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摘要：本文主要从运输、工艺角度论述了液化煤层气气化站在城镇燃气中应用的实例内容
关键词： 煤层气LNG气化站工艺选型
Abstract: This paper mainly discussed the liquefied coal bed methane gasification standing instance of the application in the town gas from the perspective of transport and technology.
Keywords: CBM, LNG gasification station, technology selection
中图分类号：TQ529文献标识码：A文章编号： 煤层气是一种优质的天然气，主要成分为甲烷，还含有少量氮气和二氧化碳等，基本不含有硫化物和水。煤层气具有高热值（不低于31.75MJ/m3 ）、无毒性、安全、洁净等特点。随着国民经济、城市建设和环保事业的发展，对洁净能源的需求日益增长。西气东输工程拉开了我国能源结构改变的序幕，天然气（煤层气）工业发展的时代已经到来。煤层气作为一种优质高效的清洁能源，它的开发利用可以促进一次性能源结构的调整，减少煤炭资源的浪费，大大改善环境质量，改变城市环境卫生状况。
但由于天然气长距离管道输送的工程规模大，投资高、建设周期长，短时间内长输管线难以到达大部分城市。利用高压，将天然气体积缩小约250倍（CNG）进行运输，然后将其降压的方式解决了部分城市的天然气气源问题。而应用超低温冷冻技术使天然气变为液态（体积缩小约600倍）、采用超低温保冷槽罐，通过汽车、火车、轮船等方式远距离输送天然气、然后经超低温保冷储罐储存、再气化的LNG供气方式与CNG方式相比，输送效率更高，安全可靠性能更强，能够更好的解决城市天然气气源问题。一、液化煤层气（LNG）技术 1.1LNG应用流程
LNG产业链包括天然气的液化（LNG的生产）、运输、储存、气化、供气和应用几个环节。
图1：LNG工艺流程示意图
1.2LNG的运输 我国目前现有LNG运输均采用汽车槽车。单辆槽车最大LNG水容积51m3，LNG运输能力30000 Nm3气态天然气，槽车设计压力0.8MPa，运行压力0.6MPa。正常平均行驶速度60km/h。整个运输过程安全、稳定。经跟车实测，运行中LNG槽车内的压力基本不变，短时停车上涨0.02MPa左右，途中安全阀无放散现象，LNG几乎无损失。二、液化煤层气（LNG）应用
2.1LNG工艺流程
LNG槽车将液化天然气运至气化站，在卸车台通过卸车增压气化器对槽车储罐增压，利用压差将LNG送至氣化站的低温LNG储罐。非工作条件下，槽车储罐内LNG的储存温度为-162℃，压力略高于常压；工作条件下，储罐增压器将储罐内的LNG增压到0.50MPa（气相空间表压）以上，增压后的低温LNG流入主空温式气化器，与空气换热后转化为气态NG并升高温度，出口温度比环境温度低10℃。冬季当空温式气化器出口温度达不到5℃以上时，主空温式汽化器出口的高压低温天然气进入水浴式电加热器进口，在水浴式加热器中给天然气升温至5℃以上。气化并升温后的NG最后经调压、计量、加臭后进入输配管网送入各类用户。
工艺流程方框图如下：
2.2LNG设备选型
3.2.1LNG真空储罐
LNG储罐选用LNG金属单罐。主要技术参数如下：
设计压力：0.66MPa
最高气相工作压力 0.6MPa
内胆设计温度 -196℃
内胆工作温度-162.3℃
物料名称：LNG
绝热形式真空粉末
材质内罐材质0Crl8Ni9；外罐材质16MnR
接管形式：
考虑工艺、安全等因素，确定所有接管开口均在外罐底部，内罐接管主要包括：底部进液管、顶部进液管、出液管、气相管、上液位计接口、下液位计接口、测满口等，接管材质0Crl8Ni9。
安全附件：
每台LNG储罐设ITT液位计一套及差压变送器、压力变送器、压力表各一套，以实现对储罐内LNG液位、压力的现场指示及远传控制。外罐顶部设安全防爆装置，下部设夹层抽真空接口及真空度测试口。
2.2.1LNG气化器
空温气化器：
空温式气化器的导热管是将散热片和管材挤压成型的，导热管的横截面为星形翅片。空温式气化器由蒸发部和加热部构成。蒸发部由端板管连接并排的导热管构成，加热部由用弯管接头串联成一体的导热管组成。
气化器结构形式及材料：由于气化器进口是液化天然气，这就要求气化器的材质必须是耐低温（-196℃）的，目前国内常用的材料为铝合金（F21）；立式，长方体；气化（输送）管路为翅片式。
气化器主要工艺参数如下：
·设计进口温度/运行进口温度：-196℃/-162℃
·设计出口温度/运行出口温度：-20℃～30℃/（环境温度-10℃）
·设计压力：1.6MPa
·运行压力：0.4～0.6MPa
·满负荷连续运行时间：不大于6小时（夏季）、不大于4小时（冬季）
