LNG/L-CNG加气站工艺管道安装工程

LNG/L-CNG加气站工艺管道安装工程

张惠玲

身份证号码：44142219850910****

摘要：由于汽车尾气已经对环境造成了严重影响，并严重威胁到了人民的身体健康，阻滞了我国经济走向可持续发展的进程。而新能源天然气的出现得到了大家的认可，天然气汽车在未来将得到迅速的发展，在发展常规CNG加气站的同时，可以在某些适当的地方建设L-CNG加气站，特别是在天然气管线没有覆盖的地方，有着特别的意义。因此需要针对加气站进行优化和改造，这就需要针对LNG、L-CNG加气站进行全面系统研究。本文通过对加气站工艺的全面了解，系统探讨了整体工艺流程，以及针对管道系统所进行的具体设计。

关键词：加气站；工艺流程；系统设计

随着国家经济水平的不断发展，人们生活水平在逐步提高，汽车已经是人们日常生活不可或缺的代步工具。但是汽车尾气对空气的污染很严重，在大力提倡节能减排、减少大气污染的今天，这就使得人们想尽办法去研发新型的无污染汽车，而天然气汽车就是目前研发的比较理想的汽车。它的各项排放量与传统意义上使用汽油的汽车相比，有了比较明显的下降。其中CO降低了70%左右，CH化合物降低了50%左右。显然天然气是一种理想的汽油替代品，作为一种优质的清洁能源，天然气的使用有利于优化能源结构，改善城市环境，减少污染。因此天然气汽车在未来必将成为汽车发展的一个新方向。天然气汽车逐渐被大众接受并认可，国内也掀起了一阵建设天然气汽车加气站的热潮，目前有两种主流的天然气汽车加气站，分别是压缩天然气（又称CNG）加气站和液化天然气（又称LNG）加气站，还有一种L-CNG加气站。

建设LNG、L-CNG汽车加气站是治理车辆排放污物，改善大气环境质量的有效举措；是落实我国政府建立资源节约型，环境友好型城市的重要举措。

1.工艺流程

LNG、L-CNG汽车加气站工艺流程分为以下几个环节：

1.1LNG加气站工艺流程：

①卸车流程

由加气站LNG泵将LNG槽车内LNG卸至加气站LNG储罐。

②加气流程

储罐内LNG由LNG泵抽出，通过LNG加气机向汽车加气。

③储罐调压流程

卸车完毕后，用LNG泵从储罐内抽出部分LNG通过LNG气化器气化且调压后进入储罐，当储罐内压力达到设定值时停止气化。

④储罐卸压流程

主要是指在卸车、加气以及加气站的日常运行过程中，当储罐压内的压力随着BOG的产生逐渐增大，安全阀打开，释放储罐中的蒸汽，降低压力，以保证储罐安全。

下图为LNG加气站的工艺流程框图：

1.2L-CNG加气站工艺流程：

①卸车流程。

由加气站LNG泵或加气站的CNG储气装置中的部分气体通过调压阀将LNG槽车内LNG卸至加气站LNG储罐。

②加气流程。

LNG液相高压泵从LNG储罐内抽取LNG进行加压，进入LNG高压气化器后进入CNG储气装置。CNG储气装置的天然气通过CNG售气机向CNG汽车加气。

③储罐泄压流程。

当CNG储气装置内压力超过某一设定压力值时，安全阀自动打开，释放储气装置内的气体，降低压力以保证安全。

下图为L-CNG加气站的工艺流程框图：

1.3主要工艺设备表

LNG/L-CNG混合加气站主要工艺设备一览表

2.LNG加气站的储罐选型

2.1设计储罐规模

LNG加气站的加气能力和储存规模是其设计中需要注意的一个问题，下面简要分析了当前液化天然气汽车应用现状和LNG加气站的服务对象。LNG加气站主要是为长途客货车、公交车服务的，所以，在设计其加气能力和储存规模时，要从服务对象的角度考虑。由相关研究可知，LNG加气站加气服务对象的日耗气量是很大的。根据其中所列数据设计LNG加气站，并为其预留一定的发展空间，以延长使用年限。LNG加气站的储存规模主要是依据LNG汽车的日加气量和LNG的储存周期确定的。在设计加气站的过程中，要充分考虑LNG加气站的LNG储存罐的最低液位和充装率等因素。

2.2设计压力

根据LNG车辆发动机的工作压力，确定LNG汽车加气站的系统压力为0.40-0.70Mpa，LNG储罐的设计压力为1.0Mpa.

