文章來源：泰山燃?xì)?/span> 

隨著山東省十三五天然氣發(fā)展規(guī)劃，LNG汽車加氣站在我們的生活中日益發(fā)揮著重要作用，在其設(shè)計施工過程中，必須深入分析和探究每一個環(huán)節(jié)，大力推廣并引入新材料、新工藝和新技術(shù)，精細(xì)化設(shè)計，保證LNG加氣站運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性。

1.LNG 加氣站日加氣能力

LNG 加氣站的日加氣能力和儲存規(guī)模設(shè)計應(yīng)綜合考慮服務(wù)車輛的特性、用地紅線以及站外環(huán)境等因素。目前，LNG加氣站服務(wù)對象主要為長途客貨車、公交車、環(huán)衛(wèi)車等，未來隨著LNG 技術(shù)的發(fā)展和加氣網(wǎng)點逐漸成熟，服務(wù)對象也將延伸至出租車甚至小轎車。根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗及相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，各類LNG車輛的日加氣量可根據(jù)各類車型日行駛里程的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，并應(yīng)根據(jù)加氣站的設(shè)計使用年限預(yù)留一定的發(fā)展空間；每輛車加氣時間按3～5 min 計算較合適。

2.總圖布置

加氣站總圖布置需因地制宜，實現(xiàn)交通組織和工藝布置的最優(yōu)。

首先是交通組織，由于加氣車輛進(jìn)入加氣位比離開加氣位要費時費力得多，而且加氣高峰期容易形成排隊等候的現(xiàn)象，因此總圖布置應(yīng)優(yōu)先確保入口處車輛有足夠的轉(zhuǎn)彎半徑和排隊等候的空間。

其次是工藝布置，根據(jù)生產(chǎn)工藝和運(yùn)營管理的需要，LNG 加氣站站區(qū)一般由生產(chǎn)區(qū)( 儲存區(qū)、加氣區(qū)) 和輔助區(qū)( 站房、衛(wèi)生間等) 組成。儲存區(qū)主要有防護(hù)堤、LNG 儲罐和潛液泵橇，加氣區(qū)則由罩棚及加氣機(jī)組成；站房根據(jù)運(yùn)營管理的需要可設(shè)置營業(yè)室、辦公室、值班室、配電間、控制間等。

根據(jù)LNG 加氣站設(shè)計及現(xiàn)場運(yùn)營的經(jīng)驗，當(dāng)生產(chǎn)區(qū)( 儲存區(qū)、加氣區(qū)) 和輔助區(qū)( 站房、衛(wèi)生間等) 分開布置時，總圖布置應(yīng)考慮：（1）生產(chǎn)區(qū)宜整體靠近出口側(cè)，以保證足夠的入口空間并實現(xiàn)與輔助區(qū)站房的分離；（2）儲存區(qū)和加氣區(qū)應(yīng)相互靠近以減少工藝管道的長度，LNG 泵與加氣機(jī)之間的低溫管不宜超過40 m；（3）宜于儲存區(qū)近出口側(cè)設(shè)置槽車，且車頭朝向出口，以合理布置LNG 槽車的車流組織便于槽車在事故狀態(tài)迅速撤離現(xiàn)場；（4）當(dāng)加氣站用地緊張，沒有條件建設(shè)獨立的加氣區(qū)時，加氣機(jī)可布置于儲存區(qū)的邊緣，這時加氣機(jī)宜平行布置于儲存區(qū)靠近出口的兩側(cè)，為后面的車輛留出一定的停車等候的空間。

3.工藝設(shè)計

LNG 加氣站工藝管道主要分為卸車工藝管道、儲罐與潛液泵橇之間工藝管道、潛液泵橇與加氣機(jī)之間工藝管道三部分。工藝布置很大一部分是低溫工藝管道的設(shè)計，工藝設(shè)備布置應(yīng)在服從總圖布置的前提下，力求管線最短，以減少流體水頭損失，也可減少吸熱量。

以儲罐與LNG 泵池之間的低溫液相管與回氣管( 均為D57×3.5不銹鋼無縫鋼管) 為例，LNG 加氣站設(shè)計中液相工藝管道和氣相工藝管道設(shè)計分析如下：

（1）工藝管道中，液相管道主要用以輸送LNG 物料，氣相管則用于有效排除系統(tǒng)產(chǎn)生的BOG(蒸發(fā)氣) 及平衡壓力，前者應(yīng)注重降低阻力，后者應(yīng)力求有效排除BOG。

