??? 《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》(GB 50028—2006)第9.4.13條規(guī)定：儲罐進出液管必須沒置緊急切斷閥，并與儲罐液位控制連鎖。

??? 根據(jù)本條要求，在儲罐上必須設(shè)置可以信號遠傳的檢測儲罐液位的儀表設(shè)備，并必須在儲罐進出液管上設(shè)置可實現(xiàn)遠程控制的緊急切斷閥。在LNG氣化站設(shè)計中，這種緊急切斷閥一般選用氣動長軸緊急切斷閥。由于LNG屬于超低溫介質(zhì)，直接測量液位無法實現(xiàn)，因此通常的做法是選用隔爆型差壓變送器測得儲罐內(nèi)上下液位的靜壓差，然后根據(jù)LNG的密度來計算LNG儲罐內(nèi)液位的高度。

??? 以150m³的LNG儲罐為例。根據(jù)LNG儲罐參數(shù)，公稱容積為150m³的LNG儲罐，其幾何容積為157.9m³，最大充裝系數(shù)為0.95，該儲罐的最大充裝量為142.5m³。在卸車過程中，當儲罐內(nèi)工作壓力下LNG體積達到最大充裝量時就必須關(guān)閉進液氣動閥。此過程可以由人工來完成，通過觀察液位計的指示值，在液位達到上限時就關(guān)閉進液閥。這樣設(shè)計就無法避免觀測誤差、計算誤差、操作時間差等多方面因素所帶來的偏差，使系統(tǒng)的安全性大打折扣，也無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。如果能用儀表來代替操作工，把人眼的功能改成液位變送器來實現(xiàn)，把人腦的功能用控制系統(tǒng)代替，那么不僅能減輕操作工的勞動強度，而且可以提高控制系統(tǒng)的速度和準確度。把變送器檢測到的液位信號轉(zhuǎn)換為4～20mA的標準信號，傳送至控制器，通過控制器與設(shè)定值進行比較，液位值大于等于設(shè)定值時就輸出信號切斷儲罐進液氣動閥，停止儲罐進液，從而實現(xiàn)規(guī)范要求的連鎖切斷功能。

??? 儲罐內(nèi)膽工作在超低溫環(huán)境中，如果儲罐內(nèi)沒有LNG，就會使儲罐內(nèi)膽的溫度上升，下次重新充裝LNG時就需要預(yù)冷。為了避免儲罐內(nèi)膽溫度的頻繁變化，控制系統(tǒng)還需要設(shè)置儲罐的低液位報警，當儲罐液位低于總?cè)莘e的10%對應(yīng)的液位時要發(fā)出報警信號，提示操作人員及時切斷儲罐出液閥，將其他儲罐投入運行。

??? 從儲罐流出的LNG進入空溫式氣化器，空溫式氣化器將LNG液體與空氣進行換熱而達到氣化的目的。環(huán)境溫度及氣候條件就成為影響設(shè)備運行狀態(tài)的關(guān)鍵因素。環(huán)境溫度變化無常，晴天和陰天不一樣，冬天和夏天不一樣。一旦空溫式氣化器投入運行，整個氣化器的溫度便會下降，在LNG入口處的溫度會比環(huán)境溫度低很多，這樣與設(shè)備接觸的空氣中的水分就會凝結(jié)，隨著空溫式氣化器投入運行時間的增加，氣化器上凝結(jié)的水會進一步降溫，導(dǎo)致結(jié)冰。這樣隨著時間的推移，空溫式氣化器的結(jié)冰面積不斷增大，影響氣化器的傳熱效果，導(dǎo)致其氣化能力下降，出口氣體溫度降低。為了系統(tǒng)的安全，空溫式氣化器出口氣體溫度不能過低。

???實際的環(huán)境溫度變化、設(shè)備結(jié)冰情況等多方面的因素，都無法用確切的數(shù)據(jù)來衡量。這種實際情況與設(shè)計狀態(tài)的差別，使我們無法確定氣化器出口氣體溫度。為了保證LNG氣化站的安全，就必須保證空溫式氣化器時刻工作在正常狀態(tài)，其出口氣體溫度必須在規(guī)定的范圍內(nèi)。為了滿足這一要求，可以在空溫式氣化器的出口和入口設(shè)置一套溫度檢測報警連鎖系統(tǒng)，即在空溫式氣化器出口管道上設(shè)置溫度檢測儀表，在空溫式氣化器進液口設(shè)置緊急切斷閥，并將溫度報警信號與緊急切斷閥連鎖。一方面可以隨時監(jiān)視空溫式氣化器的工作狀態(tài)，當出現(xiàn)不正常情況時發(fā)出報警信號；另一方面也可以在空溫式氣化器出口氣體溫度低于設(shè)定值時輸出信號，連鎖切斷儲罐出液氣動閥，停止供氣。

