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摘 要：经济的发展离不开能源的开发，在最近几年以来，世界对能源的需求和依赖愈来愈大。而液化天然气作为地球上至今为止最纯净的能源，被广泛地应用于众多领域，液化天然气瓶组站的设计优化自然也得到了关注和重视，但是瓶组站的设计中还存在着一些问题，有待解决和提高。文章以LNG的工艺流程为切入点，就液化天然气瓶组站设计中的几个主要环节进行简单地说明和介绍。
关键词：液化天然气；LNG；瓶组站设计
中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）11-0166-02
液化天然气（Liquified Natural Gas，简称LNG）是经过压缩、冷却的天然气，因为其无色、无味、无毒又无腐蚀性等特点，在世界范围内被承认为至今为止地球上最干净的能源，因而受到国内外市场的追捧和青睐。从20世纪40年代美国建成世界第一套LNG装置后，液化天然气生产、存储运输等技术于20世纪60年代得到迅猛的发展。而后世界各地相继组建了诸多大规模的LNG瓶组站。我国于20世纪60年代引入液化天然气后，在四川、吉林、陕北、天津、哈尔滨等地区都建有液化天然气装置。虽然在过去的半个世纪里，LNG的研究得到了长足的发展，但是在LNG瓶组站设计中依旧存在着一些问题。
1 LNG瓶组站
1.1 概念
LNG瓶组站作为液化天然气最重要的供气设施，主要采用钢瓶进行供气，在我国的瓶组站中使用的供气设备大部分是LNG气化撬，其所具有的功能比较全面，包括气化、调压、计量、加臭等一系列的多项功能，在设计生产的时候更加简单方便，也节省了更多的劳动力，同时也节约了生产成品所需的时间，间接地减少了生产的成本。除此之外，LNG瓶组站还具有诸多优点，其投入资金少、占地面积小、操作便捷又安全可靠、传输速度快、供气范围广，相对传统装置，其投入产出比较高，因此在国内得到快速发展。
1.2 工艺介绍
1.2.1 设备
主要涉及的设备有LNG钢瓶、瓶组撬和气化撬。
LNG钢瓶是储存液化天然气的载体，其双层瓶身设计耐低温又隔热，方便液化天然气的运输和存储。瓶组撬主要由LNG钢瓶组、瓶组汇管以及阀门构成，节省了瓶组的占地面积。而气化撬是多功能的设备，是现今瓶组站中使用最为广泛的供气设备，包括气化、调压、计量、加臭等一系列的多项功能。
1.2.2 工艺流程
首先，在气化站将液化天然气装进LNG钢瓶内，经专用运输车运至LNG瓶组站，而后经过增压处理压进空温式气化器中，此时液化天然气由液态加热转换为气态，接着需要再次调压、计量、加臭等工序，最后，经管道传输至液化天然气用户使用。具体流程如图1所示。
2 LNG瓶组站工程设计
LNG瓶组站工程设计的范围主要涉及三个分区，设瓶组气化区、回车场以及控制室，主要涉及的领域则包括配电系统、给排水系统、防雷防静电系统等。
2.1 水电及排水设计
2.1.1 配电系统设计
在设计LNG瓶组站的时候，选址的基本原则和LNG气化站相一致，而在配电上的条件也是不容忽视的选址要求，在实际设计的时候由于瓶组站的规模较小，配电常常并不被重视，而是将工作重心过多地倾向于组建LNG瓶组中。首先，在LNG瓶组站的配电系统设计方面要考虑的问题是，将设计图纸细化，标出瓶组站中所有需要用电用水的设备，在敷设电线以及管道的时候，施工更加具体便捷。其次，需要注意的是，在气化撬连接的钢瓶周围是需要配备防爆路灯的，两侧一边一盏，在设计防爆灯的时候其高度和亮度都是有一定技术要求的，能见度要保持在钢瓶的安装和拆换的基本要求范围内。LNG 瓶组站属于 “二级负荷”，电源进线应采用二回路进线并在配电箱处静态转换开关以保证电气设备的正常运行，从而保障场站的安全运营。配电系统主要构成部分就是照明系统和设备用电系统等，要严格参照一定的标准，经过计算各回路的电流等，进行设计安装，保证瓶组站的正常运行。
2.1.2 供水系统设计
而在供水方面，除却要保证LNG瓶组站中的基本日常用水以外，还需要考虑在现实运行过程中可能出现的情况。根据经验，在使用液化天然气的高峰时段，会有积霜，因此就需要用水清洁，这样一来，在设计LNG瓶组站的时候靠近气化撬的位置至少安装一个接水口，以便保证日后在用气高峰期的时候冲去积霜的用水的供应。而液化天然气本身是能源，是高度危险的，易燃易爆，因此消防安全措施是必不可少的一个环节，尤其是在设计预计投入使用持续时间较长的LNG瓶组站的时候，由于要保障其使用寿命，在设计消防设备和选址的时候就需要考虑靠近消防设施的因素。
