LNG场站主要设备

 LNG场站主要设备

LNG气化站和瓶组气化站主要设备包括LNG低温储罐、LNG钢瓶、空温式气化器、调压计量设备、加臭设备、低温阀门以及一些辅助设备（如锅炉等）等。本章主要介绍LNG场站特有的低温储罐、钢瓶、空温式气化器、水浴加热器等。

一、低温储罐

（一） LNG储罐的分类

LNG储罐可按容量、隔热、形状及罐的材料分类；这里只以隔热和材料进行分类。

1. 按围护结构的隔热分类

（1）真空粉末绝热：常见于中型LNG储罐，是供气站最常见的形式。

（2）正压堆积绝热：应用于大型LNG储罐和储槽。

（3）高真空多层隔热：较少采用，只用于小型LNG储罐。

2. 按罐的材料分类

（1）双层金属型：指内罐和外罐均用金属材料，一般内罐采用耐低温的不锈钢 或铝合金。

（2）预应力混凝土型：一般大型储槽采用预应力混凝土外壳，而内筒采用低温的金属材料。

（3）薄膜型：指内筒采用厚度为0.8～1.2㎜的36Ni钢。

（二）真空粉末绝热双层金属罐的结构原理

真空粉末绝热双层金属罐其结构分为两层，夹层抽真空，填充珠光砂粉末，为双圆筒真空粉末绝热。内筒用奥氏体不锈钢板材（0Gr18Ni9）制成,外筒用16MnR低合金钢板制成。储罐内罐上的接管口有上进液口、下进液口、出液口、气相口、测满口、上液位计口、下液位计口。它们通过夹层和外壳与外部连接，内罐上的接管材质均为OCrl8Ni9。

在外罐下封头上有抽真空口(抽完真空后该管口被封闭)和测真空口。为防止真空失效和内罐介质漏入外罐，在外罐上封头设置有防爆装置，如图6.3.1。

图6.3.1 真空粉末绝热低温储罐结构简图

二、LNG气化器

LNG气化器按热源的不同，可分为加热气化器、环境气化器和工艺气化器三种类型。由于环境气化器运行经济，所以环境气化器最常采用。但由于北方冬季寒冷，为满足工艺的要求还需使用加热气化器进行加热气化。下面主要介绍LNG场站最常见的空温式气化器和水浴式加热器。

（一）水浴式加热器

水浴式加热器用于在冬季当气化器出口温度无法满足工艺要求时对气化后的天然气进行加热。常采用管壳式换热器结构，如图 6.3.3。

图 6.3.3 水浴式加热器工作原理图

水浴式加热器主要由壳体、传热管束（蛇形管）、管板等部件组成。水浴式加热器罐壳与热水锅炉和其他管件构成一个封闭的水循环系统，热水从加热器的下部流入，上部流出，热水充满整个罐壳。低温的天然气通过浸在热水中的蛇形管得到热量，使天然气气体温度升高。

（二） 空温式气化器

空温式气化器也叫空浴式气化器。它主要由星型翅片导热片、液气导流管、支架、底座、进出口接头等部件组成。星型翅片导热管有八翅对称,材料选用LF21防锈铝合金。

空温式气化器工作时利用周围大气作为热源，通过导热性能良好的LF21星型管吸收空气的热量进行热交换,从而使低温液体气化成一定温度的气体。但由于空气中含有水蒸气，工作时间过长，气化器会结霜，导致气化效率降低，因此空温式气化器使用时设置两组，一用一备切换运行。图6.3.2是空温式气化器工作示意图。

图6.3.2 低温液体气化器工作示意图

三、 LNG钢瓶

LNG低温液体钢瓶由不锈钢内容器、不锈钢外容器和其他各部件构成，在内外容器之间具有绝热真空夹层，结构见图6.3.4。

图 6.3.4LNG钢瓶结构原理图

LNG钢瓶各部件及其作用如下：

1. 内置气化器--该交换器为气体蒸发器盘管，与外筒壁脱接，使液体产品连续地转变成气体，用于直接供气及提升罐内压力。

2. 增压回路-- 增压回路用于保证在用液量较大时有足够的驱动压力。

3. 节气器-- 节气器回路优先从容器内的液体上方的封头空间提取气体。

4. 使用阀--此阀控制气体出口。

5. 液体阀--通过此阀，可以控制灌充液体或从容器中排放液体，它有连接液体管路所需的管接头，用适当的管接头把金属软管连接到液体管路的接头上，打开阀门就可以向瓶外供应液体。

6. 增压阀--此阀把容器底部的液体增压/节气调节器分隔开来。用于容器内部的增压。

7. 排放阀--此阀控制一个进入容器封头空间的管路，在灌充过程中用来排出封头空间的气体。

8. 压力表--压力表显示内容器压力。

9. 全视液位计--容器的液位计是浮子式的液面传感器，它通过磁性元件联接一黄色指示带指示容器液体容量。

10. 安全阀-- 安全阀用于在钢瓶内胆压力超高时排放压力。

四、 LNG场站常见低温阀门

LNG场站常用的低温阀门主要有增压调节阀、减压调节阀、紧急切断阀、低温截止阀、安全阀、止回阀等，其主要结构与普通阀门大致相同。阀门材料均选用低温性能良好的材料，阀体、阀盖、阀座、阀瓣材料均为奥氏体不锈钢0Crl8Ni9。

由于LNG介质的低温特性，阀体能充分承受温度变化而引起的膨胀、收缩。而且阀座部位的结构不会因温度变化而产生永久变形。比如低温截止阀阀盖采用长颈阀盖结构，如图6.3.5所示。其目的在于能起保护填料函的功能，填料函的密封性是低温阀的关键之一。这是因为在低温状态下随着温度的降低，填料弹性逐渐消失，防漏性能随之下降，由于介质渗漏造成填料与阀门处结冰，影响阀杆正常操作，同时也会因阀杆上下移动而将填料划伤，引起严重泄漏。所以低温阀门都采用长颈阀盖结构型式。

图6.3.5 低温截止阀结构简图