LNG接收站儲罐壓力和真空泄放裝置演示教學

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。LNG接收站儲罐壓力和真空泄放裝置-LNG接收站儲罐壓力和真空泄放裝置2009-8-28摘要：介紹了LNG接收站的基本工藝和LNG儲罐的基本要求，分析了LNG儲罐壓力檢測內容，論述了LNG儲罐超壓保護和負壓保護的設施、設定參數、壓力和真空泄放裝置的選擇依據與設計安裝要點。關鍵詞：液化天然氣儲罐；壓力泄放；真空泄放PressureandVacuumReliefDevicesofStorageTankatLNGReceivingTerminalZHANGLin-song，XINGGui-zhuAbstrac

2、t：ThebasictechnologicalprocessofLNGreceivingterminalandthebasicrequirementforLNGstoragetankareintroduced.ThecontentsofLNGstoragetankpressuretestareanalyzed.ThefacilitiesforoverpressureprotectionandnegativepressureprotectionofLNGstoragetank，theparametersettingandtheselectionconsiderations，keypointsof

3、designandinstallationofpressureandvacuumreliefdevicesarediscussed.Keywords：LNGgasholder；pressurerelief；vacuumrelief1概述液化天然氣(LNG)接收站的功能是接卸由LNG遠洋運輸船運來的LNG，在LNG儲罐內儲存，在氣化裝置中進行氣化，氣化后的天然氣送至輸氣干線。通過近50年的發(fā)展，在全世界已建成和正在建設的LNG接收站超過50個，LNG接收站的技術已相當成熟1、2。按照對LNG儲罐蒸發(fā)氣(BOG)的處理方式不同，LNG接收站的工藝方法有直接輸出和再冷凝兩種。直接輸出法是將BOG壓縮

4、到外輸壓力后直接送至輸氣管道；而再冷凝法是將BOG壓縮到較低的壓力后，與由LNG低壓輸送泵從LNG儲罐送出的LNG在再冷凝器中混合，LNG加壓后處于過冷狀態(tài)，可以使BOG再冷凝，然后經LNG高壓輸送泵加壓后進入氣化裝置。因此，再冷凝法可以利用LNG的冷能，并減少BOG的壓縮功耗，節(jié)省能量。目前國內投產或在建的LNG接收站設計都采用了先進、節(jié)能的再冷凝工藝3。LNG儲罐造價高、技術復雜，是接收站的主要設備。按照建設方式，LNG儲罐分為地上罐、地下罐。地上罐根據其結構特點對儲液的包容性，又可分為單容罐、雙容罐和全容罐。在LNG接收站的建設中，儲罐罐型的選擇要綜合考慮罐型的技術合理性、安全性、占地面

5、積要求、接收站場地條件、建設期、社會人文環(huán)境等諸多因素。目前國內投產或在建的LNG接收站設計都采用全容式混凝土頂儲罐。罐的設計壓力(表壓)為29kPa，設計溫度為-16565，日蒸發(fā)率為0.05%。LNG儲罐內罐材料為9%Ni鋼。為了安全，所有的連接管口均設計在罐的頂部；在罐的底部設有架空式承臺，以防基礎凍結。通常LNG儲罐的操作壓力應維持在低壓狀態(tài)，按制造標準規(guī)范配備壓力和真空泄放裝置，以此作為保護儲罐和相鄰設備的方法。本文對LNG儲罐壓力和真空泄放裝置設計、安裝進行探討。2LNG儲罐壓力檢測由于外界大氣壓的變化對LNG儲罐內的操作壓力影響很大，因此LNG儲罐的壓力控制以絕對壓力為基準，而L

6、NG儲罐的壓力和真空泄放保護設施以表壓為基準。LNG儲罐應配備壓力檢測儀表，安裝在合適位置來檢測儲罐壓力的變化。壓力檢測應包括以下內容：連續(xù)的壓力測量、超高壓力檢測、超低壓力檢測、保冷層和內罐之間差壓檢測、保冷層單獨壓力檢測。3LNG儲罐超壓和負壓保護在兩次卸船操作間隔時間段，LNG儲罐的操作壓力(絕壓)應維持在低壓狀態(tài)，通常為115kPa。在卸船操作期間，儲罐的壓力將升高，儲罐處于高壓操作狀態(tài)，壓力通常為125kPa。在正常操作條件下，儲罐的絕對壓力通過BOG壓縮機壓縮回收儲罐的BOG來控制。在兩次卸船操作間隔時間段，儲罐的操作壓力(絕壓)應維持在低壓狀態(tài)(通常為115kPa)，以防壓力控制

7、系統(tǒng)發(fā)生故障時，儲罐操作有一個緩沖空間。在卸船操作期間，儲罐的壓力將升高，儲罐處于高壓操作狀態(tài)，儲罐的壓力保護通過表壓來控制。第一級超壓保護，當儲罐壓力(表壓)達到26kPa時，控制閥打開，超壓部分氣體排入火炬系統(tǒng)。第二級超壓保護，當儲罐壓力(表壓)達到29kPa，儲罐上壓力安全閥打開，超壓部分氣體直接排入大氣。為防止LNG儲罐在運行中產生負壓，儲罐配有真空泄放裝置，防止儲罐出現真空并進行補氣。補氣的氣源為高壓外輸天然氣管道的天然氣，還采取真空閥直接連通大氣的做法，當儲罐產生真空時，大氣可直接由真空閥進入罐內補氣。第一級負壓保護，當儲罐在操作中壓力(表壓)降低到1.5kPa時，將來自高壓外輸天