2.1.3 排水设计
继供水问题之后，排水问题亦是设计时不可忽略的问题之一，但实际情况是，在设计LNG瓶组站的时候，综合各方面的考虑选址相对偏僻，常常没有设计排水系统，而气化撬都是事先安装在基础承台上的，在这样的情况下，气化撬空温式气化器运行过程中产生的积霜融化后的水便没有办法排出，从而产生了积水。另外，在用气高峰时段气化撬空温式气化器中的积霜可以用水进行冲洗，以保证安全稳定地供气，但是在实际建设过程中若是没有排水设施，同样会形成积水，由此可见，在设计LNG瓶组站中排水设施是亟需要解决的问题。在设计的时候在气化撬基础承台设计出一定的坡度，并且在其四周挖设排水渠，以保证在积霜融化或者用水除霜的时候能及时将水排出，以免积水影响作业，出现不必要的故障。
2.2 防雷防静电设计
同消防措施一样的，液化天然气是易燃易爆的高度危险品，设计LNG瓶组站还需要十分注意防雷防静电。LNG瓶组站内的建筑物根据相关规范和标准归属为第二类防雷建筑物，必须设计有相关的防雷防静电的接地和感应措施等，具体包括防直击雷接地、电气工作接地、电气保护接地、防静电、防雷电感应等。 2.3 气化器选型
气化器是LNG气化撬的主要设备之一，通常采用的是空温式气化器，其选型的主要依据便是液化天然气用户的一般用气量，也就是用户每小时使用的液化天然气的量，取其最大值。因为空温式气化器的热量几乎全部来源于空气，而气化撬又具有通风性能较差的弱势，在运作时就增加了积霜的可能性，积霜是气化器运作时的正常现象，但是却是一大弊端，因为积霜后供气的各方面受到影响，气化的能力也会随之降低，若是积霜过多则容易结成块，块状结构融化速度慢，对气化撬工作的影响持续时间自然较长，出气口因为温度下降的原因，供气安全可靠性降低，造成供气管道网的安全隐患，所以根据用户的实际情况进行气化器选型是十分必要的。
2.3.1 居民和公司用途
这类用户的用气量相对较小，选型的时候由于居民和公司用户较为分散，用气的时间段具有一定的规律性，高峰时段比较集中、持续时间比较短，因此只需要按照一台气化器或者一开一备的一般选型原则即可。若出现特殊情况，解决方案也比较简单、容易实施，主要采取的措施是在速度上利用水来促进积霜融化，保证供气或者开启两台空温式气化器，保证供气量。
2.3.2 工业用途
工业用途的液化天然气通常供应量较大，在选型时，除却考虑其供气量的问题之外还需要考虑工业中作业稳定性的要求，所以选型的时候需要满足这两点需求，由于工业用气量大，积霜的速度也快，若外界温度不高则会影响正常化霜，气化器的气化能力也将受到影响，所以，选型需参照居民和公司最大的用气量，选择的气化器的气化能力要比居民和公司用途的高出三分之一，按照两台气化器以及一开一备的选型原则。
2.4 操作中常出现的问题
①LNG钢瓶是储存液化天然气的主要容器，其质量的高低不仅关系到耐低温隔热的效果，更重要的是，若是质量不过关还可能关系到操作人员的生命和财产安全。除此之外，因为LNG瓶组站大多数的作业是在低温环境中运行的，所以还需要小心低温伤害，在操作过程中必须穿着专业工作服以及佩戴专用的手套。
②鉴于打开阀门开始供气的时候产生的气流冲击对流量计可能产生的损伤的情况，团剂量装置的阀门需要缓慢开启，完全开启前仅开启一小部分，注意压力表的变化，在管道的气压平衡后方能完全开启。
③而安全阀为了保证其正常运行，需要长期开启根部的阀门，而旁通阀则在大部分时间中里都处于关闭状态，只在人工操作时开启，而在停止作业的时候则在确保关闭所有进口阀门后方能开启放空阀。
3 结 语
近年来，世界对能源需求的加大也提高了对能源站的开发要求。液化天然气因为其特有的属性在众多能源中脱颖而出，成为新世纪的能源“新宠”，装置的设计、LNG瓶组站的设计以及液化的流程工艺都成为重点研究对象，因此对LNG瓶组站设计中出现的问题进行探析是具有现实意义的。
参考文献：
[1] 郝君第.浅谈LNG瓶组站设计中的几个问题[J].城市建设理论研究，2012，（9）：37-39.
