1 概述
隨著液化天然氣(LNG)供應(yīng)渠道和供應(yīng)量的迅速增長(zhǎng),用于城市管道燃?xì)獬R?guī)氣源、管輸天然氣過渡氣源、城市天然氣調(diào)峰與應(yīng)急氣源、LNG汽車加氣、LNG中轉(zhuǎn)儲(chǔ)存、LNG灌裝等功能的城鎮(zhèn)LNG站的建設(shè)也得到了快速發(fā)展。在此基礎(chǔ)上,類似于液化石油氣管道供氣的模式,結(jié)合具有LNG灌裝功能的城鎮(zhèn)LNG站,一些城市還出現(xiàn)了小區(qū)或工商業(yè)用戶的LNG瓶組氣化站供氣。這些LNG站的儲(chǔ)存、氣化和供氣設(shè)施都固定在一個(gè)地點(diǎn),固定向某個(gè)區(qū)域供氣或提供調(diào)峰與應(yīng)急氣源,但不能對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)局部應(yīng)急供氣。
2 移動(dòng)式LNG應(yīng)急裝置的開發(fā)思路
城市實(shí)現(xiàn)管道天然氣供氣以后,管道系統(tǒng)停氣搶修的情況將會(huì)越來越多,停氣會(huì)給居民用戶的生活和重要公共設(shè)施的供氣帶來很多影響。由于天然氣和液化石油氣不具有互換性,天然氣管網(wǎng)一旦停氣,用戶無法采用其他氣源替換,為此,深圳市結(jié)合自身實(shí)際提出了利用CNG儲(chǔ)罐橇裝車和LNG瓶組橇裝車作為應(yīng)急氣源的方案。當(dāng)城市的某個(gè)小區(qū)或工商業(yè)用戶,甚至是小區(qū)內(nèi)的某根立管需要停氣搶修時(shí),非常需要有反應(yīng)快速、運(yùn)輸方便的中小型應(yīng)急供氣裝置來保障供氣。
我公司現(xiàn)有一座LNG應(yīng)急站作為城市天然氣供氣的調(diào)峰與應(yīng)急氣源,站內(nèi)具有LNG鋼瓶的灌裝功能。為了保證居民、重要公建用戶和部分小型公建用戶的應(yīng)急供氣,減少停氣事故造成的影響,我公司決定根據(jù)嘉興市區(qū)天然氣供應(yīng)的現(xiàn)狀,結(jié)合現(xiàn)有條件,在LNG瓶組氣化站的基礎(chǔ)上,開發(fā)移動(dòng)式LNG應(yīng)急裝置,在局部范圍因搶修或維護(hù)需要停氣時(shí),能及時(shí)提供天然氣供應(yīng)。該移動(dòng)式應(yīng)急裝置應(yīng)能安全靈活地被運(yùn)送到需要臨時(shí)供氣的地點(diǎn),并能安全快捷地與供氣管道進(jìn)行連接。從以往維修停氣和事故停氣的情況看,少到幾戶居民用戶、多到上千戶居民用戶的停氣都有可能發(fā)生。根據(jù)浙江省用戶事故管理規(guī)定和我市小區(qū)供氣現(xiàn)狀,為體現(xiàn)快速靈活的特點(diǎn),擬開發(fā)兩種規(guī)模的供氣裝置,其中小型裝置能直接接入用戶的立管,中型裝置同時(shí)具備中壓和低壓接入供氣管道的功能,以有效減少用戶停氣。
3 移動(dòng)式LNG應(yīng)急裝置的工藝設(shè)計(jì)
根據(jù)上述開發(fā)思路,我公司提出了分別開發(fā)10m3/h和300 m3/h兩種規(guī)模的移動(dòng)式LNG應(yīng)急裝置的方案,并對(duì)兩套裝置的配置提出了具體的要求。
3.1小型應(yīng)急裝置
小型應(yīng)急裝置的規(guī)模為10 m3/h。系統(tǒng)由3部分組成,分別是LNG鋼瓶、氣化裝置、調(diào)壓裝置,特點(diǎn)是小巧輕便,主要適用于小區(qū)內(nèi)立管的臨時(shí)供氣。應(yīng)急使用時(shí),3部分裝置分別運(yùn)到使用現(xiàn)場(chǎng),簡(jiǎn)單組合連接后即可投入使用。各裝置具體要求如下:
