，需排出大量的气体，时间较长。
2） LNG槽车和储罐的气相空间相通，通过低温泵输送至储罐。缺点：耗电能，工艺流程复杂。
3） 增压器和低温泵联合卸车：先将LNG槽车和储罐的气相空间相通，然后断开，在卸车的过程中，用增压器适当增大槽车的压力，用低温泵将LNG输送至储罐。30、60、100立方LNG储罐缺点：既耗电，又产生放空气体，工艺复杂。
多采用第二种卸车方式。
2. 调压流程
车载气瓶内的压力较高，一般0.5—0.8MPa，而运输和储存的压力越低越好，因此给汽车加气前，需要给储罐升压，方式三种：增压器升压、泵低速循环升压、增压器和泵低速循环联合升压。
3. 加气流程
经低温泵加压后，计量后由加气机给车载气瓶充装，分单线和双线。
当车载气瓶压力较低时，采用上喷淋方式，降压，减少排放气体。
当车载气瓶压力较高时，采用双线充装，气瓶内的气体回收至储罐中。
4. 卸压流程
超压时由安全阀排放。
LNG气化站主要设备
1. LNG储罐
储罐是LNG气化站的主要设备，占有较大的造价比例，应高度重视储罐设计。
1.1 LNG储罐的选材
正常操作时LNG储罐的工作温度为-162．3℃，第一次投用前要用-196℃
液氮对储罐进行预冷，则储罐的设计温度为-196℃。内罐既要承受介质的工作压力，又要承受LNG的低温，要求内罐材料必须具有良好的低温综合机械性能，尤其要具有良好的低温韧性，因此内罐材料采用0Crl8Ni9，相当于ASME(美国机械工程师协会)标准的304。
作为常温外压容器，外罐材料选用低合金容器钢Q345R,低碳钢Q245R,Q235B。
1.2 接管设计
开设在储罐内罐上的接管口有：上进液口、下进液口、出液口、气相口、测满口、上液位计口、下液位计口、工艺人孔8个接管口。内罐上的接管材质都为0Cr18Ni9。
为便于定期测量真空度和抽真空，在外罐下封头上开设有抽真空口(抽完真空后该管口被封闭)。为防止真空失效和内罐介质漏入外罐，在外罐上封头设置防爆装置。
2. 卸车增压气化器
由于LNG集装箱罐车上不配备增压装置，因此站内设置气化量为 m3/h的卸车增压气化器，将罐车压力增至0．6MPa。LNG进气化器温度为-162．3℃，气态天然气出气化器温度为-145℃。
3. 储罐增压气化器
按100m3的LNG储罐装满90m3的LNG后，在30min内将10m3气相空间的压力由卸车状态的0．4MPa升压至工作状态的0．6MPa进行计算。据计算结果，每台储罐选用1台气化量为200m3/h的空温式气化器为储罐增压，LNG进增压气化器的温度为-162．3℃，气态天然气出增压气化器的温度为-145℃。
设计多采用1台LNG储罐带1台增压气化器。也可多台储罐共用1台或1组气化器增压，通过阀门切换，可简化流程，减少设备，降低造价。
4. 空温式气化器
空温式气化器是LNG气化站向城市供气的主要气化设施。气化器的气化能力按高峰小时用气量确定，并留有一定的余量，通常按高峰小时用气量的1．3～1．5倍确定。2～4台为一组，设计上配置2～3组，相互切换使用。
5. 水浴式气化器
当环境温度较低，空温式气化器出口气态天然气温度低于5℃时，在空温式气化器后串联水浴式天然气加热器，对气化后的天然气进行加热[5、6]。加热器的加热能力按高峰小时用气量的1．3～1．5倍确定。
6. BOG加热器 （Boil off gas 蒸发气体）
实质是空温式气化器
由于站内BOG发生量较大的是回收槽车卸车后的气相天然气，故BOG空温式加热器的设计能力按此进行计算，回收槽车卸车后的气相天然气的时间按30min计。以1台40m3的槽车压力从0．6MPa降至0．3MPa为例，计算出所需BOG空温式气化器的能力为240m3/h。一般根据气化站可同时接卸槽车的数量选用BOG空温式加热器。通常BOG加热器的加热能力为500～1000m3/h。在冬季使用水浴式天然气加热器时，将BOG用作热水锅炉的燃料，其余季节送入城市输配管网。
7. BOG缓冲罐
对于调峰型LNG气化站，为了回收非调峰期接卸槽车的余气和储罐中的BOG(Boil Off Gas，蒸发气体)，或对于天然气混气站为了均匀混气，常在BOG加热器的出口增设BOG缓冲罐，其容量按回收槽车余气量设置。
8. 安全放散气体(EAG)加热器
EAG空温式加热器设备能力按100m3储罐的较大安全放散量进行计算。经计算，100m3储罐的安全放散量为500m3/h，设计中选择气化量为500m3/h的空温式加热器1台。进加热器气体温度取-145℃，出加热器气体温度取-15℃。
9. 调压、计量与加臭装置
根据LNG气化站的规模选择调压装置。通常设置2路调压装置，调压器选用带指挥器、超压切断的自力式调压器。
计量采用涡轮流量计。加臭剂采用四氢噻吩，加臭以隔膜式计量泵为动力，根据流量信号将加臭剂注入燃气管道中。
10. 过滤器
过滤器的结构特点
场站所使用的过滤器是网状滤芯式过滤器，用于过滤出站天然气中的颗粒杂质及水。过滤器的滤芯可以更换，更换下的滤芯（滤网材质为不锈钢）经清洗后可重复使用。过滤器配备压差计，指示过滤器进出口燃气的压力差，它表示滤芯的堵塞程度，过滤器滤芯的精度一般选用50um，集水腔的容积大于12％过滤器的容积。
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