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LNG调峰设计分析

2022-02-05

1、LNG调峰技术


该技术的原理包括:(1)通过对天然气用户的负荷特征进行分析,在了解需求量变化的基础上,确定需求侧负荷曲线变化;(2)在实现供需平衡的情况下,供应侧的工期曲线是需求侧的负荷曲线;(3)天然气供气负荷由调峰设施以及天然气的气源共同承担;(4)在保证天然气气源供应得到充分利用的情况下,供给量不足的情况将会由调峰设置补充。


期间通过对用气量进行预测,可进一步提高LNG调峰效果,见公式:


1.png 


式中,Q为任意时间的用气量;K1为一年内不同时间用气不均匀情况;K2为一个月内每日用气不均匀情况;K3为一天内每个小时的用气不均匀情况;Qr为上一年的用气量;φ为增长率。


2、调峰流程


(1)设计思路。在调峰流程的设计中,要确保天然气气源能够稳定的供应天然气,但是考虑到不同城市用户对于天然气的需求特征进行分析,且稳定的气源难以确保用户在气高峰的情况下提供充足天然气,且不能在用户的用气低谷中节省天然气,因此为了能够解决该问题,需要经过LNG调峰系统,将低谷期的天然气气源储存起来,而当气源供气无法满足用户需求时,LNG能够补充用气,最终实现调峰的目的。


(2)设计方案的实现。在调峰方案设计中,为确保原料天然气在后续的低温环节不会堵塞管道、阀门及设备,因此气体中的杂质需要经预处理净化后,才能满足下一阶段的使用要求。为实现该设计方案,当天然气通过分子筛纯化系统之后,过滤掉其中的相关杂质,如二氧化碳、苯等并进入液化器中。本文选择了高跷板式液化器,该装置的主要功能就是换热,确保经过处理后的天然气快速降温至标准温度下。而为避免疑问温度差异常可能引发流体分配不均匀问题,可在现有系统的基础上增设气液分离器装置;通过该装置能够产生相对恒定的压力与少量闪蒸气,该闪蒸气会经过节流阀完成降温,此时调整一级节流阀,确保这部分降温的闪蒸气依然维持着气相的状态,使流体得到有效分配。当闪蒸气经过液化器之后,可以提供适当的冷量完成纯化处理过程,最终并入管网。在该系统中,第二股天然气会经过分子纯化装置的处理后,经吸附作用完成处理后直至冷却,在膨胀机的作用下恢复正常的形态与温度;在膨胀结束之后,天然气返回液化器装置并完成复热;复热后可做增压端的增压,冷却后经分子纯化系统排入管网中。


3、液化设备


在城市燃气调峰设计中,主要的调峰设备包括:(1)高压板翘式换热器。该装置的主要功能是通过高效率的换热为天然气液化提供充足的能量;(2)过冷器。过冷器的主要功能是强化系统的制冷效果,确保燃气经冷凝器后可以被送至节流装置中并完成制冷;(3)高压膨胀机。该装置是整个液化系统的关键,在燃气液化过程中能够提供充足的冷量,具有动力消耗小的优势,能够提供充足的循环制冷效果。


液化设备主要以高效膨胀制冷液化工艺为主,其技术特征体现为:(1)经过膨胀制冷循环后,能够节省运输、储存等环节制冷剂所产生的费用,装置的操作便捷,效率更高。(2)本系统中所需要的动设备更少,因此能够降低早期的投资成本;同时所选择的高效翘板式换热器,具有更理想的换热效率,且储气量更大。(3)装置系统依靠二次节流的功能,有助于降低节流压力,并控制主换热器冷却温差,可提高液化率、降低冷量损失。


现阶段城市燃气调峰设计师满足城市用气需求的关键,为了能够更好的解决用气问题,相关人员需要充分了解各类调峰技术的特征并进行技术设计。从长远角度来看,基于LNG的调峰技术满足未来城市用气需求,因此相关人员需要进一步优化LNG调峰设计方案,最终为提高供气能力奠定基础。


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