①LNG鋼瓶:為標(biāo)準(zhǔn)的175 L鋼瓶,配備手推車以方便運(yùn)輸。配1根2 m長(zhǎng)的LNG用不銹鋼軟管,一端用于與鋼瓶連接,另一端為DN 15 mlTl的不銹鋼法蘭接口,用于與氣化裝置連接;軟管設(shè)計(jì)壓力為1.4 MPa。
②氣化裝置:氣化能力為10 m3/h。采用微型的LNG空溫式氣化器,由若干支翅片并聯(lián)組成,翅片長(zhǎng)度控制在1 m左右,結(jié)構(gòu)緊湊,方便手提;兩端接口均為DN 15 mm的不銹鋼法蘭接口。配l根2 m長(zhǎng)的低溫不銹鋼軟管,兩端均為DN 15 mm的不銹鋼法蘭接口。氣化裝置及軟管設(shè)計(jì)壓力為1.4MPa。多備幾套裝置,必要時(shí)可以多套串聯(lián)氣化升溫,避免供應(yīng)用戶的天然氣溫度偏低。
③調(diào)壓裝置:按常溫單路調(diào)壓設(shè)計(jì),次高壓到低壓一級(jí)調(diào)壓,流通能力≥10 m3/h。為減輕裝置重量和簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),可以不設(shè)旁通和前后控制閥門;調(diào)壓裝置的進(jìn)口采用DN 15 mm不銹鋼法蘭連接,出口為DN 25 mm螺紋接口,配1根2 m長(zhǎng)DN 25 mm的螺紋連接不銹鋼軟管。調(diào)壓器前加裝過濾器,調(diào)壓前后各留一個(gè)壓力表接口,并配相應(yīng)的控制閥門,用于在供氣時(shí)測(cè)量供氣壓力,確保供氣安全。調(diào)壓前后各設(shè)一個(gè)放空接口,并配相應(yīng)的控制閥門,供氣開始前先對(duì)臨時(shí)供氣系統(tǒng)進(jìn)行置換,避免用氣安全事故。調(diào)壓后設(shè)安全放散閥,防止戶內(nèi)管道超壓而引起事故。調(diào)壓前管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力為1.4 MPa。調(diào)壓后設(shè)計(jì)壓力為2.5 kPa,調(diào)壓器選型應(yīng)考慮今后能較方便更換。整個(gè)裝置要求連接可靠,充分固定,方便手提。
④ 由于應(yīng)急裝置是偶而使用的,一旦某個(gè)部件生銹不能正常使用,將對(duì)應(yīng)急供氣產(chǎn)生致命的影響,為此要求整個(gè)系統(tǒng)全部使用不會(huì)產(chǎn)生腐蝕的材料如不銹鋼、銅、鋁等,所有法蘭墊片的規(guī)格也要求統(tǒng)一,并適當(dāng)多配,以方便更換。
⑤關(guān)于天然氣加臭,由于應(yīng)急系統(tǒng)為臨時(shí)使用,供氣規(guī)模小,且用戶用氣不連續(xù),無論采用人工加臭還是自動(dòng)加臭都難以保證實(shí)現(xiàn)規(guī)定的加臭效果,因此該系統(tǒng)不考慮加臭功能。
3.2中型應(yīng)急裝置
中型應(yīng)急裝置的規(guī)模為300 m3/h。系統(tǒng)由兩部分組成,分別是LNG鋼瓶、氣化調(diào)壓裝置。中型應(yīng)急裝置的供氣規(guī)模較大,裝置本身也相對(duì)較為龐大,裝卸必須采用適當(dāng)?shù)钠鹬貦C(jī)械,結(jié)構(gòu)上還要方便利用各種搶修車輛進(jìn)行運(yùn)輸。應(yīng)急使用時(shí),兩部分裝置分別用車輛運(yùn)送到使用現(xiàn)場(chǎng),經(jīng)管道連接后即可投入使用。各裝置具體要求如下:
