
低溫儲罐設計優化的重要性以及地面儲存技術(一)、液化天然氣(LNG)氣化站設計優化的重要性
低溫儲罐是各個行業與生活所需的重要能源,LNG氣化站在LNG的運輸過程中非常重要。LNG氣化站的主要組成為:卻車臺、加臭系統、計量系統、企劃系統、低溫儲罐以及增壓系統等。其工作流程總結如下:低溫槽車將LNG運送到氣化站,槽車經卻車增壓器進行增壓,LNG在壓差或LNG潛液泵的作用下由卻車臺管道被輸送到站內的低溫儲罐中,低溫儲罐經儲罐增壓器后儲罐壓力到達某個值后,儲罐內的LNG經液相管道進入氣化器,LNG經氣化器汽化就變成了氣態,在調壓、計量和加臭被輸送到城市中的壓燃氣管道中。一般來說,在LNG氣化站的使用初期,其具有很多優點,如:投入資金少、運輸很方便、工期比較短等,所以,LNG對外部環境的要求不是很高,啟動培育比較塊;LNG氣化站本身占地面積小、選址條件很靈活,所以可以供氣方的要求采用槽車按時運輸,能夠及時滿足客戶對天然氣的需求;此外,LNG經氣化、調壓后,壓力為0.4MPa,在進入城鎮天然氣管網之前不需要加壓,節約了成本;此外,LNG氣化站還能夠和汽車加氣站進行合建、合營來進一步提高經濟效益。LNG氣化站的優點諸多,但也存在很多問題,對其個方面進行優化具有很大的現實意義。
項目的經濟效益是由設計質量決定的,如果要保證LNG氣化站能夠造價合理、可靠地向用戶供氣、流程先進適用,對其工程設計進行優化。根據西方國家分析發現,建設工程全部費用中,設計費用占不到1%,但其對工程造價的影響度卻能夠達到75%以上,由此看可見,對LNG氣化站設計的優化重要。對LNG氣化站造價影響較大的因素有:自控方案、設備選犁、消防設施、電氣設施以及總圖設計等。
液化天然氣氣化站的建設周期短、供應效率高,其優點非常顯著,為了發揮其較大作用,但目前,仍然存在隱患眾多、建設不夠規范及整體效率低下等問題,只有將這些問題盡快解決,才能使國家經濟發展無后顧之憂,我們應該根據不同城市的具體情況,對氣化站的選址、設備、工藝等進行相應的設計優化,加強各方面的研究,這對國家經濟、能源結構、生態環境、人民生活都具有非常大的現實意義。
(二)、天然氣儲罐地面儲存技術
目前,天然氣的儲存方式主要有氣態儲存和液態儲存兩種,其中前者包括地面儲罐儲存、管道儲存和地下儲氣庫儲存等。
1、地面儲罐儲存
天然氣地面儲存一般采用金屬儲氣罐,液化天然氣儲罐按壓力分為高壓和低壓兩種。低壓儲罐的工作壓力一般為0.004~0.005MPa,多為化工廠、石化廠作工藝氣的中間儲存,高壓儲氣罐的工作壓力一般為0.25~3.0MPa,主要用于城市配氣系統供晝夜或小時調峰用。
2、管道儲存
天然氣管道儲存有輸氣干線末段儲氣和利用管束儲氣兩種方式。
輸氣干線末段儲氣,是指在供氣低峰時,將富余的氣儲存在輸氣干線末段,隨著管內氣體壓力逐漸升高到然后一個壓氣站允許的較高壓力,到用氣高峰時,該儲氣段壓力降到城市配氣管網允許的較小值,將儲存的氣體輸出,增加供氣量。
管束儲氣,即使用一定直徑和一定數量的管子構成管束,埋設于供氣點附近,用高壓天然氣或壓縮機將天然氣注入管束中,待高峰用氣時輸出。
管道儲氣容量較小,主要供城市晝夜或小時調峰用。
3、地下儲氣庫儲存
地面天然氣儲罐和管道儲氣只能作為晝夜用氣不均衡性的措施,要解決季節用氣不均衡性問題,根本的辦法是建造地下儲氣庫。如果沒有地下儲氣庫,干線輸氣管道就應根據冬季的用氣量進行設計。在冬季,輸氣管道將滿負荷工作,而到夏季,由于用氣量減少,輸氣管道的負荷將下降,因此,管路和設備的利用率降低,固定設備投資在輸氣成本中所占的比重將提高。在冬夏季用氣量相差懸殊的情況下,輸氣管道夏季負荷降低,不但在經濟上不合理,而且在輸氣工藝上造成很多困難。如果有地下儲氣庫,干線輸氣管道就可以根據日平均用氣量進行設計,在夏季,多余的氣體注人地下儲氣庫,在冬季,不足的氣體由地下儲氣庫補充.這樣,輸氣管道全年都是在滿負荷下工作,管路和設備的能力可以得到充分利用。
地下儲氣庫具有儲氣容量大、節省地面LNG儲罐投資、不受氣候影響、維護管理簡便、可靠、不影響城鎮美化規劃、不污染環境等優點。
地下儲氣庫主要有利用枯竭的油田或氣田作地下儲氣庫、利用含水層作地下儲氣庫和利用鹽層作地下儲氣庫三種類型。
天然氣以氣態形式進行儲存和運輸,由于其體積龐大,壓力很高,因此通常將其在常壓下深冷到-160℃進行液化。在標準狀態下,其液態體積為氣態時的1/600,而密度相當于氣態時的600倍,因此無論對遠洋貿易運輸,還是儲罐儲存,都具有較高的經濟價值。
天然氣液化儲存方式不受地理位置、地質構造、距離和容量等的限制,占地少、造價低、工期短、維修方便。對于無油氣田、鹽穴、水層建造地下儲氣庫的城市,可以利用這種方式進行調峰。
由于液化天然氣具有可燃性和超低溫性(-160℃),因而對儲存設施(儲罐)的要求很高。目前液化天然氣的儲存主要是儲罐儲存,儲罐分地下和地上兩種。儲罐形式的選擇取決于投資費用,也取決于因素及其它一些制約條件。在常壓下儲存液化天然氣時,儲罐內壓通常為3.4~17.2kPa。
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