??? 雖然空溫式氣化器都有其工作狀態(tài)參數(shù)和氣化能力，但是生產(chǎn)廠家也無法保證空溫式氣化器的出口氣體溫度，只能保證設(shè)備在輸出流量最大時，其出口氣體溫度盡可能地接近環(huán)境溫度。因此在設(shè)計時，考慮到設(shè)備運行的安全性，通常要根據(jù)氣化站的室外極端最低溫度來確定氣化器出口氣體溫度的報警設(shè)定值。如果極端最低溫度比較低，為了保護下游設(shè)備的安全，這個溫度設(shè)定值也不應(yīng)低于下游設(shè)備及管材正常工作時的最低承受溫度。

??? 例如某地的室外極端最低溫度為-10℃，空溫式氣化器出口氣體設(shè)計溫度比環(huán)境溫度低5℃。在這種條件下，正常工作的空溫式氣化器出口氣體溫度就應(yīng)當在-15℃以上。這里條件中環(huán)境溫度是一個極限情況，而且空溫式氣化器也是工作在最大負荷下，因此在實際情況下，空溫式氣化器出口溫度就應(yīng)當比-15℃要高。在設(shè)計的時候，我們通常要把各種不利因素都考慮進去，還考慮一定的余量，將出口氣體溫度的報警設(shè)定值設(shè)置為比環(huán)境溫度低8～10℃。按照上面例子中的環(huán)境條件，空溫式氣化器出口溫度報警設(shè)定值應(yīng)為-18～-20℃，即當空溫式氣化器出口氣體溫度低于-20℃時，就可以斷定該空溫式氣化器已經(jīng)不在正常工作狀態(tài)了，可能是由于空溫式氣化器結(jié)冰太厚或是其他原因，導(dǎo)致其傳熱能力下降而不能滿足正常工作需求，需要進行安全保護。這時為了保證LNG氣化站的供氣安全，控制器就要輸出信號切斷空溫式氣化器進液氣動閥，停止該空溫式氣化器的工作。

??? 如果由于環(huán)境因素導(dǎo)致空溫式氣化器出口氣體溫度過低，不能滿足下游沒備安全運行的要求，就需要對其進一步加熱。常用的設(shè)備是水浴式加熱器，通過低溫天然氣與熱水進行換熱，以提高天然氣溫度?？梢栽O(shè)置一套溫度控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)由水浴式加熱器、溫度變送器、溫度控制器、變頻器、熱水鍋爐和熱水循環(huán)泵等組成。其目的是保持水浴式加熱器出口氣體溫度恒定，減少資源浪費。其中熱水鍋爐提供恒溫熱水，熱水循環(huán)泵提供熱水在系統(tǒng)中循環(huán)的動力，變頻器改變熱水循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速。當來自空溫式氣化器的天然氣溫度或流量改變時，會導(dǎo)致水浴式加熱器的出口氣體溫度發(fā)生變化，溫度變送器測得溫度的變化，將此信號送至溫度控制器。溫度控制器將測量值與設(shè)定值進行比較，然后根據(jù)偏差信號進行運算后，將控制指令發(fā)送給變頻器，變頻器接到信號后會改變對循環(huán)泵的輸出電源頻率，從而改變熱水循環(huán)系統(tǒng)的熱水流量，以維持水浴式加熱器的出口氣體溫度。

??? 由于天然氣屬易燃易爆氣體，為了避免天然氣泄漏事故的發(fā)生，在生產(chǎn)區(qū)內(nèi)可能發(fā)生天然氣泄漏的位置應(yīng)設(shè)置燃氣泄漏報警器，實時監(jiān)測環(huán)境空氣中的可燃氣體濃度。當環(huán)境空氣中可燃氣體濃度超過設(shè)定值時，將報警信號遠傳至控制室，發(fā)出聲光報警，提示操作人員采取相應(yīng)的緊急措施。為了下游用戶的用氣安全，還需要設(shè)置自動加臭系統(tǒng)，以方便用戶及早發(fā)現(xiàn)天然氣的泄漏，避免事故發(fā)生。

??? 雖然控制系統(tǒng)越來越智能化，儀表及控制器也越來越先進，但是LNG氣化站的安全運行不能單憑可靠的控制系統(tǒng)。在LNG氣化站設(shè)計中，合理進行功能分區(qū)，將生產(chǎn)區(qū)、輔助區(qū)合理分開；選擇與防爆等級相適應(yīng)的儀表及設(shè)備，保證站區(qū)供電系統(tǒng)的安全可靠性；在運營過程中對站內(nèi)工作人員進行定期培訓(xùn)，使其了解LNG特性及可能產(chǎn)生的危害和影響，了解防護用品的作用及正確使用方法；編制事故應(yīng)急處理預(yù)案等，都可以為LNG氣化站的安全運營提供不同方面的安全保障。

[1] 朱昌偉，馬國光，李剛.LNG氣化站的安全設(shè)計[J].煤氣與熱力，2007，27(7)：20-23.

[2] 吳創(chuàng)明.LNG氣化站工藝設(shè)計與運行管理[J].煤氣與熱力，2006，26(4)：1-7.

[3] 趙淑君，朱萬美，王麗娟.LNG的應(yīng)用與氣化站設(shè)計的探討[J].煤氣與熱力，2005，25(8)：36-38.