CN107906369A - 一种液化天然气接收站铁路外输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液化天然气接收站铁路外输系统,它包括铁路系统、装车与返气系统、氮气系统和排液系统;其中,铁路系统包括敷设至LNG接收站内的铁路专用线以及在铁路专用线运行的铁路罐车;装车与返气系统包括装车管线、返气管线、装车臂和返气臂,装车管线的一端伸入LNG储罐,且与LNG储罐内的装液泵连接,其另一端具有多个并联的分支管路,每一分支管路上均设有装车臂;返气管线的一端伸入LNG储罐内,另一端亦设有多个并联的分支管路,每一分支管路上均设有返气臂;氮气系统用于对装车臂和返气臂进行氮吹,同时,用于对装车臂和返气臂上的旋转接头的连续机械密封;排液系统用于将装车管线内的LNG残液输回至LNG储罐内。

Description

一种液化天然气接收站铁路外输系统
技术领域
本发明涉及一种液化天然气接收站铁路外输系统,属于液化天然气输送技术领域与物流领域。
背景技术
LNG(Liquefied Natural Gas,液化天然气)作为一种广为人知的清洁、高效能源,已经成为了增长最迅速的能源行业之一,成为了全球能源市场的热点。LNG的低温、易气化特性对其储存和运输提出了较高的要求,其运输方式包括LNG船运、公路运输、管道运输。目前,国际大宗LNG贸易运输主要以LNG船为主,LNG工厂和接收站的液态LNG输送大多数由公路槽车运输。
自2006年以来,我国各能源企业开始兴建LNG接收站,为沿海地区天然气的供应与调峰作出了巨大的贡献。LNG接收站分为气态外输和液态外输两种方式,具体工艺流程为,将LNG储罐内的液态LNG通过低压泵泵出后,分为两路,一路经蒸发气压缩机、再冷凝器、高压泵、气化器将LNG气化后通过外输管网输送至气态用户,另一路经装车撬将液态LNG充装至LNG槽车,通过公路输送至下游用户。
因此,基于LNG槽车公路外输灵活和便捷的特点,其一直是传统LNG接收站唯一的液态输送方式,我国已经成为世界上LNG陆上公路运输市场最发达的国家。但随着天然气消耗量的剧烈增加,LNG槽车公路运输市场越来越活跃,但受传统LNG接收站远离燃气耗量区、单量槽车运量小的限制,槽车在装车时常常会出现排长队加液的现象,槽车运输力被大量损耗、折减,槽车装车效率较低,LNG物流市场受到了较大的局限,仅靠槽车来完成整个LNG接收站的液态外输任务已不能满足市场的需求。LNG槽车运量小、成本高、效率低、运输范围小以及不能覆盖偏远地区需求等缺点逐渐显露无疑,其已不能适应逐年激烈的竞争环境,一定程度上限制了LNG产业的发展,LNG的液态外输方式和能力亟需扩展。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种液化天然气接收站铁路外输系统,利用铁路槽车运输量大、运输成本低、效率高、安全性强等优势实现LNG的液态营销,能够增加LNG接收站的外输辐射范围和销售量,实现LNG物流模式的创新与推广。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种液化天然气接收站铁路外输系统,其特征在于:它包括铁路系统、装车与返气系统、氮气系统和排液系统;其中,所述铁路系统包括敷设至LNG接收站内的铁路专用线以及在所述铁路专用线运行的铁路罐车;所述装车与返气系统包括装车管线、返气管线、装车臂和返气臂,所述装车管线的一端伸入LNG储罐,且与所述LNG储罐内的装液泵连接,所述装车管线的另一端具有多个并联的分支管路,每一所述分支管路上均设有所述装车臂,所述装车臂用于将LNG输送至所述铁路罐车内;所述返气管线的一端伸入所述LNG储罐内,另一端亦设有多个并联的分支管路,每一所述分支管路上均设有所述返气臂,所述返气臂用于将铁路罐车的蒸发BOG输回至所述LNG储罐内;所述氮气系统用于在装车开始前以及装车结束前对所述装车臂和返气臂进行氮吹,同时,用于对所述装车臂和返气臂上的旋转接头的连续机械密封;所述排液系统用于将所述装车管线内的LNG残液输回至所述LNG储罐内。
所述排液系统为排液管线,所述排液管线的一端与所述装车管线输出末端并联,另一端伸入所述LNG储罐内。
所述氮气系统包括氮气管网,所述氮气管网包括多个吹氮分支管线,每一所述吹氮分支管线对应与所述装车臂以及返气臂连通。
所述铁路罐车数量不超过LNG接收站内配置的所述吹氮分支管线数量。
还包括自控系统,所述自控系统用于对铁路系统、装车与返气系统、氮气系统以及排液系统进行连续监测和控制。
所述自控系统包括在接收站内安装有温度、压力、流量的测量仪表以及设置的紧急关断阀门和紧急停车按钮,通过现场采集和处理重要位置的工艺数据,操作人员的就地或远程监控以及自行控制操作,实现对整个铁路外输系统的监测和控制。
所述自控系统采用全厂集散控制系统和紧急停车系统来实现对铁路外输系统的远程控制和报警以及自动关断。
还包括消防系统,所述消防系统用于LNG接收站铁路外输系统出现意外火灾事故的扑救。
所述消防系统包括消防水系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统和移动式灭火器。