[2] 杨伟波.几种LNG 供气形式在城镇中的应用[J].城市燃气，2009，（1）：31-33.
[3] GB 50058-92，爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范[S].
[4] GB 50028-2006，城镇燃气设计规范[S].
关键词：液化天然气；LNG；瓶组站设计
中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）11-0166-02
液化天然气（Liquified Natural Gas，简称LNG）是经过压缩、冷却的天然气，因为其无色、无味、无毒又无腐蚀性等特点，在世界范围内被承认为至今为止地球上最干净的能源，因而受到国内外市场的追捧和青睐。从20世纪40年代美国建成世界第一套LNG装置后，液化天然气生产、存储运输等技术于20世纪60年代得到迅猛的发展。而后世界各地相继组建了诸多大规模的LNG瓶组站。我国于20世纪60年代引入液化天然气后，在四川、吉林、陕北、天津、哈尔滨等地区都建有液化天然气装置。虽然在过去的半个世纪里，LNG的研究得到了长足的发展，但是在LNG瓶组站设计中依旧存在着一些问题。
1 LNG瓶组站
1.1 概念
LNG瓶组站作为液化天然气最重要的供气设施，主要采用钢瓶进行供气，在我国的瓶组站中使用的供气设备大部分是LNG气化撬，其所具有的功能比较全面，包括气化、调压、计量、加臭等一系列的多项功能，在设计生产的时候更加简单方便，也节省了更多的劳动力，同时也节约了生产成品所需的时间，间接地减少了生产的成本。除此之外，LNG瓶组站还具有诸多优点，其投入资金少、占地面积小、操作便捷又安全可靠、传输速度快、供气范围广，相对传统装置，其投入产出比较高，因此在国内得到快速发展。
1.2 工艺介绍
1.2.1 设备
主要涉及的设备有LNG钢瓶、瓶组撬和气化撬。
LNG钢瓶是储存液化天然气的载体，其双层瓶身设计耐低温又隔热，方便液化天然气的运输和存储。瓶组撬主要由LNG钢瓶组、瓶组汇管以及阀门构成，节省了瓶组的占地面积。而气化撬是多功能的设备，是现今瓶组站中使用最为广泛的供气设备，包括气化、调压、计量、加臭等一系列的多项功能。
1.2.2 工艺流程
首先，在气化站将液化天然气装进LNG钢瓶内，经专用运输车运至LNG瓶组站，而后经过增压处理压进空温式气化器中，此时液化天然气由液态加热转换为气态，接着需要再次调压、计量、加臭等工序，最后，经管道传输至液化天然气用户使用。具体流程如图1所示。
2 LNG瓶组站工程设计
LNG瓶组站工程设计的范围主要涉及三个分区，设瓶组气化区、回车场以及控制室，主要涉及的领域则包括配电系统、给排水系统、防雷防静电系统等。
2.1 水电及排水设计
2.1.1 配电系统设计
在设计LNG瓶组站的时候，选址的基本原则和LNG气化站相一致，而在配电上的条件也是不容忽视的选址要求，在实际设计的时候由于瓶组站的规模较小，配电常常并不被重视，而是将工作重心过多地倾向于组建LNG瓶组中。首先，在LNG瓶组站的配电系统设计方面要考虑的问题是，将设计图纸细化，标出瓶组站中所有需要用电用水的设备，在敷设电线以及管道的时候，施工更加具体便捷。其次，需要注意的是，在气化撬连接的钢瓶周围是需要配备防爆路灯的，两侧一边一盏，在设计防爆灯的时候其高度和亮度都是有一定技术要求的，能见度要保持在钢瓶的安装和拆换的基本要求范围内。LNG 瓶组站属于 “二级负荷”，电源进线应采用二回路进线并在配电箱处静态转换开关以保证电气设备的正常运行，从而保障场站的安全运营。配电系统主要构成部分就是照明系统和设备用电系统等，要严格参照一定的标准，经过计算各回路的电流等，进行设计安装，保证瓶组站的正常运行。
2.1.2 供水系统设计
而在供水方面，除却要保证LNG瓶组站中的基本日常用水以外，还需要考虑在现实运行过程中可能出现的情况。根据经验，在使用液化天然气的高峰时段，会有积霜，因此就需要用水清洁，这样一来，在设计LNG瓶组站的时候靠近气化撬的位置至少安装一个接水口，以便保证日后在用气高峰期的时候冲去积霜的用水的供应。而液化天然气本身是能源，是高度危险的，易燃易爆，因此消防安全措施是必不可少的一个环节，尤其是在设计预计投入使用持续时间较长的LNG瓶组站的时候，由于要保障其使用寿命，在设计消防设备和选址的时候就需要考虑靠近消防设施的因素。
