???????? 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氣源或過渡氣源，也是許多使用管輸天然氣供氣城市的補充氣源或調(diào)峰氣源。本文介紹了如何實現(xiàn)LNG氣化站的安全運行和管理。

???????? 關(guān)鍵詞：液化天然氣（LNG）；氣化站；

“十一五”規(guī)劃期以來，中國天然氣儲產(chǎn)量快速增長，天然氣管網(wǎng)基本形成，下游市場需求不斷增加，市場監(jiān)管機制正在建設(shè)和完善，天然氣產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展時期。

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

從保障國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)安全有效發(fā)展、保障民生、促進(jìn)低碳環(huán)保科學(xué)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)、進(jìn)一步改善能源結(jié)構(gòu)等基本國策要求來看，中央政府將保持持續(xù)促進(jìn)我國天然氣產(chǎn)業(yè)健康、全面、快速發(fā)展的政策。預(yù)計在未來的“十二五”規(guī)劃期，以天然氣為主的氣態(tài)能源在我國一次能源的占比將持續(xù)提升，這一比例在我國的 “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需求的優(yōu)勢，已逐漸在我國東南沿海眾多經(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)，討論如何能通計算機、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)運營。

正常運行中，必須將LNG儲罐的操作壓力控制在允許的范圍內(nèi)。華南地區(qū)LNG儲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，可利用自增壓氣化器和自增壓閥對儲罐進(jìn)行增壓。增壓上限由自增壓閥的自動關(guān)閉壓力確定。

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

儲罐的最高工作壓力由設(shè)置在儲罐低溫氣相管道上的自動減壓調(diào)節(jié)閥的定壓值(前壓)限定。當(dāng)儲罐最高工作壓力達(dá)到減壓調(diào)節(jié)閥設(shè)定開啟值時，減壓閥自動開啟卸壓，以保護(hù)儲罐安全。為保證增壓閥和減壓閥工作時互不干擾，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在儲存過程中會由于儲罐的“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)致儲罐的壓力逐步升高，最終危及儲罐安全。為保證儲罐安全運行，設(shè)計上采用儲罐減壓調(diào)節(jié)閥、壓力報警手自動放散、安全閥起跳三級安全保護(hù)措施來進(jìn)行儲罐的超壓保護(hù)。

其保護(hù)順序為：當(dāng)儲罐壓力上升到減壓調(diào)節(jié)閥設(shè)定開啟值時，減壓調(diào)節(jié)閥自動打開泄放氣態(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)到壓力報警值時，壓力報警，手自動放散卸壓；當(dāng)減壓調(diào)節(jié)閥失靈且手自動放散未開啟時，安全閥起跳卸壓，保證LNG儲罐的運行安全。對于最大工作壓力為0.80MPa的LNG儲罐，設(shè)計壓力為0.84MPa，減壓調(diào)節(jié)閥的設(shè)定開啟壓力為0.76MPa，儲罐報警壓力為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)致儲罐壓力迅速升高而超過設(shè)計壓力，如果不能及時放散卸壓，將嚴(yán)重危及儲罐的安全。

通過SCS系統(tǒng)（Station Control System?站控系統(tǒng)）的設(shè)計可對長期儲存的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?？傮w來講對于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儲罐，如何匹配烴泵的輸液量和下游管網(wǎng)對LNG需求，均是SCS系統(tǒng)（Station Control System?站控系統(tǒng)）控制的重點，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)），可實現(xiàn)：

■LNG儲罐高、低液位緊急切斷。在每臺LNG儲罐的進(jìn)液管和出液管上均裝配氣動緊急切斷閥，在緊急情況下，可在卸車臺、儲罐區(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警，聯(lián)鎖關(guān)斷氣化器進(jìn)液管。重點是對氣化器出口氣體溫度進(jìn)行檢測、報警和聯(lián)鎖。正常操作時，當(dāng)達(dá)到額定負(fù)荷時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，通過溫度檢測超限報警、聯(lián)鎖關(guān)斷氣化器進(jìn)液管實現(xiàn)對氣化器的控制。

■出站閥后壓力高出設(shè)定報警壓力時聲光報警。緊急情況時，可遠(yuǎn)程關(guān)閉出站電動閥。

☆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)和氣體報警系統(tǒng)），可實現(xiàn)：

■在LNG工藝裝置區(qū)設(shè)天然氣泄漏濃度探測器，當(dāng)天然氣其泄露濃度超越報警限值時發(fā)出聲、光報警信號，并可在控制室迅速關(guān)閉進(jìn)、出站電動閥，進(jìn)出液低溫閥，并可以根據(jù)現(xiàn)場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，當(dāng)檢測LNG泄露時，可啟動泡沫發(fā)生器，同時關(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，一旦觸發(fā)，及時啟動泡沫發(fā)生器和消防水噴淋系統(tǒng)，以保護(hù)現(xiàn)場低溫儲罐和重要工藝設(shè)備。