用于城市燃氣搶修的移動式LNG應急裝置

    隨著液化天然氣(LNG)供應渠道和供應量的迅速增長，用于城市管道燃氣常規氣源、管輸天然氣過渡氣源、城市天然氣調峰與應急氣源、LNG汽車加氣、LNG中轉儲存、LNG灌裝等功能的城鎮LNG站的建設也得到了快速發展。在此基礎上，類似于液化石油氣管道供氣的模式，結合具有LNG灌裝功能的城鎮LNG站，一些城市還出現了小區或工商業用戶的LNG瓶組氣化站供氣。這些LNG站的儲存、氣化和供氣設施都固定在一個地點，固定向某個區域供氣或提供調峰與應急氣源，但不能對管網系統局部應急供氣。

    城市實現管道天然氣供氣以后，管道系統停氣搶修的情況將會越來越多，停氣會給居民用戶的生活和重要公共設施的供氣帶來很多影響。由于天然氣和液化石油氣不具有互換性，天然氣管網一旦停氣，用戶無法采用其他氣源替換，為此，深圳市結合自身實際提出了利用CNG儲罐橇裝車和LNG瓶組橇裝車作為應急氣源的方案。當城市的某個小區或工商業用戶，甚至是小區內的某根立管需要停氣搶修時，非常需要有反應快速、運輸方便的中小型應急供氣裝置來保障供氣。

    我公司現有一座LNG應急站作為城市天然氣供氣的調峰與應急氣源，站內具有LNG鋼瓶的灌裝功能。為了保證居民、重要公建用戶和部分小型公建用戶的應急供氣，減少停氣事故造成的影響，我公司決定根據嘉興市區天然氣供應的現狀，結合現有條件，在LNG瓶組氣化站的基礎上，開發移動式LNG應急裝置，在局部范圍因搶修或維護需要停氣時，能及時提供天然氣供應。該移動式應急裝置應能安全靈活地被運送到需要臨時供氣的地點，并能安全快捷地與供氣管道進行連接。從以往維修停氣和事故停氣的情況看，少到幾戶居民用戶、多到上千戶居民用戶的停氣都有可能發生。根據浙江省用戶事故管理規定和我市小區供氣現狀，為體現快速靈活的特點，擬開發兩種規模的供氣裝置，其中小型裝置能直接接入用戶的立管，中型裝置同時具備中壓和低壓接入供氣管道的功能，以有效減少用戶停氣。

    根據上述開發思路，我公司提出了分別開發10m³／h和300 m³／h兩種規模的移動式LNG應急裝置的方案，并對兩套裝置的配置提出了具體的要求。

    小型應急裝置的規模為10 m³／h。系統由3部分組成，分別是LNG鋼瓶、氣化裝置、調壓裝置，特點是小巧輕便，主要適用于小區內立管的臨時供氣。應急使用時，3部分裝置分別運到使用現場，簡單組合連接后即可投入使用。各裝置具體要求如下：

    ①LNG鋼瓶：為標準的175 L鋼瓶，配備手推車以方便運輸。配1根2 m長的LNG用不銹鋼軟管，一端用于與鋼瓶連接，另一端為DN 15 mlTl的不銹鋼法蘭接口，用于與氣化裝置連接；軟管設計壓力為1.4 MPa。

    ②氣化裝置：氣化能力為10 m³／h。采用微型的LNG空溫式氣化器，由若干支翅片并聯組成，翅片長度控制在1 m左右，結構緊湊，方便手提；兩端接口均為DN 15 mm的不銹鋼法蘭接口。配l根2 m長的低溫不銹鋼軟管，兩端均為DN 15 mm的不銹鋼法蘭接口。氣化裝置及軟管設計壓力為1.4MPa。多備幾套裝置，必要時可以多套串聯氣化升溫，避免供應用戶的天然氣溫度偏低。