8、然氣總管的天然氣，經兩級減壓后進入儲罐，維持儲罐內壓力穩(wěn)定。第二級負壓保護，當達到一定壓力時，BOG壓縮機和儲罐內LNG泵應自動停機，安裝在儲罐上的真空閥開啟，直到全開，空氣直接進入罐內補氣。LNG儲罐上壓力保護設施的壓力設定值見表1。表1儲罐上壓力保護設施的壓力設定值參數設定值說明儲罐設計壓力(表壓)/kPa29.0壓力泄放閥泄放開啟壓力(表壓)/kPa29.0壓力泄放閥開始打開壓力泄放閥泄放全開壓力(表壓)/kPa31.9壓力泄放閥全開高壓報警壓力(表壓)/kPa25.5中央控制室報警超高壓關斷壓力(表壓)/kPa26.0開始打開BOG總管到火炬總管間旁路管道上壓力控制閥，以調節(jié)BOG總管

9、壓力在設定值。低壓報警壓力(表壓)/kPa6.0中央控制室報警第一級負壓保護壓力(表壓)/kPa1.5補充天然氣到BOG總管，以維持其正常操作壓力。第二級負壓保護真空閥開啟壓力(表壓)/kPa-0.65真空閥開啟第二級負壓保護真空閥全開壓力(表壓)/kPa-1.5真空閥全開經安全評估確定后，LNG儲罐上的泄放裝置開啟時可以直接通往大氣，并且每個儲罐至少裝配兩個泄壓閥，互為備用。應設置手動全開式隔斷閥把LNG儲罐的各壓力和真空泄放裝置與儲罐隔開，以便檢修和其他用途。隔斷閥應鎖定或鉛封在全開位置。儲罐上應安裝足夠數量的壓力和真空安全閥，以便隔開和檢修單個安全閥時保持要求的泄放能力。檢修或操作時，不

10、能同時關閉一個以上的隔斷閥。排放火炬或放空管的設計和安裝，應防止水、冰、雪或其他異物聚集，并應垂直向上排放。4壓力和真空泄放裝置的尺寸選擇4.1壓力泄放裝置尺寸選擇通常依據液化天然氣(LNG)生產、儲存和裝運(GB/T203682006)來選擇LNG儲罐壓力泄放裝置的尺寸。壓力泄放裝置的尺寸應考慮儲罐在最高工作壓力時，火災情況下(火焰接觸)的熱量輸入或者是下述原因中可能同時發(fā)生的幾種情況組合產生的氣體流量：a.與火焰接觸；b.操作失常，如控制裝置失靈：c.設備故障或誤操作引起的其他情況：d.充裝時置換的蒸發(fā)氣；e.充裝期間的蒸發(fā)氣，因充裝或不同組成的產品混合產生的蒸發(fā)氣；f.冷凍失效；g.從泵

11、回流輸入熱；h.大氣壓降低。泄壓裝置的尺寸，應按最大的一次事故的排放量或合理的和可能的事故組合排放量來選擇。最小泄放能力應不低于24h內排出滿罐容積的3%的液體。4.2真空泄放裝置尺寸選擇通常依據液化天然氣(LNG)生產、儲存和裝運(GB/T203682006)來選擇ING儲罐真空泄放裝置的尺寸。真空泄放裝置的尺寸選擇應考慮下面原因中可能同時發(fā)生的情況組合時的需要流量：a.按最大流量抽取液體或蒸氣；b.大氣壓升高；c.過冷液體進入使蒸氣空間壓力降低。真空泄放裝置的尺寸，應按最大的一次事故的排量或合理的和可能的組合事故排量計算4、5。5壓力和真空泄放裝置的安裝壓力和真空泄放裝置應安裝在檢驗時人員

12、可以很容易通行且可拆卸修理的位置。被美國機械工程師協會(ASME)認可的安全泄壓閥的安裝，通常采用美國石油學會標準(API)煉油廠壓力泄放裝置的尺寸確定和選擇2003(RP520)第篇中推薦的做法，適當考慮壓力范圍的差異。氣體泄壓裝置盡可能接近儲罐。如果泄壓裝置通向大氣，那么它們應安裝在足夠的高度上以防止點燃。儲罐通向泄壓裝置開孔的尺寸至少應與泄壓裝置的入口管公稱尺寸一樣大。泄壓裝置的組件在使用中應防止風暴或誤操作的影響。真空泄壓裝置應盡可能直接安裝在進口處，除入口前方的防水蓋帽外，不應有管道連接。為預防儲罐產生真空，進口應設置足夠的尺寸保證補充氣體流量。泄壓裝置與儲罐之間設置隔斷閥有助于這些裝置的操作和維修，正常情況下隔斷閥應鎖定或鉛封在全開位置。參考文獻：1陳琴，張芷華.液