???????? 摘要：在管輸天然氣供應(yīng)不足的情況下，LNG已成為無法使用管輸天然氣供氣城市的主要?dú)庠椿蜻^渡氣源，也是許多使用管輸天然氣供氣城市的補(bǔ)充氣源或調(diào)峰氣源。本文介紹了如何實(shí)現(xiàn)LNG氣化站的安全運(yùn)行和管理。

???????? 關(guān)鍵詞：液化天然氣（LNG）；氣化站；

“十一五”規(guī)劃期以來，中國(guó)天然氣儲(chǔ)產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，天然氣管網(wǎng)基本形成，下游市場(chǎng)需求不斷增加，市場(chǎng)監(jiān)管機(jī)制正在建設(shè)和完善，天然氣產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期。

石化工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，本世紀(jì)以來，我國(guó)天然氣市場(chǎng)進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展階段，天然氣消費(fèi)量以每年兩位數(shù)的速度增長(zhǎng)。2008年我國(guó)天然氣消費(fèi)量807億立方米，是2000年的3倍多。2008年國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量為760.82億立方米，比上年增長(zhǎng)12.3%，2009年我國(guó)天然氣消費(fèi)量為874.5億立方米，同比增長(zhǎng)11.5%。供需缺口近50億立方米，我國(guó)成為天然氣凈進(jìn)口國(guó)。

從保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)安全有效發(fā)展、保障民生、促進(jìn)低碳環(huán)?？茖W(xué)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)、進(jìn)一步改善能源結(jié)構(gòu)等基本國(guó)策要求來看，中央政府將保持持續(xù)促進(jìn)我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)健康、全面、快速發(fā)展的政策。預(yù)計(jì)在未來的“十二五”規(guī)劃期，以天然氣為主的氣態(tài)能源在我國(guó)一次能源的占比將持續(xù)提升，這一比例在我國(guó)的 “十一五”規(guī)劃中，由期初的2.8%，將提升到期末的5.3%目標(biāo)比例。

LNG(液化天然氣) LNG氣化站憑借其建設(shè)周期短、投資規(guī)模小以及能迅速滿足用氣市場(chǎng)需求的優(yōu)勢(shì)，已逐漸在我國(guó)東南沿海眾多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、能源緊缺的中小城市建成，成為永久供氣設(shè)施或管輸天然氣到達(dá)前的過渡供氣設(shè)施。

針對(duì)LNG的低溫深冷和易燃易爆的特性，筆者結(jié)合上海航天能源股份有限公司的SAE-LSMS系統(tǒng)，討論如何能通計(jì)算機(jī)、控制器、儀表、設(shè)備等產(chǎn)品有效地、安全的管理LNG氣化站的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。

正常運(yùn)行中，必須將LNG儲(chǔ)罐的操作壓力控制在允許的范圍內(nèi)。華南地區(qū)LNG儲(chǔ)罐的正常工作壓力范圍為0.3～0.7MPa，罐內(nèi)壓力低于設(shè)定值時(shí)，可利用自增壓氣化器和自增壓閥對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行增壓。增壓上限由自增壓閥的自動(dòng)關(guān)閉壓力確定。

若將常用的自增壓閥更改為氣動(dòng)或電動(dòng)控制閥，則可通過SCS系統(tǒng)（Station Control System?站控系統(tǒng)）對(duì)儲(chǔ)罐的操作壓力進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)定，故儲(chǔ)罐的操作壓力可設(shè)定范圍為0.3～0.7MPa。同時(shí)儲(chǔ)罐輸出至中壓管網(wǎng)的壓力也可在0.3～0.7MPa范圍內(nèi)調(diào)整。

儲(chǔ)罐的最高工作壓力由設(shè)置在儲(chǔ)罐低溫氣相管道上的自動(dòng)減壓調(diào)節(jié)閥的定壓值(前壓)限定。當(dāng)儲(chǔ)罐最高工作壓力達(dá)到減壓調(diào)節(jié)閥設(shè)定開啟值時(shí)，減壓閥自動(dòng)開啟卸壓，以保護(hù)儲(chǔ)罐安全。為保證增壓閥和減壓閥工作時(shí)互不干擾，增壓閥的關(guān)閉壓力與減壓閥的開啟壓力不能重疊，應(yīng)保證0.05MPa以上的壓力差?？紤]兩閥的制造精度，合適的壓力差應(yīng)在設(shè)備調(diào)試中確定。

　　LNG在儲(chǔ)存過程中會(huì)由于儲(chǔ)罐的“環(huán)境漏熱”而緩慢蒸發(fā)(日靜態(tài)蒸發(fā)率體積分?jǐn)?shù)≤0.3%)，導(dǎo)致儲(chǔ)罐的壓力逐步升高，最終危及儲(chǔ)罐安全。為保證儲(chǔ)罐安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)上采用儲(chǔ)罐減壓調(diào)節(jié)閥、壓力報(bào)警手自動(dòng)放散、安全閥起跳三級(jí)安全保護(hù)措施來進(jìn)行儲(chǔ)罐的超壓保護(hù)。

