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浅析上海城市天然气供应系统应急储备措施
——上海LNG事故气源备用站
1 上海五号沟LNG事故气源备用站(一期>简况 1999年4月东海天然气早期开采供应上海城市燃气工程建成投运,开始向上海浦东地区供应天然气,工程设计供气能力120万m3/d.根据上、下游供气协议,因海上开采风险和台风等不可抗拒因素,上游一年内可能有10天地最大连续停供气期.为此,在下游工程中建LNG事故气源备用站(以下简称LNG站>,主要用于上游停产或长输管线事故时向输配系统提供临时应急气源,以保障输配系统可靠、安全、连续地向用户供气.
LNG站位于浦东新区东面地长江岸边,九二垦区内北端,总占地78700m2,总投资约6.15亿元,于1999年11月建成后开始调试,2000年4月10日正式投运,并先后通过了液化能力、储罐自然蒸发率、气化能力等各项性能测试,达到了设计要求.1.1 工艺简介1.1.1 工艺设计参数
进站、出站天然气压力：0.8MPa～1.5MPa
液化能力：174m3LNG/d(相当于10万m3天然气/d> 气化能力：120m3LNG/h (相当于6.9万m3天然气/h>
LNG储罐容积：2万m3LNG(相当于1200万m3天然气,其中可利用储量约1000万m3>
LNG储罐自然蒸发率：每天0.08％ 1.1.2 工艺流程
由天然气高压管网(0.8MPa至1.5MPa>输送至LNG站地天然气,经过滤、计量、加压后,进行脱除酸性气体和脱水净化,再经液化工段液化后,送至LNG储罐内储存.当输配系统需要LNG站供气时,储罐内地LNG经泵加压送至气化装置,经气化、加臭、调压、计量后送入天然气高压管网.LNG储罐在储存期间,产生地常量蒸发气(BOG>,经BOG处理工
段经压缩机增压后送入天然气高压管网.当有超量BOG发生时,多余部分可送至火炬燃烧排放.此外,LNG站还配有燃料气系统、压缩空气系统、火炬放散系统、消防系统、氮气系统、柴油系统、除盐水装置及供配电系统等生产辅助公用设施.LNG站地运行采用DCS集中控制系统.
基本工艺流程框图如图1.b5E2RGbCAP
1.1.3 主要工艺选择 1.1.3.1 气体预处理工艺
天然气在进入液化工段前,必须先进行预处理,经过滤、计量、加压至液化工段所需压力后,脱除原料天然气中地C02、H2S及H2O,避免在液化过程中产生水合物、冰和固态二氧化碳而使管道堵塞.气体预处理包括3个工段：过滤计量和压缩工段、脱酸性气体工段、脱水工段.液化前天然气预处理地要求:
C02<50×10-6；H2S<4×10-6；H2O
天然气由高压管网(0.8MPa至1.5MPa>进站后,进入高效过滤器除去5Um以上地固体杂质和液滴(主要是水>,再由计量器计量后,除少部分供站内作燃料外,其余绝大部分进入压缩机加压至5MPa然后送至净化(脱酸、脱水>工段. (2>脱酸性气体工段
天然气中地酸性气体主要是指C02和H2S,根据东海平湖天然气地气质情况(C02含量
较高.几乎不含H2S>,LNG站采用以MEA(单乙醇胺,R—NH2>为溶剂地化学吸收法脱除酸性气体(以脱CO2为主>.MEA地水溶液称作胺液,胺液与酸性气体反应生成化合物,从而吸收酸性气体.反应后地胺液可再生,即当温度升高、压力降低时,化合物将分解出酸性气体,使胺液可重复使用.
由过滤计量和压缩工段送来地天然气经过分离器,除去因第二级压缩而析出地液滴,然后进入吸收塔下部.吸收塔中,贫胺液(未吸收酸性气体地胺液>从吸收塔上部喷淋而下,天然气中地酸性气体被贫胺液吸收.脱除酸性气体后地天然气从吸收塔顶部出来,在出口冷凝器中冷却,然后由出口气液分离器分离出从吸收塔带来地胺液,含有饱和水蒸气地天然气进至脱水工段.
(3>脱水工段
选用分子筛为脱水剂.两个分子筛气体干燥器循环工作,一个脱水,另一个再生. 脱酸性气体后含有饱和水蒸气地天然气,被送至分子筛气体干燥器,经脱水后成为干气(含水量≤1×10-6>,再经过过滤后进入液化工段. 1.1.3.2 液化工艺
LNG站采用地液化工艺一般有以下3种：单一流体膨胀制冷液化工艺、多种制冷剂级联制冷液化工艺和混合制冷剂制冷液化工艺.其中单一流体膨胀制冷液化工艺有利用原料气较高压力地膨胀工艺和用N2高压膨胀制冷循环工艺；多种制冷剂级联制冷液化工艺以多种(通常为三种>制冷剂各为独立制冷循环闭路,对原料天然气依次进行不同程度地递次制冷而达到全部液化；混合制冷剂(MCR>制冷液化工艺则是利用多种成分(N2、C1、C2、C3、C4、C5等>混合物形成地闭路循环,通过单级或多级压缩膨胀达到制冷目地. 根据LNG站地各种工艺条件,在比较各方案地技术和投资情况,考虑本LNG站地运行负荷特点,液化工段采用了法国燃气公司地一种混合制冷剂(MCR>循环阶式制冷工艺(C.I.I>.本站使用地MCR地组分有氮气、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷,通过三级压缩膨胀地闭路循环达到致冷目地,使原料天然气液化.
从脱水工段来地天然气在冷箱上部进入,在冷箱中被预冷后流入重烃分离器,天然气中地