2.2.2水浴式NG加热器：
主要工艺参数如下：
•设计进口温度/运行进口温度：-196℃/-162℃
•设计出口温度/运行出口温度：-20～50℃/常温
•设计压力：1.6MPa
•运行压力：0.50～0.60 MPa
2.2.3储罐增压气化器
为了使储罐中的LNG能够自流进入气化器，必须保证储罐的压力高于气化器。为此设置的储罐自增压气化器，当储罐压力低于设定值时，自升压调节阀开启，LNG进入自增压气化器，气化后的天然气回到储罐顶部，达到储罐增压的目的。
主要工艺参数如下：
·设计进口温度/运行进口温度：-196℃/-162℃
·设计出口温度/运行出口温度：-196℃/-162℃
·设计压力：1.6MPa
·运行压力：0.4～0.6 MPa
·满负荷连续运行时间：不大于4小时
3.2.4 BOG处理装置
BOG（Boil Off Gas）是储罐及槽车蒸发气体。低温真空粉末绝热储罐和低温槽车的日蒸发率一般为0.3%，这部分气化了的气体如不按时排出，会使出罐上部气相空间的压力升高。为保证储罐的安全，装有降压调节阀，可根据压力自动排出BOG。BOG为高压低温气体，低温会对后续设备，如调压器薄膜、密封圈及出站PE管材产生不良影响，因此在设计中设置了BOG加热器，将加热后的BOG送入燃气管网。
3.2.5安全放散气体（EAG）加热器：
主要工艺参数如下：
·设计进口温度/运行进口温度：-196℃/≮-162℃
·设计出口温度/运行出口温度：-20~50℃/≮常温
·设计压力：常压
·运行压力：常压
3.2.6调压计量与加臭装置设计
根据LNG气化站的日用气规模及高峰小时用气量选择调压装置。通常是2+1路调压装置。
计量一般采用涡轮流量计。加臭剂采用四氢噻吩，加臭以隔膜式计量泵为动力根据流量信号将臭味剂按比例注入燃气管道。
四、结论
本文主要总结了目前液化煤层气在城镇燃气管网中的应用实例，主要从工艺流程及工艺设备选型中简要论述了整个应用。目前气化站技术已经非常成熟，并且在在城镇燃气中应用也非常广泛。同时凭借其建设周期短、能方便及时的满足市场用气需求等特点，已成为我国很多地区的永久供气设施。
董素军1981年生 学士 毕业于西南石油大学 工作时间:2006年7月工作单位:晋城市奥通机电设备有限公司
参考文献：
顾安忠，鲁雪生等 液化天然气技术【M】. 北京
薛鹏涛 LNG供气站主要设备选择及安全运营管理。城镇燃气
蒋孝英，谢海英 煤层气利用新方案，天然气工业 2006.10
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词： 煤层气LNG气化站工艺选型
Abstract: This paper mainly discussed the liquefied coal bed methane gasification standing instance of the application in the town gas from the perspective of transport and technology.
Keywords: CBM, LNG gasification station, technology selection
中图分类号：TQ529文献标识码：A文章编号： 煤层气是一种优质的天然气，主要成分为甲烷，还含有少量氮气和二氧化碳等，基本不含有硫化物和水。煤层气具有高热值（不低于31.75MJ/m3 ）、无毒性、安全、洁净等特点。随着国民经济、城市建设和环保事业的发展，对洁净能源的需求日益增长。西气东输工程拉开了我国能源结构改变的序幕，天然气（煤层气）工业发展的时代已经到来。煤层气作为一种优质高效的清洁能源，它的开发利用可以促进一次性能源结构的调整，减少煤炭资源的浪费，大大改善环境质量，改变城市环境卫生状况。
但由于天然气长距离管道输送的工程规模大，投资高、建设周期长，短时间内长输管线难以到达大部分城市。利用高压，将天然气体积缩小约250倍（CNG）进行运输，然后将其降压的方式解决了部分城市的天然气气源问题。而应用超低温冷冻技术使天然气变为液态（体积缩小约600倍）、采用超低温保冷槽罐，通过汽车、火车、轮船等方式远距离输送天然气、然后经超低温保冷储罐储存、再气化的LNG供气方式与CNG方式相比，输送效率更高，安全可靠性能更强，能够更好的解决城市天然气气源问题。一、液化煤层气（LNG）技术 1.1LNG应用流程
LNG产业链包括天然气的液化（LNG的生产）、运输、储存、气化、供气和应用几个环节。
图1：LNG工艺流程示意图
1.2LNG的运输 我国目前现有LNG运输均采用汽车槽车。单辆槽车最大LNG水容积51m3，LNG运输能力30000 Nm3气态天然气，槽车设计压力0.8MPa，运行压力0.6MPa。正常平均行驶速度60km/h。整个运输过程安全、稳定。经跟车实测，运行中LNG槽车内的压力基本不变，短时停车上涨0.02MPa左右，途中安全阀无放散现象，LNG几乎无损失。二、液化煤层气（LNG）应用