（2）LNG 加氣站所用的低溫輸送泵為潛液泵，即泵和電機(jī)整體浸沒在LNG 中運(yùn)行，LNG 對活動件進(jìn)行潤滑并對電機(jī)進(jìn)行冷卻。LNG 從LNG 儲罐經(jīng)液相管自流到泵池中，再通過潛液泵加壓后向外輸送，而泵池產(chǎn)生的BOG 則通過氣相管引回儲罐氣相空間。為保證LNG 可自流到泵池中以及潛液泵所需的氣蝕余量，泵池需位于儲罐的低位，因泵池結(jié)構(gòu)及流體力學(xué)性質(zhì)，穩(wěn)態(tài)時儲罐、泵池及其之間工藝管道的物料物態(tài)等因，其中儲罐氣相空間和泵池氣相空間壓力分別為p和p+pgh。當(dāng)泵池BOG 大量產(chǎn)生時，泵池氣相空間的壓力將升高并導(dǎo)致泵池液位下降，當(dāng)液位降至回氣管管口高度后BOG 從回氣管排至儲罐氣相空間。

（3）液相管的阻力。LNG 的粘度很小，110 K時飽和LNG 的粘度為121.34×10－6 Pa·s( 20 ℃水的粘度為1.005×10－3Pa·s)；LNG 的粘度隨壓力的上升略有升高，當(dāng)110K 的LNG 壓力增至1.0MPa時，其粘度為122.77 ×10－6 Pa·s。按潛液泵340 L/min 的流量由柯列勃洛克公式可算得D57 × 3.5不銹鋼無縫鋼管的沿程阻力系數(shù)λ為0.0199，則單位管長的沿程阻力( 比摩阻) 為715 Pa /m。

（4）在儲罐與潛液泵橇的布置中，可將兩者軸線呈L 型布置，此時不在同一高度的兩個接口之間的工藝管道，均可通過兩個彎頭進(jìn)行連接，從而最大限度地減少彎頭的數(shù)量以降低阻力。

由以上分析可知，在工藝管道設(shè)計時，對可能出現(xiàn)氣液兩相流的管道及重力自流管道應(yīng)給予優(yōu)先考慮。

4.消防設(shè)計

LNG加氣站的儲存區(qū)、加氣區(qū)屬甲類火災(zāi)危險性區(qū)域， LNG 具有低溫、易燃、易爆、易蒸發(fā)、易擴(kuò)散、易產(chǎn)生靜電的物性，應(yīng)根據(jù)LNG 加氣站等級和儲存規(guī)模設(shè)置滅火器、泡沫發(fā)生系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)等，消防系統(tǒng)按滅火劑進(jìn)行劃分主要有干粉、泡沫及消防水等類型。

（1）干粉滅火劑

干粉滅火劑適用于撲滅固體物質(zhì)、油類、可燃性氣體、電氣設(shè)備等物品的初起火災(zāi)，是撲滅高壓力、大流量天然氣火災(zāi)的最有效措施。干粉滅火劑多用于移動式滅火器，其放置位置應(yīng)考慮射程及取用方便，8kg干粉滅火器噴射時間為14～18s，射程為4.5 m; 50 kg 干粉滅火器噴射時間為50～55 s，射程為6～8 m。

（2）泡沫滅火劑

泡沫滅火劑是撲滅可燃、易燃液體的有效滅火劑，它主要是在液體表面生成凝聚的泡沫漂浮層，起窒息和冷卻作用，適用于撲救油脂類、石油產(chǎn)品等初起火災(zāi)，不適用于撲救忌水化學(xué)品和電氣火災(zāi)。10L的泡沫滅火器噴射時間為60s，射程為8 m；65 L的泡沫滅火器噴射時間為170 s，射程為13.5 m。另一方面，當(dāng)LNG 發(fā)生泄漏時，高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)可噴射出大量泡沫覆蓋在泄漏的LNG上面，以減少來自空氣的熱量，有效降低LNG 蒸發(fā)的效率，營造可控的安全氣化環(huán)境，從而降低地面可燃?xì)怏w濃度，降低起火燃燒、爆炸的可能性。

（3）消防水

LNG與水之間有非常高的傳熱系數(shù)，因此當(dāng)泄漏的LNG接觸到水時，LNG 將激烈地吸熱沸騰，并伴隨大的響聲、水霧噴出和LNG 蒸氣爆炸，即“LNG冷爆炸”。另一方面，LNG受到水的沖擊時，將增加LNG 與空氣的接觸面積，使危險性增加。

LNG加氣站的消防水并不用于撲滅明火，而主要用于降溫——吸收和控制火災(zāi)產(chǎn)生的熱量，減輕熱輻射對儲罐和設(shè)備的影響，避免儲罐及設(shè)備因受熱超壓引發(fā)更大災(zāi)害。