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[摘 要]随着世界经济的发展,煤和石油所带来的环境污染问题日益严重,更多的利用LNG代替煤和石油成为当前清洁能源改造的重心之一。车用LNG是天然气不同应用方式中增速最快的,并且随着政府解决雾霾的压力增大,LNG汽车会得到进一步的发展。LNG加气站作为车用LNG的零售窗口,其投资前景成为企业关注的重点。基于此,文章分析了LNG加气站工艺技术、安全及经济性。
[关键词]LNG加气站;工艺技术;安全;经济性
中图分类号:TH162 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0293-01
引言
由于LNG体积小,密度大,储气瓶质量轻,小汽车充气一次可行驶300-800km,对汽车运行具有积极作用,深受很多驾驶员的喜爱。同时还可以像油品一样对其进行运输,具有压缩天然气、液化石油气的优点,还可以克服它们质量大,占用空间大,运输困难的缺陷,在实际工作中使用具有更为显著的优势和特点。由于LNG具有显著优点,同时还有利于保护环境,因而其应用也越来越广泛,LNG加气站的建设数量也在不断增多。随着LNG燃料技术的广泛应用和LNG汽车的推广,做好LNG加气站工艺技术、安全及经济性分析是摆在人们面前的一项重要工作。
1 液化天然气加气站工艺技术
1.1 液化天然气加气站工艺技术
包括卸车、调压、加气及卸压。(1)卸车,也就是把槽车或集装箱中运送的液化天然气转移到加气站的储罐中。下面重点分析增压器与低温泵的联合卸车。当液化天然气由槽车运至加气站后,通过槽车所备的空温式汽化器给予储罐施压,使其压力升高,当槽车同其储罐间构成压差之后,则经由压差的力量,将液化天然气进行卸车,使其进入到加气站的储罐里。同时,开启潜液式LNG泵,通过泵进行液化天然气的卸车作业,使卸车速度变快。(2)调压也是液化天气加气站工艺技术中的一个重要流程,调压即借由相关的增压装置,使储罐里的天然液化气压力上升。为确保天然液化气储罐里的液体始终趋于饱和状态,汽车在加气前应给予实施升温和升压操作,确定液体处于饱和状态之后才能进行加气。(3)加气流程作为最后一个流程。通常情况下,加气压力的最大值可实现1.6MPa左右,而液化天然气汽车内的液体是经由液相软管而来,残留的气相天然气又经由气相软管进行回收处理,从而确保气瓶加气速度保持正常,且工作压力也维持正常状态。
1.2 工艺管线选型和布置技术
(1)强调必须有两个气相管路(储罐接口),一条为BOG管线,一条为回气管线。在满足工艺要求的情况下,低温管路尽量做到简化、方便维修,尽可能地减少法兰连接。尤其注意管道布置有利于消除管理冷热应力。优先满足工艺要求,不刻意追求横平竖直。储罐根部阀、气动(电磁)阀建议使用进口品牌产品。低温管道注意防止冷热应力对管道造成的破坏。特别注意防止水汽和杂质进入低温管道。
1.3 LNG加气站低温管道保温技术
低温管道的保温形式很多,如真空绝热管道、聚氨酯等材料现场发泡、岩棉、玻璃棉型材保温等传统保温形式,也有如福利凯等新型保温材料。这些形式各有优缺点,从实际应用上看,真空管道绝热,保温效果好,在管道重要部位,应推荐使用,如低温泵进口管,储罐进出口管,站房式加气站泵出口管,这些部位最好采用真空绝热,但对其结构形式要优化改进,尽量减少法兰连接,或不用真空法兰。低温管道保温设计和施工质量对加气站的稳定、安全运行影响很大,应该引起设计和施工人员的高度重视。
1.4 低温管道支架安装技术
LNG加气站,由于管道内LNG不是处于一种常态,其工作温度是不断变化的过程,管道所受的温差产生的应力,也是不断变化。而管支架就是承受这些变化应力的支点。合理的支架结构,甚至固定形式也会严重影响管道的安全运行。施工人员应该根据现场的具体情况,及时修正设计中出现的不足,可以有效地避免这类事故的发生。
2 液化天然气加气站工艺技术的安全性
2.1 预冷安全技术要点
液氮在密闭空间内因吸收外部热量将会导致压力急剧上升,因此在操作中要注意阀门关闭顺序,严禁出现低温液体在未装设安全阀的管道中被阀门封闭的状况。预冷结束后,应密切注意各台储罐内压力变化情况,若发现罐内压力不正常升高,应及时报告并采取相应措施进行处理。注意检查金属软管连接处有无泄漏,一般情况下非操作人员应远离此处。预冷过程中,一旦发生管道泄漏,应先停止预冷操作,关闭槽车和储罐的进出口阀门,排放管道中的残液,关闭相应管段阀门,人员应迅速撤离泄露点周围3米之外,以防冻伤。在预冷过程中,如储罐出现异常情况,应及时报告现场总指挥并通知储罐厂家派驻现场人员,共同协商解决办法。如果储罐压力异常升高,应立即关闭槽车出口阀门,打开储罐进、出液管路的根部阀、溢流阀、手动BOG阀和手动EAG阀进行排放。
