2×50000m 3 液化天然气储罐及油品库区工程设计
发布时间：2021-07-27 03:57
目前我国天然气市场飞速发展,天然气消耗量日益增多,预计至2025年我国天然气年需求量将超过2000×105m3。巨大的天然气需求量导致传统的天然气气柜储存已经不能满足我国天然气的需求。天然气液化后,其体积可缩小到常温常压下天然气体积的1/600,以LNG的形式来储存天然气具有巨大的潜力与可行性。本研究针对华中地区进行LNG储罐的工艺设计以及油储库区的工艺设计。该库区包含2台五万方LNG储罐,14台3000 m3汽油储罐以及12台3000 m3柴油储罐,总吞吐量（周转量）达108.34 t/a。该工艺设计包括整体技术方案设计、设备选型、安全分析、投资估算及财务评价。其中工艺设计包括产品方案设计、工艺方案设计、设备选型设计及自动控制。通过HYSYS软件模拟验证了本设计流程的可行性。通过PHAST软件对池火热辐射距离和蒸汽云范围进行模拟,模拟结果显示本次设计的总图和LNG罐区平面布置方案合理。
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卸载管线的保冷示意图
合肥工业大学专业硕士研究生学位论文11图2.4BOG再冷凝工艺示意图Fig2.4BOGrecondensationprocessdiagram①BOG直接换热再冷凝工艺直接换热流程较多应用于LNG接收站中。各装置产生的LNG蒸发气汇入总管后，输送至BOG压缩机，增压后的BOG与罐内泵输送过来的低压LNG按照一定的比例进行混合，在再冷凝器中进行换热，此时蒸发气被液相LNG所带的冷量进行冷凝，随后与LNG混合通过高压泵输送至汽化器后气化再外输至下游天然气用户。此流程的特点是，不需要额外的冷量，可以处理大量的BOG。相对于BOG压缩机直接压缩而言，所需要的能耗少。且下游天然气用户的需求量较大，可连续运行。相对于其他流程而言，该流程的操作性更优。②BOG间接换热再冷凝工艺该工艺与直接换热再冷凝工艺最大的区别在于，BOG与LNG的换热过程并不是采用直接对流换热方式，而是在换热器中进行换热。过冷的LNG或其它制冷剂等在换热器中将冷量传输给BOG，从而使得BOG再液化成为LNG。BOG液化成LNG后，同样也有两种处理方式：一种是返回LNG储罐，另一种是通过高压泵外输再气化至下游天然气用户。（4）BOG深冷工艺设计及模拟考虑到目前BOG压缩机技术已经成熟，压缩机进口温度能够达到BOG进口温度要求，因此，本论文在BOG先压缩后冷凝的基础上设计了一套BOG深冷工艺，换热方式为间接换热再冷凝。利用HYSYS进行了仿真模拟，模拟计算结果显示该套工艺流程能够实现BOG直接压缩并冷凝。BOG的来源主要有储罐和管道热损、潜液泵工作、LNG装车和进料以及大气压变化等。为了简化，本次流程模拟时将储罐热损外的BOG来源气体汇总后，再与储罐BOG汇合。BOG气体汇总后经缓冲罐至BOG压缩机增压，再经过冷凝器降温，再通过节流阀降温，随后通
合肥工业大学专业硕士研究生学位论文12过闪蒸罐进行闪蒸，液相管线进入到LNG储罐中进行喷淋，一方面增加了LNG的回收，同时还可以降低储罐温度，从而减少因储罐热损带来的BOG量。气相管线返回至压缩机入口，再继续深冷，最终实现了BOG的回收。该流程在HYSYS软件中的模拟如图2.5所示。图2.5BOG深冷工艺流程Fig2.5BOGcryogenicprocess由于在不同工况下，产生的BOG量不一致，因此可以按照以下工况分别进行模拟。本次设计了4种工况。工况分类详见表2.4。各种工况的BOG产生量的计算详见本文3.3节的内容。详细模拟仿真物流数据见附录1~4。仿真结果显示，该流程满足现场实际需求，通过气相管线的循环，既实现了BOG的冷凝回收，同时又实现了LNG储罐的降温，减少了BOG的产生量。表2.4模拟工况一览表Tab2.4Listofsimulatedconditions案例编号是否进行船卸载是否进行槽车装载A是是B是否C否是D否否2.1.4LNG装车工艺本次设计中LNG槽车装载时间按照12小时/天设计，最大装车速率为60m3/h。槽车运输工作日按照354天考虑。每辆车作业时间按照80min设计，主要考虑过程有：释放静电和初始计量（5分钟）、连接装载臂（5分钟）、冷却（15分钟）、装载（50分钟）和断开装载臂（5分钟）。本次设计中LNG罐区的装车撬为16个。来自LNG储罐的LNG由4台液下泵输至装车站，由16个装车撬（每个装车撬包括一根液相臂、一根气相臂、质量流量计、阀门、控制系统等）装至槽车（容量为50m3，充装率0.9）。每个装车撬最大装载速率为60m3/h。开始装载前，槽车储罐压力与回气总管（BOG总管）平衡后泄压，并保持比LNG储罐操作压力稍高的压力，LNG的装载速率由安装在每