    ③調壓裝置：按常溫單路調壓設計，次高壓到低壓一級調壓，流通能力≥10 m³／h。為減輕裝置重量和簡化結構，可以不設旁通和前后控制閥門；調壓裝置的進口采用DN 15 mm不銹鋼法蘭連接，出口為DN 25 mm螺紋接口，配1根2 m長DN 25 mm的螺紋連接不銹鋼軟管。調壓器前加裝過濾器，調壓前后各留一個壓力表接口，并配相應的控制閥門，用于在供氣時測量供氣壓力，確保供氣安全。調壓前后各設一個放空接口，并配相應的控制閥門，供氣開始前先對臨時供氣系統進行置換，避免用氣安全事故。調壓后設安全放散閥，防止戶內管道超壓而引起事故。調壓前管道系統的設計壓力為1.4 MPa。調壓后設計壓力為2．5 kPa，調壓器選型應考慮今后能較方便更換。整個裝置要求連接可靠，充分固定，方便手提。

    ④  由于應急裝置是偶而使用的，一旦某個部件生銹不能正常使用，將對應急供氣產生致命的影響，為此要求整個系統全部使用不會產生腐蝕的材料如不銹鋼、銅、鋁等，所有法蘭墊片的規格也要求統一，并適當多配，以方便更換。

    ⑤關于天然氣加臭，由于應急系統為臨時使用，供氣規模小，且用戶用氣不連續，無論采用人工加臭還是自動加臭都難以保證實現規定的加臭效果，因此該系統不考慮加臭功能。

    中型應急裝置的規模為300 m³／h。系統由兩部分組成，分別是LNG鋼瓶、氣化調壓裝置。中型應急裝置的供氣規模較大，裝置本身也相對較為龐大，裝卸必須采用適當的起重機械，結構上還要方便利用各種搶修車輛進行運輸。應急使用時，兩部分裝置分別用車輛運送到使用現場，經管道連接后即可投入使用。各裝置具體要求如下：

    1 LNG鋼瓶：為標準的410 L鋼瓶；配1根2m長LNG用不銹鋼軟管，一端與鋼瓶連接，另一端為DN 25 mm的不銹鋼法蘭接口，用于與氣化裝置連接；軟管設計壓力為1.4 MPa。

    ②氣化調壓裝置：LNG氣化器設計氣化能力為300 m³／h，調壓前設計壓力為1.4 MPa，調壓后分中、低壓兩路出口，中壓出口壓力為0.35 MPa，低壓出口壓力2.5 kPa，兩路出口的調壓供氣能力均滿足300 m³／h的流量要求。裝置應結構緊湊、堅固，能安全方便地吊裝或鏟送到運輸車上，并能較可靠地在運輸車上臨時固定(綁定)，以確保運輸安全；裝置的結構尺寸按1.5 t平底欄板貨車裝運考慮，原則上****寬度為1.7 m，****長度不超過3 m³總高度不超過2 m。調壓部分宜垂直布置，以減少對平面的占用。氣、液相的進出口均布置在整個裝置的一端，以減少應急裝置使用時對道路通行的影響并保證運行安全。設3個DN 25 mm液相法蘭進口，2用l備。中、低壓出口均可只設1個，法蘭連接，中壓出口公稱直徑≥50 mm，低壓出口公稱直徑≥80mm。調壓前和兩個出口處各設測壓及放空口1個，并配相應的控制閥門，用于系統的置換。次高壓一中壓調壓前裝設溫度計，用于i貝0量和控制氣態天然氣的溫度，避免低溫氣體破壞調壓設備。次高壓一中壓和中壓一低壓調壓均宜考慮1用1備，調壓器

選型應有超壓切斷或超壓放散功能，并考慮今后能較方便更換。配中、低壓出口軟管各1根，每根長5 m。

③關于天然氣計量和加臭，由于應急系統的供氣量通常不穩定，采用人工加臭難以保證加臭效果，宜采用自動加臭，此時的流量計可以增加在次高壓一中壓調壓器后，而加臭機加臭接口分別接到天然氣的中、低壓出口處，并加控制閥門。實際使用時，根據中壓供氣或低壓供氣方式，關閉其中一路加臭接口，另一路由流量計控制進行自動加臭。無論采用人工加臭還是自動加臭，整個裝置會更大，不便于運輸，并且長期不用的計量和加臭裝置在應急情況下能否即時發揮作用也難以肯定。因此盡管增加天然氣計量和加臭功能并不難，增加的費用也有限，但我公司的的方案中沒有考慮計量和加臭功能。

4         結語