2.1LNG工艺流程
LNG槽车将液化天然气运至气化站，在卸车台通过卸车增压气化器对槽车储罐增压，利用压差将LNG送至氣化站的低温LNG储罐。非工作条件下，槽车储罐内LNG的储存温度为-162℃，压力略高于常压；工作条件下，储罐增压器将储罐内的LNG增压到0.50MPa（气相空间表压）以上，增压后的低温LNG流入主空温式气化器，与空气换热后转化为气态NG并升高温度，出口温度比环境温度低10℃。冬季当空温式气化器出口温度达不到5℃以上时，主空温式汽化器出口的高压低温天然气进入水浴式电加热器进口，在水浴式加热器中给天然气升温至5℃以上。气化并升温后的NG最后经调压、计量、加臭后进入输配管网送入各类用户。
工艺流程方框图如下：
2.2LNG设备选型
3.2.1LNG真空储罐
LNG储罐选用LNG金属单罐。主要技术参数如下：
设计压力：0.66MPa
最高气相工作压力 0.6MPa
内胆设计温度 -196℃
内胆工作温度-162.3℃
物料名称：LNG
绝热形式真空粉末
材质内罐材质0Crl8Ni9；外罐材质16MnR
接管形式：
考虑工艺、安全等因素，确定所有接管开口均在外罐底部，内罐接管主要包括：底部进液管、顶部进液管、出液管、气相管、上液位计接口、下液位计接口、测满口等，接管材质0Crl8Ni9。
安全附件：
每台LNG储罐设ITT液位计一套及差压变送器、压力变送器、压力表各一套，以实现对储罐内LNG液位、压力的现场指示及远传控制。外罐顶部设安全防爆装置，下部设夹层抽真空接口及真空度测试口。
2.2.1LNG气化器
空温气化器：
空温式气化器的导热管是将散热片和管材挤压成型的，导热管的横截面为星形翅片。空温式气化器由蒸发部和加热部构成。蒸发部由端板管连接并排的导热管构成，加热部由用弯管接头串联成一体的导热管组成。
气化器结构形式及材料：由于气化器进口是液化天然气，这就要求气化器的材质必须是耐低温（-196℃）的，目前国内常用的材料为铝合金（F21）；立式，长方体；气化（输送）管路为翅片式。
气化器主要工艺参数如下：
·设计进口温度/运行进口温度：-196℃/-162℃
·设计出口温度/运行出口温度：-20℃～30℃/（环境温度-10℃）
·设计压力：1.6MPa
·运行压力：0.4～0.6MPa
·满负荷连续运行时间：不大于6小时（夏季）、不大于4小时（冬季）
2.2.2水浴式NG加热器：
主要工艺参数如下：
•设计进口温度/运行进口温度：-196℃/-162℃
•设计出口温度/运行出口温度：-20～50℃/常温
•设计压力：1.6MPa
•运行压力：0.50～0.60 MPa
2.2.3储罐增压气化器
为了使储罐中的LNG能够自流进入气化器，必须保证储罐的压力高于气化器。为此设置的储罐自增压气化器，当储罐压力低于设定值时，自升压调节阀开启，LNG进入自增压气化器，气化后的天然气回到储罐顶部，达到储罐增压的目的。
主要工艺参数如下：
·设计进口温度/运行进口温度：-196℃/-162℃
·设计出口温度/运行出口温度：-196℃/-162℃
·设计压力：1.6MPa
·运行压力：0.4～0.6 MPa
·满负荷连续运行时间：不大于4小时
3.2.4 BOG处理装置
BOG（Boil Off Gas）是储罐及槽车蒸发气体。低温真空粉末绝热储罐和低温槽车的日蒸发率一般为0.3%，这部分气化了的气体如不按时排出，会使出罐上部气相空间的压力升高。为保证储罐的安全，装有降压调节阀，可根据压力自动排出BOG。BOG为高压低温气体，低温会对后续设备，如调压器薄膜、密封圈及出站PE管材产生不良影响，因此在设计中设置了BOG加热器，将加热后的BOG送入燃气管网。
3.2.5安全放散气体（EAG）加热器：
主要工艺参数如下：
·设计进口温度/运行进口温度：-196℃/≮-162℃
·设计出口温度/运行出口温度：-20~50℃/≮常温
·设计压力：常压
·运行压力：常压
3.2.6调压计量与加臭装置设计
根据LNG气化站的日用气规模及高峰小时用气量选择调压装置。通常是2+1路调压装置。
计量一般采用涡轮流量计。加臭剂采用四氢噻吩，加臭以隔膜式计量泵为动力根据流量信号将臭味剂按比例注入燃气管道。
四、结论
本文主要总结了目前液化煤层气在城镇燃气管网中的应用实例，主要从工艺流程及工艺设备选型中简要论述了整个应用。目前气化站技术已经非常成熟，并且在在城镇燃气中应用也非常广泛。同时凭借其建设周期短、能方便及时的满足市场用气需求等特点，已成为我国很多地区的永久供气设施。
董素军1981年生 学士 毕业于西南石油大学 工作时间:2006年7月工作单位:晋城市奥通机电设备有限公司
参考文献：
顾安忠，鲁雪生等 液化天然气技术【M】. 北京
薛鹏涛 LNG供气站主要设备选择及安全运营管理。城镇燃气
蒋孝英，谢海英 煤层气利用新方案，天然气工业 2006.10
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。