2.2 安全检查技术要点
LNG加气站的主要设备包括储罐、泵、汽化器、加气机等,为确保这些设备正常运行和工作,必须做好设计工作,使其更好发挥作用。加气站工艺流程包括卸车、调压、加气、泄压,在每个环节都必须严格遵循相关规范流程,确保加气站安全。如果没有严格遵循相关规范要求,可能导致火灾爆炸问题发生,给LNG加气站的安全运行带来威胁。为提升LNG加气站的安全性,防止出现爆炸及火灾等安全事故,除定期检查站内的相关通风系统与报警系统,定时测量可燃气体含量,还应根据实际情况安装避雷装置,在设备的阀门、安全附件及法兰等部件的选择上,其质量必须要严格把关,并定期检查设备密封情况。
3 液化天然气加气站工艺技术的经济性
液化天然气加气站工艺技术经济性的影响因素主要有投资规模、前期投资金额、销售收入、现金流量、利润预测税收金额及不确定性分析等方面。下面重点探讨LNG加气站投资措施。因地制宜的选择合适的LNG加气站建设方案不同的LNG加气站方案将导致不同的初期投入成本及后期运维成本,LNG加气站投资企业必须根据区域市场LNG加气的需求及特点,选择适合的投资方案。这对LNG加氣站的投资收益率有非常直接的影响。一种是,占地面积较大,土地费用较高,现场安装施工,周期较长,设备安装费用高。但加气规模大,方便管理,运营费用较低。若城市处于LNG应用的初期,LNG汽车的数量少,LNG消耗量小,则成本回收周期长。这种建站方式适合已经有一定数量LNG汽车或政府资金支持的城市。另一种是,占地面积小,土地费用低,设备集成在一个或多个橇块上,施工周期短,加气站的土建施工、设备安装费用少,建站整体造价低,易于成本回收。这种建站方式适合LNG加气站建设初期和用地的局限性。
结语
天然气作为21世纪最热门的清洁能源之一,未来市场持续被看好。LNG具有能量密度大、运输方便、安全性好、经济效益显著等特点,利用LNG作为汽车燃料有很大的发展空间。这就要求各加气站把握好相关工艺技术,从安全性及经济性角度出发,加快节能产业发展,最终实现节能减排目标。
参考文献
[1] 金柏正,李智强,陆叶强.加快LNG客车发展势在必行[J].运输经理世界.2013(07).
[2] 李忠仕.加快发展LNG产业江北公司助力新能源汽车[J].时代汽车.2014(02).
[3] 新峰.黄海自编宣传手册推广LNG客车知识[J].交通世界(运输.车辆).2011(10).
[4] 国家能源局发布《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》等113项行业标准[J].能源与环境.2011(06).
[关键词]LNG加气站;工艺技术;安全;经济性
中图分类号:TH162 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0293-01
引言
由于LNG体积小,密度大,储气瓶质量轻,小汽车充气一次可行驶300-800km,对汽车运行具有积极作用,深受很多驾驶员的喜爱。同时还可以像油品一样对其进行运输,具有压缩天然气、液化石油气的优点,还可以克服它们质量大,占用空间大,运输困难的缺陷,在实际工作中使用具有更为显著的优势和特点。由于LNG具有显著优点,同时还有利于保护环境,因而其应用也越来越广泛,LNG加气站的建设数量也在不断增多。随着LNG燃料技术的广泛应用和LNG汽车的推广,做好LNG加气站工艺技术、安全及经济性分析是摆在人们面前的一项重要工作。
1 液化天然气加气站工艺技术
1.1 液化天然气加气站工艺技术
包括卸车、调压、加气及卸压。(1)卸车,也就是把槽车或集装箱中运送的液化天然气转移到加气站的储罐中。下面重点分析增压器与低温泵的联合卸车。当液化天然气由槽车运至加气站后,通过槽车所备的空温式汽化器给予储罐施压,使其压力升高,当槽车同其储罐间构成压差之后,则经由压差的力量,将液化天然气进行卸车,使其进入到加气站的储罐里。同时,开启潜液式LNG泵,通过泵进行液化天然气的卸车作业,使卸车速度变快。(2)调压也是液化天气加气站工艺技术中的一个重要流程,调压即借由相关的增压装置,使储罐里的天然液化气压力上升。为确保天然液化气储罐里的液体始终趋于饱和状态,汽车在加气前应给予实施升温和升压操作,确定液体处于饱和状态之后才能进行加气。(3)加气流程作为最后一个流程。通常情况下,加气压力的最大值可实现1.6MPa左右,而液化天然气汽车内的液体是经由液相软管而来,残留的气相天然气又经由气相软管进行回收处理,从而确保气瓶加气速度保持正常,且工作压力也维持正常状态。
1.2 工艺管线选型和布置技术