其保護(hù)順序?yàn)椋寒?dāng)儲(chǔ)罐壓力上升到減壓調(diào)節(jié)閥設(shè)定開啟值時(shí)，減壓調(diào)節(jié)閥自動(dòng)打開泄放氣態(tài)天然氣；當(dāng)減壓調(diào)節(jié)閥失靈，罐內(nèi)壓力繼續(xù)上升，達(dá)到壓力報(bào)警值時(shí)，壓力報(bào)警，手自動(dòng)放散卸壓；當(dāng)減壓調(diào)節(jié)閥失靈且手自動(dòng)放散未開啟時(shí)，安全閥起跳卸壓，保證LNG儲(chǔ)罐的運(yùn)行安全。對(duì)于最大工作壓力為0.80MPa的LNG儲(chǔ)罐，設(shè)計(jì)壓力為0.84MPa，減壓調(diào)節(jié)閥的設(shè)定開啟壓力為0.76MPa，儲(chǔ)罐報(bào)警壓力為0.78MPa，安全閥開啟壓力為0.80MPa，安全閥排放壓力為0.88MPa。

該手自動(dòng)放散閥并入ESD系統(tǒng)（Emergency Shutdown System 緊急停車系統(tǒng)）中進(jìn)行安全控制。

　　LNG在儲(chǔ)存過程中可能出現(xiàn)分層而引起翻滾，致使LNG大量蒸發(fā)導(dǎo)致儲(chǔ)罐壓力迅速升高而超過設(shè)計(jì)壓力，如果不能及時(shí)放散卸壓，將嚴(yán)重危及儲(chǔ)罐的安全。

通過SCS系統(tǒng)（Station Control System?站控系統(tǒng)）的設(shè)計(jì)可對(duì)長(zhǎng)期儲(chǔ)存的LNG，采取定期倒罐的方式防止其因靜止而分層。

現(xiàn)在LNG氣化站中多使用LNG卸車泵和LNG增壓泵，增壓烴泵有總管式增壓和單元式增壓之分。總體來講對(duì)于LNG烴泵的控制基本雷同，控制流程包括預(yù)冷——排氣——增壓回流——增壓，對(duì)于LNG增壓的控制，如何防止LNG在烴泵內(nèi)過熱氣化，如何避免大量回流導(dǎo)致大量氣化潛熱帶至LNG儲(chǔ)罐，如何匹配烴泵的輸液量和下游管網(wǎng)對(duì)LNG需求，均是SCS系統(tǒng)（Station Control System?站控系統(tǒng)）控制的重點(diǎn)，圖1烴泵控制工藝流程。

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☆通過設(shè)置在安全管理系統(tǒng)內(nèi)的ESD系統(tǒng)（Emergency Shutdown System 緊急停車系統(tǒng)），可實(shí)現(xiàn)：

■LNG儲(chǔ)罐高、低液位緊急切斷。在每臺(tái)LNG儲(chǔ)罐的進(jìn)液管和出液管上均裝配氣動(dòng)緊急切斷閥，在緊急情況下，可在卸車臺(tái)、儲(chǔ)罐區(qū)、控制室緊急切斷進(jìn)出液管路。在進(jìn)液管緊急切斷閥的進(jìn)出口管路和出液管緊急切斷閥的出口管路上分別安裝管道安全閥，用于緊急切斷閥關(guān)閉后管道泄壓。

■氣化器后溫度超限報(bào)警，聯(lián)鎖關(guān)斷氣化器進(jìn)液管。重點(diǎn)是對(duì)氣化器出口氣體溫度進(jìn)行檢測(cè)、報(bào)警和聯(lián)鎖。正常操作時(shí)，當(dāng)達(dá)到額定負(fù)荷時(shí)氣化器的氣體出口溫度比環(huán)境溫度低10℃，進(jìn)行主備氣化器切換。當(dāng)氣化器結(jié)霜過多或發(fā)生故障時(shí)，通過溫度檢測(cè)超限報(bào)警、聯(lián)鎖關(guān)斷氣化器進(jìn)液管實(shí)現(xiàn)對(duì)氣化器的控制。

■出站閥后壓力高出設(shè)定報(bào)警壓力時(shí)聲光報(bào)警。緊急情況時(shí)，可遠(yuǎn)程關(guān)閉出站電動(dòng)閥。

☆通過設(shè)置在安全管理系統(tǒng)內(nèi)的FGS系統(tǒng)（Fire and Gas System 火災(zāi)和氣體報(bào)警系統(tǒng)），可實(shí)現(xiàn)：

■在LNG工藝裝置區(qū)設(shè)天然氣泄漏濃度探測(cè)器，當(dāng)天然氣其泄露濃度超越報(bào)警限值時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，并可在控制室迅速關(guān)閉進(jìn)、出站電動(dòng)閥，進(jìn)出液低溫閥，并可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況開啟消防水噴淋閥以及泡沫閥發(fā)生器。

■在LNG灌區(qū)設(shè)置低溫檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)LNG泄露時(shí)，可啟動(dòng)泡沫發(fā)生器，同時(shí)關(guān)閉進(jìn)出液低溫閥。

■在LNG工藝區(qū)設(shè)置紅紫外火焰檢測(cè)，一旦觸發(fā)，及時(shí)啟動(dòng)泡沫發(fā)生器和消防水噴淋系統(tǒng)，以保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)低溫儲(chǔ)罐和重要工藝設(shè)備。