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,若来不及排出大量的BOG,储罐内的压力将超过设计压力,会发生危险。 2 LNG 气化站运行控制系统 2.1 LNG 气化站工艺流程 LNG 气化站工艺流程见图 1。 利用卸车增压气化器将LNG 槽车内的气相压力升高,将LNG 通过管道卸至站内储罐。利用储罐配套的自增压气化器来保证储罐具有一定的压力,并将LNG 送入空温式气化器,通过环境空气的热量将LNG 气化为气态天然气。若气态天然气温度大于5℃,则直接进入调压、计量、加臭装置;若气态天然气温度小于5℃,就需要经过水浴式加热器将气态天然气加热到 5℃以上,再送入调压、计...