本文编号：3305028
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卸载管线的保冷示意图
合肥工业大学专业硕士研究生学位论文11图2.4BOG再冷凝工艺示意图Fig2.4BOGrecondensationprocessdiagram①BOG直接换热再冷凝工艺直接换热流程较多应用于LNG接收站中。各装置产生的LNG蒸发气汇入总管后，输送至BOG压缩机，增压后的BOG与罐内泵输送过来的低压LNG按照一定的比例进行混合，在再冷凝器中进行换热，此时蒸发气被液相LNG所带的冷量进行冷凝，随后与LNG混合通过高压泵输送至汽化器后气化再外输至下游天然气用户。此流程的特点是，不需要额外的冷量，可以处理大量的BOG。相对于BOG压缩机直接压缩而言，所需要的能耗少。且下游天然气用户的需求量较大，可连续运行。相对于其他流程而言，该流程的操作性更优。②BOG间接换热再冷凝工艺该工艺与直接换热再冷凝工艺最大的区别在于，BOG与LNG的换热过程并不是采用直接对流换热方式，而是在换热器中进行换热。过冷的LNG或其它制冷剂等在换热器中将冷量传输给BOG，从而使得BOG再液化成为LNG。BOG液化成LNG后，同样也有两种处理方式：一种是返回LNG储罐，另一种是通过高压泵外输再气化至下游天然气用户。（4）BOG深冷工艺设计及模拟考虑到目前BOG压缩机技术已经成熟，压缩机进口温度能够达到BOG进口温度要求，因此，本论文在BOG先压缩后冷凝的基础上设计了一套BOG深冷工艺，换热方式为间接换热再冷凝。利用HYSYS进行了仿真模拟，模拟计算结果显示该套工艺流程能够实现BOG直接压缩并冷凝。BOG的来源主要有储罐和管道热损、潜液泵工作、LNG装车和进料以及大气压变化等。为了简化，本次流程模拟时将储罐热损外的BOG来源气体汇总后，再与储罐BOG汇合。BOG气体汇总后经缓冲罐至BOG压缩机增压，再经过冷凝器降温，再通过节流阀降温，随后通
合肥工业大学专业硕士研究生学位论文12过闪蒸罐进行闪蒸，液相管线进入到LNG储罐中进行喷淋，一方面增加了LNG的回收，同时还可以降低储罐温度，从而减少因储罐热损带来的BOG量。气相管线返回至压缩机入口，再继续深冷，最终实现了BOG的回收。该流程在HYSYS软件中的模拟如图2.5所示。图2.5BOG深冷工艺流程Fig2.5BOGcryogenicprocess由于在不同工况下，产生的BOG量不一致，因此可以按照以下工况分别进行模拟。本次设计了4种工况。工况分类详见表2.4。各种工况的BOG产生量的计算详见本文3.3节的内容。详细模拟仿真物流数据见附录1~4。仿真结果显示，该流程满足现场实际需求，通过气相管线的循环，既实现了BOG的冷凝回收，同时又实现了LNG储罐的降温，减少了BOG的产生量。表2.4模拟工况一览表Tab2.4Listofsimulatedconditions案例编号是否进行船卸载是否进行槽车装载A是是B是否C否是D否否2.1.4LNG装车工艺本次设计中LNG槽车装载时间按照12小时/天设计，最大装车速率为60m3/h。槽车运输工作日按照354天考虑。每辆车作业时间按照80min设计，主要考虑过程有：释放静电和初始计量（5分钟）、连接装载臂（5分钟）、冷却（15分钟）、装载（50分钟）和断开装载臂（5分钟）。本次设计中LNG罐区的装车撬为16个。来自LNG储罐的LNG由4台液下泵输至装车站，由16个装车撬（每个装车撬包括一根液相臂、一根气相臂、质量流量计、阀门、控制系统等）装至槽车（容量为50m3，充装率0.9）。每个装车撬最大装载速率为60m3/h。开始装载前，槽车储罐压力与回气总管（BOG总管）平衡后泄压，并保持比LNG储罐操作压力稍高的压力，LNG的装载速率由安装在每
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