建站方式的選擇
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LNG汽車加氣站設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題

更新時(shí)間:2009/8/27  來源:中國(guó)燃?xì)庠O(shè)備網(wǎng)  [收藏此信息]

建站方式的選擇
    LNG汽車加氣站(以下簡(jiǎn)稱加氣站)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)根據(jù)建站場(chǎng)地的實(shí)際情況,選擇合適的建站方式。目前加氣站的建站方式主要有2種:站房式、橇裝式。表l為我公司在某地建設(shè)的LNG加氣站(站房式)和我公司開發(fā)的橇裝式加氣站建站費(fèi)用的比較。
表1  兩種建站方式的費(fèi)用比較
 
  項(xiàng)目
    站房式
    橇裝式
  數(shù)量
總價(jià)/元
  數(shù)量
總價(jià)/元
占地面積
13400 m2
402×104
3400 m2
102×104
30 m3儲(chǔ)罐
  1臺(tái)
 50×104
 1臺(tái)
50×104
LNG加氣機(jī)
  1臺(tái)
 46×104
 1臺(tái)
46×104
LNG增壓泵
  1臺(tái)
 35×104
 1臺(tái)
35×104
管道閥門
  1套
 35×104
  1套
18×104
電氣儀表
  1套
 15×104
  1套
12×104
土建施工費(fèi)
 
25×104
 
5×104
設(shè)備成橇費(fèi)
 
    0
 
 20×104
工藝設(shè)備
安裝費(fèi)
 
 15×104
 
 
    O
 
續(xù)表1
 
  項(xiàng)目
    站房式
    橇裝式
  數(shù)量
總價(jià)/元
  數(shù)量
總價(jià)/元
  其他
 
20×104
 
 20×104
 費(fèi)用合計(jì)
 