2.1.3 排水设计
继供水问题之后，排水问题亦是设计时不可忽略的问题之一，但实际情况是，在设计LNG瓶组站的时候，综合各方面的考虑选址相对偏僻，常常没有设计排水系统，而气化撬都是事先安装在基础承台上的，在这样的情况下，气化撬空温式气化器运行过程中产生的积霜融化后的水便没有办法排出，从而产生了积水。另外，在用气高峰时段气化撬空温式气化器中的积霜可以用水进行冲洗，以保证安全稳定地供气，但是在实际建设过程中若是没有排水设施，同样会形成积水，由此可见，在设计LNG瓶组站中排水设施是亟需要解决的问题。在设计的时候在气化撬基础承台设计出一定的坡度，并且在其四周挖设排水渠，以保证在积霜融化或者用水除霜的时候能及时将水排出，以免积水影响作业，出现不必要的故障。
2.2 防雷防静电设计
同消防措施一样的，液化天然气是易燃易爆的高度危险品，设计LNG瓶组站还需要十分注意防雷防静电。LNG瓶组站内的建筑物根据相关规范和标准归属为第二类防雷建筑物，必须设计有相关的防雷防静电的接地和感应措施等，具体包括防直击雷接地、电气工作接地、电气保护接地、防静电、防雷电感应等。 2.3 气化器选型
气化器是LNG气化撬的主要设备之一，通常采用的是空温式气化器，其选型的主要依据便是液化天然气用户的一般用气量，也就是用户每小时使用的液化天然气的量，取其最大值。因为空温式气化器的热量几乎全部来源于空气，而气化撬又具有通风性能较差的弱势，在运作时就增加了积霜的可能性，积霜是气化器运作时的正常现象，但是却是一大弊端，因为积霜后供气的各方面受到影响，气化的能力也会随之降低，若是积霜过多则容易结成块，块状结构融化速度慢，对气化撬工作的影响持续时间自然较长，出气口因为温度下降的原因，供气安全可靠性降低，造成供气管道网的安全隐患，所以根据用户的实际情况进行气化器选型是十分必要的。
2.3.1 居民和公司用途
这类用户的用气量相对较小，选型的时候由于居民和公司用户较为分散，用气的时间段具有一定的规律性，高峰时段比较集中、持续时间比较短，因此只需要按照一台气化器或者一开一备的一般选型原则即可。若出现特殊情况，解决方案也比较简单、容易实施，主要采取的措施是在速度上利用水来促进积霜融化，保证供气或者开启两台空温式气化器，保证供气量。
2.3.2 工业用途
工业用途的液化天然气通常供应量较大，在选型时，除却考虑其供气量的问题之外还需要考虑工业中作业稳定性的要求，所以选型的时候需要满足这两点需求，由于工业用气量大，积霜的速度也快，若外界温度不高则会影响正常化霜，气化器的气化能力也将受到影响，所以，选型需参照居民和公司最大的用气量，选择的气化器的气化能力要比居民和公司用途的高出三分之一，按照两台气化器以及一开一备的选型原则。
2.4 操作中常出现的问题
①LNG钢瓶是储存液化天然气的主要容器，其质量的高低不仅关系到耐低温隔热的效果，更重要的是，若是质量不过关还可能关系到操作人员的生命和财产安全。除此之外，因为LNG瓶组站大多数的作业是在低温环境中运行的，所以还需要小心低温伤害，在操作过程中必须穿着专业工作服以及佩戴专用的手套。
②鉴于打开阀门开始供气的时候产生的气流冲击对流量计可能产生的损伤的情况，团剂量装置的阀门需要缓慢开启，完全开启前仅开启一小部分，注意压力表的变化，在管道的气压平衡后方能完全开启。
③而安全阀为了保证其正常运行，需要长期开启根部的阀门，而旁通阀则在大部分时间中里都处于关闭状态，只在人工操作时开启，而在停止作业的时候则在确保关闭所有进口阀门后方能开启放空阀。
3 结 语
近年来，世界对能源需求的加大也提高了对能源站的开发要求。液化天然气因为其特有的属性在众多能源中脱颖而出，成为新世纪的能源“新宠”，装置的设计、LNG瓶组站的设计以及液化的流程工艺都成为重点研究对象，因此对LNG瓶组站设计中出现的问题进行探析是具有现实意义的。
参考文献：
[1] 郝君第.浅谈LNG瓶组站设计中的几个问题[J].城市建设理论研究，2012，（9）：37-39.
[2] 杨伟波.几种LNG 供气形式在城镇中的应用[J].城市燃气，2009，（1）：31-33.
[3] GB 50058-92，爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范[S].
[4] GB 50028-2006，城镇燃气设计规范[S].