摘要：LNG 储配调峰站可以有效解决天然气供需不平衡问题，保障社会稳定。LNG 储配调峰站设计中包括液化系统、装车卸车系统、储存系统、气化系统、调压计量系统、加臭系统、火炬系统等。在设计储配调峰站时，要从全局角度考虑，优化操作流程。兼顾安全和经济两方面考虑，在保证安全的前提下，尽量降低投资成本，达到效益最大化。
关键词： LNG 储配调峰站；液化系统；装车卸车系统；效益
1 引言
随着我国工业水平的提高，各项基础设备不断完善，天然气利用得到了广泛的普及，用户数量和用气量呈上涨趋势。天然气的污染量较小，是理想的能源燃料，加之国家推出的各项优惠政策使得天然气受到了广泛欢迎。但因季节影响，天然气的使用量忽高忽低，某些城市缺乏应急储备气源、调峰气源、补充气源，影响了居民的生活和社会的稳定。LNG储配调峰站具有投资少、操作简洁方便的特点，可以满足用户和加气站的需求，解决供需不平衡的问题。本文主要研究LNG储配调峰站的设计内容，对一些关键技术问题进行分析。
2 LNG储配调峰站设计内容
LNG 储配调峰站的目的是调节供气平衡，将低峰段用不完的天然气进行液化操作并储存，或将LNG运输车、运输船的天然气接收并储存。在用户需求高峰时，输入城市主管网供用户使用，也可装车装船外运。LNG 储配调峰站的设计内容主要有以下几个方面：液化系统、装卸车系统、储存系统、气化系统、调压计量系统、加臭系统、火炬系统等。
2.1液化系统
目前，LNG 储配调峰站可以采用以下3种方法进行天然气液化操作，分别是MCR制冷液化方法、多级制冷液化方法、流体膨胀制冷液化方法。MCR制冷液化方法是利用氮气、甲烷、乙烷、丙烷等气体进行冷循环，实现天然气压缩液化。优点是：工艺简单，投资小，操作简洁，制冷剂取自原材料。缺点是：耗电量较高，难以准确计算制冷剂各组分的配比。多级制冷液化方法是对天然气进行不同程度的制冷，最终将气体全部液化。优点是：能耗低，制冷剂是单一组分，不必担心配比问题，操作简单。缺点是：需要设备较多，控制流程繁琐易出现设备故障。流体膨胀制冷液化方法是利用氮气进行高压膨胀原理，优点是：工艺流程简单，投资低，设备运行快且灵活，适应性较强。缺点是：耗电量高，生产率较低。
2.2装车和卸车系统
装车和卸车的主要设备是液相臂、气相臂、潜液式低温泵、增压器等。运输车到达液化天然气加气站后，工作人员在运输车上打开控温式增压器，提高运输车上液化天然气的压力，连接运输车和LNG加气站的储存罐，利用两者之间的压力差，将液化天然气输送至储存罐内。开启潜液式低温泵，加快液化天然气的流动速度，缩短卸车时间。在卸车时，LNG进入储存罐并产生大量的气体，打开储存罐的安全阀门进行泄压操作，避免压力过高，导致速度变慢，提高卸车的安全性和效率。卸车结束后，运输车内还残存一部分液化天然气，从经济和安全两方面考虑，需要对其进行回收。
2.3 储存系统
储存系统的主要设备是子母罐、全容罐、变频低温泵、一级加压泵、二级加压泵、安全阀、BOG 压缩机等。子母罐和全容罐都是由外壳和内壳构成，外壳的材质为碳钢，设计时需具备隔热的特性，内壳的材质为不锈钢。子母罐和全容罐两者相互连通，可以互补。子母罐为压力罐，设有安全阀，压力过高时打开泄压。全容罐为常压罐，通过BOG 压缩机调节。
以前通常将储存罐的BOG放空，这样也会造成一部分LNG浪费，放散不当还会产生一系列安全问题，因此，保证储存罐的压力在一定的安全范围内即可。
2.4 其他系统
LNG 储配调峰站还包括，气化系统、调压计量系统、加臭系统、火炬系统。气化系统有两种方式，采用的主要设备分别是水浴式气化器和高效空温式气化器，根据气化时间选择使用。4 h以上多采用水浴式气化器，4 h以下多采用高效空温式气化器，满足工艺需要的同时，降低用电量的消耗。液化天然气气化后，经过调压计量系统，进入城市主管网供用户使用。加臭系统是在天然气中加入加臭剂四氢噻吩，它具有显著臭味，化学性质稳定，不会与天然气反应，无污染的特点。当天然气发生泄漏时，能够及时发现，避免对人体造成危害。火炬系统包括放空管道和燃烧塔，需要放空气体或发生意外时，进行点火作业，使甲烷燃烧成水和二氧化碳，排入大气。
3 设计技术问题探讨
3.1 全局性设计理念
LNG 储配调峰站各期工程的设计参数明显不同，子母罐运行压力为 0.3~0.6Mpa，液温为-130 ~-145℃，全容罐运行压力为 15~25kPa，液温为-160 ~-162℃，可以利用子母罐和全容罐的液温差异，减少部分BOG。此外还可针对不同的液源，选择性的进入储罐，长途运输的液源，因温度比较高，放入子母罐中储存；短途运输的液源，因温度比较低，应放入全容罐中储存。
3.2安全和经济设计理念
从安全和经济两方面考虑，在保证安全的前提下，尽量降低投资成本，达到效益最大化。在设计环节上既不过度设计也不保守设计，做到准确计算和分析。常用的分析方法有两种，分别是HAZOP 分析和应力分析。HAZOP 分析是以工艺流程为基础进行定性、定量分析评价，探讨对策。应力分析是采用CAESAＲII软件对管道进行分析，分析的内容主要有质量、温度、压力等，做到精确设计，避免一味追求安全造成浪费的问题。
4结语
LNG 储配调峰站可以满足用户和加气站的需求，解决供需不平衡问题，是城市发展的重要基础设施，具有较大的研究价值。分析总结LNG 储配调峰站的液化系统、装车卸车系统、储存系统、气化系统、调压计量系统、加臭系统、火炬系统特点，在设计时，要从全局角度考虑，优化操作流程，针对不同的液源，选择不同的储罐。兼顾安全和经济两方面考虑，既不过度设计也不保守设计，以工艺流程为基础进行定性、定量分析评价，探讨对策。采用CAESAＲII软件对管道进行分析，精确设计避免浪费。
参考文献
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作者简介:第一作者：王永超，1986-09-22，男，陕西西安，化学工程与工艺，主要研究方向：石油天然气行业、化工行业的相关设计及研究工作。
作者单位：陕西华蓝能源工程技术有限公司。
第二作者：廉举舟，1987-04-14，男，湖南长沙，化学工程与工艺，主要研究方向：石油天然气行业、化工行业的相关设计及研究工作。
作者单位：湖南广兼环保工程有限公司。