LNG 作为目前西气东输管道天然气的补充气源或者备用气源,已经越来越引起全国各大中城市燃气公司的重视,LNG 气化站的安全运行及先进的控制显得尤其重要[1~8]
本文主要结合苏州港华燃气有限公司已经建成并稳定运行的LNG 气化站来阐述控制系统的重要性
1 LNG 气化站的危险性 由于LNG 是由天然气冷却到-162℃而成的深冷液体,又具有天然气易燃易爆的特性,因此LNG 是一种非常危险的液体,必须充分了解LNG 气化站的危险性[9]
① 低温的危险 LNG 泄漏后会迅速蒸发,然后降至某一固定的蒸发速度
开始蒸发时气体密度大于空气密度,在地面形成一个流动层,当温度上升到-110℃以上时,LNG 蒸气与空气的混合物在温度上升过程中形成了密度小于空气的云团
由于LNG 泄漏时的温度很低,其周围大气中的水蒸气被冷凝成雾团,LNG 再进一步与空气混合并完全气化
LNG 的低温危险还能使相关设备脆性断裂和遇冷收缩,从而损坏设备和低温灼伤操作者
② BOG 的危险 虽然LNG 储存于绝热的储罐中,但不可能完全无热量交换,外界传入的热量会引起LNG 蒸发,产生BOG(蒸发气体)
故要求 LNG 储罐有一个极低的日蒸发率,要求储罐本身设有合理的安全放散系统
否则,若 BOG 的量突增,使罐内温度、压力迅速上升,致使储罐破裂
③ 着火的危险 天然气的爆炸极限为5%~15%,遇明火可产生爆燃
火焰温度高、辐射热强,易形成大面积火灾,且具有复燃性、复炸性
④ 翻滚的危险 通常,储罐内的LNG 长期静置或密度不同的LNG 混装,将形成两个稳定的液相层
当外界热量传入罐内时,两个液相层相互传质、传热并混合,液层表面开始蒸发,下层由于吸收了上层的热量,而处于过热状态
当两液相层密度接近时,可在短时间内产生大量气体,使罐内压力急剧上升,这就是翻滚现象
液体翻滚引起LNG 蒸发率急增,若来不及排出