2.3设计温度

因为工作介质为饱和液体，根据压力确定系统工作时的最低温度为-162摄氏度，系统的设计温度为-196摄氏度。

3LNG加气站加气管道的工艺设计

LNG与汽油等燃料不同，其燃烧产生的污染小，对环境造成的影响小，而且利用率较高。在设计LNG加气站的过程中，LNG储气罐、LNG潜液泵和加气机等都属于基础设置。在此过程中，还有一些需要注意的问题，具体包括以下几点。

3.1LNG/L-CNG低温管道系统选材

LNG/L-CNG混合加气站所有设备、管材的选取，首先应该考虑低温，因为天然气本来就是低温易燃材料。低、温阀门、止回阀、谨记切断阀等都应该采用多层绝热材料，当然对硬管还应该配备补偿器。一般的阀门可采用国产低温阀门，但是对于安全性能有重要影响作用的阀门，应该多加考量，选取最优阀门。根据阀门和储罐之间应该紧紧焊接，并保持低温阀门、连接装置、垫片、法兰等配件规格的一致性。

3.2管道的设计参数

对于LNG加气管道的压力，其设计压力应该是其加气工作中所产生压力的1.2倍。LNG加气管道的压力主要来自储罐气相压力、LNG潜液泵扬程，两者之和就是LNG加气管道工作时的压力。在设计管道的过程中，还需要考虑温度等因素完成相关参数的设计。如果管道中有残余的水，在低温等因素的影响下，就会结冰，进而出现堵塞阀门的情况。因为LNG是深冷液体，所以，在其输送的过程中，会不断地吸收周围的热量，这样就会产生蒸发的天然气。而LNG加气站本身并没有天然气液化的能力，还会因为蒸发增加LNG储罐的气相压力。因此，当管内压力达到一定程度后，会通过蒸发天然气扩散到空气中，造成浪费、污染环境，留下一定的安全隐患。由此可知，在LNG管道设计中，要关注低温管道的设计，尽量采用真空管，以促进LNG的稳定输送。除此之外，在设计LNG管道的过程中，还需要注意安装、维修、检查和焊接等工作。LNG作为新型的汽车燃料，必然会成为一种发展趋势。

3.3消防安全设计

虽然LNG是一种高能效的燃料，也是汽车燃料未来发展的主要趋势，在改善环境等方面发挥着非常重要的作用，但是，LNG具有易燃、易蒸发、易扩散和易爆等特点，所以，LNG加气站是危险性区域。为了保证LNG加气站的安全性，在其设计的过程中，需要加强消防安全设计。一般情况下，在设计LNG加气站的过程中，要设计火灾等危险性区域标识，并根据LNG加气站设计的加气等级和LNG储气罐的规模，设置一些灭火器。常见的灭火设备主要有干粉灭火剂、泡沫灭火剂和消防水等。干粉灭火剂主要适用于可燃性气体、油类和电气设备等引发的火灾，对大流量天然气火灾有较好的灭火效果。泡沫灭火剂也是易燃液体等引发的火灾灭火消耗较好的一种物质，泡沫灭火器会在液体的表面产生泡沫漂浮层，起到一定的冷却和窒息效果，主要适用于石油产品、油脂类产品引发的火灾。LNG和水两者之间的传热系数非常高，如果LNG加气站的LNG存在泄漏的情况，与水接触，就会迅速吸收热量并沸腾，同时，还会产生巨大的响声、水雾等，进而使LNG发生爆炸。此外，LNG与水发生冲击后，会增加LNG与空气的接触面积，进而增加其危险性。所以，在设计LNG加气站时，要加强LNG加气站的消防设计。在LNG加气站的消防设计中，消防水主要起到了降温、吸收火灾所产生的热量、减轻辐射对LNG储罐的影响等作用。

4结束语

LNG作为一种新型的燃料，是汽车燃料未来发展的一种趋势。随着LNG汽车的研发和应用，LNG加气站将会成为汽车加气的重要场所。在设计LNG加气站时，需要加强各方面的设计，以保证LNG输送、加气等各个环节的安全。消防设计、LNG管道设计、LNG加气站储存规模等设计，都要结合LNG性能、环境、LNG加气站自身的规模等因素，保证LNG加气站建设和使用的安全，进而实现资源节约、改善环境的目标。

参考文献：

[1]国家质量监督检验检疫总局GB/T14976-2002《流体输送用不锈钢无缝钢管》[s].北京.中国标准出版社，2003.

[2]住房和城乡建设部GB50235-2010《工业金属管道工程施工规范》[s].北京：中中国计划出版社，2010.