1 LNG鋼瓶:為標(biāo)準(zhǔn)的410 L鋼瓶;配1根2m長(zhǎng)LNG用不銹鋼軟管,一端與鋼瓶連接,另一端為DN 25 mm的不銹鋼法蘭接口,用于與氣化裝置連接;軟管設(shè)計(jì)壓力為1.4 MPa。
②氣化調(diào)壓裝置:LNG氣化器設(shè)計(jì)氣化能力為300 m3/h,調(diào)壓前設(shè)計(jì)壓力為1.4 MPa,調(diào)壓后分中、低壓兩路出口,中壓出口壓力為0.35 MPa,低壓出口壓力2.5 kPa,兩路出口的調(diào)壓供氣能力均滿足300 m3/h的流量要求。裝置應(yīng)結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固,能安全方便地吊裝或鏟送到運(yùn)輸車上,并能較可靠地在運(yùn)輸車上臨時(shí)固定(綁定),以確保運(yùn)輸安全;裝置的結(jié)構(gòu)尺寸按1.5 t平底欄板貨車裝運(yùn)考慮,原則上****寬度為1.7 m,****長(zhǎng)度不超過3 m3總高度不超過2 m。調(diào)壓部分宜垂直布置,以減少對(duì)平面的占用。氣、液相的進(jìn)出口均布置在整個(gè)裝置的一端,以減少應(yīng)急裝置使用時(shí)對(duì)道路通行的影響并保證運(yùn)行安全。設(shè)3個(gè)DN 25 mm液相法蘭進(jìn)口,2用l備。中、低壓出口均可只設(shè)1個(gè),法蘭連接,中壓出口公稱直徑≥50 mm,低壓出口公稱直徑≥80mm。調(diào)壓前和兩個(gè)出口處各設(shè)測(cè)壓及放空口1個(gè),并配相應(yīng)的控制閥門,用于系統(tǒng)的置換。次高壓一中壓調(diào)壓前裝設(shè)溫度計(jì),用于i貝0量和控制氣態(tài)天然氣的溫度,避免低溫氣體破壞調(diào)壓設(shè)備。次高壓一中壓和中壓一低壓調(diào)壓均宜考慮1用1備,調(diào)壓器
選型應(yīng)有超壓切斷或超壓放散功能,并考慮今后能較方便更換。配中、低壓出口軟管各1根,每根長(zhǎng)5 m。
③關(guān)于天然氣計(jì)量和加臭,由于應(yīng)急系統(tǒng)的供氣量通常不穩(wěn)定,采用人工加臭難以保證加臭效果,宜采用自動(dòng)加臭,此時(shí)的流量計(jì)可以增加在次高壓一中壓調(diào)壓器后,而加臭機(jī)加臭接口分別接到天然氣的中、低壓出口處,并加控制閥門。實(shí)際使用時(shí),根據(jù)中壓供氣或低壓供氣方式,關(guān)閉其中一路加臭接口,另一路由流量計(jì)控制進(jìn)行自動(dòng)加臭。無論采用人工加臭還是自動(dòng)加臭,整個(gè)裝置會(huì)更大,不便于運(yùn)輸,并且長(zhǎng)期不用的計(jì)量和加臭裝置在應(yīng)急情況下能否即時(shí)發(fā)揮作用也難以肯定。因此盡管增加天然氣計(jì)量和加臭功能并不難,增加的費(fèi)用也有限,但我公司的的方案中沒有考慮計(jì)量和加臭功能。
4 結(jié)語
隨著城市天然氣供氣的普及,采用移動(dòng)式LNG應(yīng)急裝置解決搶修情況下的臨時(shí)供氣問題必將是一種發(fā)展趨勢(shì)。這種簡(jiǎn)便實(shí)用的裝置應(yīng)當(dāng)能夠像橇裝站一樣,發(fā)展成為一種定型的應(yīng)急供氣系統(tǒng),服務(wù)于城市天然氣的供氣保障體系。