(1)强调必须有两个气相管路(储罐接口),一条为BOG管线,一条为回气管线。在满足工艺要求的情况下,低温管路尽量做到简化、方便维修,尽可能地减少法兰连接。尤其注意管道布置有利于消除管理冷热应力。优先满足工艺要求,不刻意追求横平竖直。储罐根部阀、气动(电磁)阀建议使用进口品牌产品。低温管道注意防止冷热应力对管道造成的破坏。特别注意防止水汽和杂质进入低温管道。
1.3 LNG加气站低温管道保温技术
低温管道的保温形式很多,如真空绝热管道、聚氨酯等材料现场发泡、岩棉、玻璃棉型材保温等传统保温形式,也有如福利凯等新型保温材料。这些形式各有优缺点,从实际应用上看,真空管道绝热,保温效果好,在管道重要部位,应推荐使用,如低温泵进口管,储罐进出口管,站房式加气站泵出口管,这些部位最好采用真空绝热,但对其结构形式要优化改进,尽量减少法兰连接,或不用真空法兰。低温管道保温设计和施工质量对加气站的稳定、安全运行影响很大,应该引起设计和施工人员的高度重视。
1.4 低温管道支架安装技术
LNG加气站,由于管道内LNG不是处于一种常态,其工作温度是不断变化的过程,管道所受的温差产生的应力,也是不断变化。而管支架就是承受这些变化应力的支点。合理的支架结构,甚至固定形式也会严重影响管道的安全运行。施工人员应该根据现场的具体情况,及时修正设计中出现的不足,可以有效地避免这类事故的发生。
2 液化天然气加气站工艺技术的安全性
2.1 预冷安全技术要点
液氮在密闭空间内因吸收外部热量将会导致压力急剧上升,因此在操作中要注意阀门关闭顺序,严禁出现低温液体在未装设安全阀的管道中被阀门封闭的状况。预冷结束后,应密切注意各台储罐内压力变化情况,若发现罐内压力不正常升高,应及时报告并采取相应措施进行处理。注意检查金属软管连接处有无泄漏,一般情况下非操作人员应远离此处。预冷过程中,一旦发生管道泄漏,应先停止预冷操作,关闭槽车和储罐的进出口阀门,排放管道中的残液,关闭相应管段阀门,人员应迅速撤离泄露点周围3米之外,以防冻伤。在预冷过程中,如储罐出现异常情况,应及时报告现场总指挥并通知储罐厂家派驻现场人员,共同协商解决办法。如果储罐压力异常升高,应立即关闭槽车出口阀门,打开储罐进、出液管路的根部阀、溢流阀、手动BOG阀和手动EAG阀进行排放。
2.2 安全检查技术要点
LNG加气站的主要设备包括储罐、泵、汽化器、加气机等,为确保这些设备正常运行和工作,必须做好设计工作,使其更好发挥作用。加气站工艺流程包括卸车、调压、加气、泄压,在每个环节都必须严格遵循相关规范流程,确保加气站安全。如果没有严格遵循相关规范要求,可能导致火灾爆炸问题发生,给LNG加气站的安全运行带来威胁。为提升LNG加气站的安全性,防止出现爆炸及火灾等安全事故,除定期检查站内的相关通风系统与报警系统,定时测量可燃气体含量,还应根据实际情况安装避雷装置,在设备的阀门、安全附件及法兰等部件的选择上,其质量必须要严格把关,并定期检查设备密封情况。
3 液化天然气加气站工艺技术的经济性
液化天然气加气站工艺技术经济性的影响因素主要有投资规模、前期投资金额、销售收入、现金流量、利润预测税收金额及不确定性分析等方面。下面重点探讨LNG加气站投资措施。因地制宜的选择合适的LNG加气站建设方案不同的LNG加气站方案将导致不同的初期投入成本及后期运维成本,LNG加气站投资企业必须根据区域市场LNG加气的需求及特点,选择适合的投资方案。这对LNG加氣站的投资收益率有非常直接的影响。一种是,占地面积较大,土地费用较高,现场安装施工,周期较长,设备安装费用高。但加气规模大,方便管理,运营费用较低。若城市处于LNG应用的初期,LNG汽车的数量少,LNG消耗量小,则成本回收周期长。这种建站方式适合已经有一定数量LNG汽车或政府资金支持的城市。另一种是,占地面积小,土地费用低,设备集成在一个或多个橇块上,施工周期短,加气站的土建施工、设备安装费用少,建站整体造价低,易于成本回收。这种建站方式适合LNG加气站建设初期和用地的局限性。
结语
天然气作为21世纪最热门的清洁能源之一,未来市场持续被看好。LNG具有能量密度大、运输方便、安全性好、经济效益显著等特点,利用LNG作为汽车燃料有很大的发展空间。这就要求各加气站把握好相关工艺技术,从安全性及经济性角度出发,加快节能产业发展,最终实现节能减排目标。
参考文献
[1] 金柏正,李智强,陆叶强.加快LNG客车发展势在必行[J].运输经理世界.2013(07).
[2] 李忠仕.加快发展LNG产业江北公司助力新能源汽车[J].时代汽车.2014(02).
[3] 新峰.黄海自编宣传手册推广LNG客车知识[J].交通世界(运输.车辆).2011(10).
[4] 国家能源局发布《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》等113项行业标准[J].能源与环境.2011(06).