643×104
 
308×104
 
    ①站房式加氣站
    這種建站方式占地面積大,土地費(fèi)用高,設(shè)備與基礎(chǔ)相連,施工周期長(zhǎng),加氣站的土建施工、設(shè)備安裝費(fèi)用高。若城鎮(zhèn)處于LNG應(yīng)用的初期,LNG汽車的數(shù)量少,LNG消耗量小,則成本回收周期長(zhǎng),這種建站方式適合已經(jīng)有一定量LNG汽車或政府資金支持的城鎮(zhèn)。
    ②橇裝式加氣站
    這種建站方式占地面積小,土地費(fèi)用低,設(shè)備絕大多數(shù)集成在一個(gè)或多個(gè)橇塊上,施工周期短,加氣站的土建施工、設(shè)備安裝費(fèi)用少,建站整體造價(jià)低,易于成本回收。這種建站方式適合LNG加氣站建設(shè)初期。
工藝流程的選擇
    LNG加氣站工藝流程的選擇與LNG加氣站的建站方式有關(guān),LNG加氣站的工藝主要包括3部分流程:卸車流程、儲(chǔ)罐調(diào)壓流程、加氣流程。
2.1  卸車流程
    LNG的卸車工藝是將集裝箱或槽車內(nèi)的LNG轉(zhuǎn)移至LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的操作,LNG的卸車流程主要有
兩種方式可供選擇:潛液泵卸車方式、自增壓卸車方式
  ①潛液泵卸車方式
    該方式是通過系統(tǒng)中的潛液泵將LNG從槽車轉(zhuǎn)移到LNG儲(chǔ)罐中,目前用于LNG加氣站的潛液泵主要是美國(guó)某公司生產(chǎn)的TC34型潛液泵,該泵****流量為340 L/rain,****揚(yáng)程為488 m,LNG卸車的工藝流程見圖1。潛液泵卸車方式是LNG液體經(jīng)LNG槽車卸液口進(jìn)入潛液泵,潛液泵將LNG增壓后充入LNG儲(chǔ)罐。LNG槽車氣相口與儲(chǔ)罐的氣相管連通,LNG儲(chǔ)罐中的BOG氣體通過氣相管充入LNG槽車,一方面解決LNG槽車因液體減少造成的氣相壓力降低,另一方面解決LNG儲(chǔ)罐因液體增多造成的氣相壓力升高,整個(gè)卸車過程不需要對(duì)儲(chǔ)罐泄壓,可以直接進(jìn)行卸車操作。
    該方式的優(yōu)點(diǎn)是速度快,時(shí)間短,自動(dòng)化程度高,無需對(duì)站內(nèi)儲(chǔ)罐泄壓,不消耗LNG液體;缺點(diǎn)是工藝流程復(fù)雜,管道連接繁瑣,需要消耗電能。
      ②自增壓卸車方式
   LNG液體通過LNG槽車增壓口進(jìn)入增壓氣化器,氣化后返回LNG槽車,提高LNG槽車的氣相壓力。將LNG儲(chǔ)罐的壓力降車O.4 MPa后,LNG液體經(jīng)過LNG槽車的卸液口充人到LNG儲(chǔ)罐。自增壓卸車的動(dòng)力源是LNG槽車與LNG儲(chǔ)罐之間的壓力差,由于LNG槽車的設(shè)計(jì)壓力為0.8 MPa,儲(chǔ)罐的氣相操作壓力不能低于0.4MPa,故****壓力差僅有O.4 MPa。如果自增壓卸車與潛液泵卸車采用相同內(nèi)徑的管道,自增壓卸車方式的流速要低于潛液泵卸車方式,卸車時(shí)間長(zhǎng)。隨著LNG槽車內(nèi)液體的減少,要不斷對(duì)LNG槽車氣相空間進(jìn)行增壓,如果卸車時(shí)儲(chǔ)罐氣相空間壓力較高,還需要對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行泄壓,以增大LNG槽車與LNG儲(chǔ)罐之間的壓力差。給LNG槽車增壓需要消耗一定量的LNG液體。
    自增壓卸車方式與潛液泵卸車方式相比,優(yōu)點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單,管道連接簡(jiǎn)單,無能耗;缺點(diǎn)是自動(dòng)化程度低,放散氣體多,隨著LNG儲(chǔ)罐內(nèi)液體不斷增多需要不斷泄壓,以保持足夠的壓力差。
    在站房式的LNG加氣站中兩種方式可以任選其一,也可以同時(shí)采用,一般由于空間足夠建議同時(shí)選擇兩種方式。對(duì)于橇裝式LNG加氣站,由于空間的限制、電力系統(tǒng)的配置限制,建議選擇自增壓卸車方式,可以簡(jiǎn)化管道,降低成本,節(jié)省空間,便于設(shè)備整體成橇。
2.2儲(chǔ)罐調(diào)壓流程
    儲(chǔ)罐調(diào)壓流程是給LNG汽車加氣前需要調(diào)整儲(chǔ)罐內(nèi)LNG的飽和蒸氣壓的操作,該操作流程有潛液泵調(diào)壓流程兩種。
    ①潛液泵調(diào)壓流程
    LNG液體經(jīng)LNG儲(chǔ)罐的出液口進(jìn)入潛液泵,由潛液泵增壓以后進(jìn)入增壓氣化器氣化,氣化后的天然氣經(jīng)LNG儲(chǔ)罐的氣相管返回到LNG儲(chǔ)罐的氣相空間,為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐調(diào)壓。采用潛液泵為儲(chǔ)罐調(diào)壓
時(shí),增壓氣化器的入口壓力為潛液泵的出口壓力,美國(guó)某公司的TC34型潛液泵的****出口壓力為,一般將出口壓力設(shè)置為1.2 MPa,增壓氣化器的出口壓力為儲(chǔ)罐氣相壓力,約為0.6 MPa。增壓氣化器的人口壓力遠(yuǎn)高于其出口壓力,所以使用潛液泵調(diào)壓速度快、調(diào)壓時(shí)間短、壓力高。
  ②自增壓調(diào)壓流程
    LNG液體由LNG儲(chǔ)罐的出液口直接進(jìn)入增壓氣化器氣化,氣化后的氣體經(jīng)LNG儲(chǔ)罐的氣相管返回LNG儲(chǔ)罐的氣相空間,為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐調(diào)壓。采用這種調(diào)壓方式時(shí),增壓氣化器的入口壓力為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐未調(diào)壓前的氣相壓力與罐內(nèi)液體所產(chǎn)生的液柱靜壓力(容積為30 m3的儲(chǔ)罐充滿時(shí)約為0.01 MPa)
之和,出口壓力為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐的氣相壓力(約0.6MPa),所以自增壓調(diào)壓流程調(diào)壓速度慢、壓力低。
2.3加氣流程
    在加氣流程中由于潛液泵的加氣速度快、壓力高、充裝時(shí)間短,成為L(zhǎng)NG加氣站加氣流程的****方式。
3管道絕熱方式的選擇
    對(duì)于LNG管道,絕熱無疑是一個(gè)非常重要的問題,管道絕熱的性能不僅影響到LNG的輸送效率,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行也會(huì)產(chǎn)生重要影響。LNG管道的絕熱結(jié)構(gòu)主要有常規(guī)的絕熱材料包復(fù)型結(jié)構(gòu)和真空夾套型結(jié)構(gòu)。
    ①采用常規(guī)的絕熱材料包復(fù)型結(jié)構(gòu),由于不銹鋼管道的冷收縮問題,使得絕熱材料在包覆時(shí)需要預(yù)留一定的縫隙,補(bǔ)償管道的收縮。在這些管道的接口處要阻擋水蒸氣,但隨著時(shí)間的推移,這些絕熱材料還是會(huì)因吸水而喪失絕熱效果。采用這種絕熱方式的管道造價(jià)低,施工制作方便、快捷,適合橇裝式LNG加氣站使用。
     ②采用真空夾套型結(jié)構(gòu)的管道,由于是內(nèi)外雙層管,內(nèi)管用于輸送LNG,承受LNG的輸送壓力;內(nèi)外管之間為真空夾層,外管防止水分或者空氣進(jìn)入真空夾層。采用這種結(jié)構(gòu),真空夾層可以隔絕空氣的對(duì)流傳熱,多層纏繞的鋁箔和紙絕熱材料可以隔絕輻射傳熱和熱傳導(dǎo),整體來看這種結(jié)構(gòu)的絕熱效果要優(yōu)于絕熱材料包復(fù)型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的制造工藝復(fù)雜,造價(jià)相對(duì)比較高,運(yùn)行維護(hù)成本低,設(shè)備可靠性高,適用于站房式LNG加氣站。
4 結(jié)語
    LNG加氣站設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮以上幾個(gè)方面的問題,合理選擇加氣站方式,并根據(jù)建站方式的需要選擇合適的工藝流程,還應(yīng)考慮節(jié)約土地以及環(huán)境保護(hù)方面的要求。
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