本发明采用以上技术方案,其具有如下优点:本发明通过为LNG接收站增设铁路液态外输系统,利用铁路系统安全稳定、运量大、效率高的特点,一方面能够独立实现液态LNG外输的工艺,解决了公路系统维修或槽车系统失效时液态外输停滞的问题,另一方面能够与槽车系统同时完成液态LNG外输的任务,提高液态LNG外输的效率和能力,增加LNG接收站的外输辐射范围和销售量,实现LNG物流模式的创新与推广。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示,本发明提供了一种液化天然气接收站铁路外输系统,它包括铁路系统、装车与返气系统、氮气系统、排液系统、自控系统和消防系统;
其中,铁路系统包括敷设至LNG接收站内的铁路专用线1和在铁路专用线1运行的铁路罐车8;
装车与返气系统包括装车管线2、返气管线3、装车臂4和返气臂5,装车管线2的一端伸入LNG储罐6,且与LNG储罐6内的装液泵7连接,另一端具有多个并联的分支管路,每一分支管路上均设有装车臂4,装车臂4用于将LNG输送至铁路罐车8内;返气管线3的一端伸入LNG储罐6内,另一端亦设有多个并联的分支管路,每一分支管路上均设有返气臂5,返气臂5用于将铁路罐车8的蒸发BOG输回至LNG储罐6内以保证铁路罐车8内的压力处于平衡状态;
氮气系统主要为铁路外输系统提供氮气,一方面用于对装车臂4和返气臂5的吹扫,另一方面用于对装车臂4和返气臂5上的旋转接头的连续机械密封,其中,吹扫用氮是间断性的,装车开始前,氮气系统先连接装车臂4,利用氮气对装车臂4进行吹扫,置换装车臂4内的空气,防止形成爆炸环境;然后再连接返气臂5,利用氮气对返气臂5进行吹扫,置换返气臂5内的空气;装车结束前,即铁路罐车8已装车完成,在断开装车臂4、返气臂5与铁路罐车8的连接之前,利用氮气同时对装车臂4、返气臂5进行吹扫,以清理装车和返气系统内的BOG和残液,既节约了能源,又可以防止出现人员冻伤现象;
排液系统为排液管线9,排液管线9的一端与装车管线2输出末端并联,另一端伸入LNG储罐6内,装车管线2内的LNG残液经其末端排至排液管线9中,由于压力差,排液管线9内的LNG残液自流回到LNG储罐6中;压力不足时,利用氮气系统对装车臂4进行吹扫使装车管线2内LNG残液经排液管线9输回至LNG储罐6内;
自控系统用于对铁路系统、装车与返气系统、氮气系统以及排液系统进行连续监测和控制,对各种意外事故或危险工况进行实时监测,一旦出现意外问题,第一时间进行报警并经过系统逻辑自动地处理控制,以便将不安全因素控制在最小范围内;
消防系统包括消防水系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统、移动式灭火器等消防设施,主要用于LNG接收站铁路外输系统出现意外火灾事故的扑救。
进一步地,氮气系统包括氮气管网10,氮气管网10包括多个吹氮分支管线,每一吹氮分支管线对应与装车臂4和返气臂5连通。吹氮分支管线的数量由LNG接收站液态最大市场量进行计算确定,铁路罐车8进入LNG接收站装液时,铁路罐车8数量不应超过LNG接收站内配置的吹氮分支管线数量。
进一步地,自控系统包括在接收站内安装有温度、压力、流量等测量仪表以及设置的紧急关断阀门和紧急停车按钮,通过现场采集和处理重要位置的工艺数据,操作人员的就地或远程监控以及自行控制操作,实现对整个铁路外输系统的监测和控制。
进一步地,自控系统还可采用全厂集散控制系统(Distributed Control System,简称DCS系统)和紧急停车系统(Emergency Shutdown Device,简称ESD系统)来实现对铁路外输系统的远程控制和报警以及自动关断。
本发明的使用过程如下:当铁路罐车8到达铁路专用线1指定装车地点时,根据铁路罐车数量连接相应数量的装车臂4和返气臂5,对整个铁路外输系统进行泄露测试,对铁路罐车8进行降压和预冷,在装车前,利用氮气系统对装车臂4和返气臂5进行氮气吹扫置换以排除空气等杂质气体的影响,之后,LNG储罐6内的LNG由其内的装液泵7加压后通过装车管线2输送至装车臂4,装车臂4与铁路罐车8连接将LNG加入铁路罐车8内,同时铁路罐车8的蒸发BOG经返气臂5回收并通返气管线3回输至LNG储罐6,装车结束前,即铁路罐车8已装车完成,在断开装车臂4、返气臂5与铁路罐车8的连接之前,利用氮气系统再对装车臂4和返气臂5进行氮气吹扫置换,使返气管线3内残存的BOG输回至LNG储罐6内,装车管线2内的LNG残液经排液管线9输回至LNG储罐6;整个过程中,铁路罐车8的操作压力为0.3~0.7MPa,自控系统全程监控铁路罐车8、装车与返气系统内各项工艺参数,确保装车过程安全稳定运行。
本发明仅以上述实施例进行说明,各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上,凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换,均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种液化天然气接收站铁路外输系统,其特征在于:它包括铁路系统、装车与返气系统、氮气系统和排液系统;
其中,所述铁路系统包括敷设至LNG接收站内的铁路专用线以及在所述铁路专用线运行的铁路罐车;
所述装车与返气系统包括装车管线、返气管线、装车臂和返气臂,所述装车管线的一端伸入LNG储罐,且与所述LNG储罐内的装液泵连接,所述装车管线的另一端具有多个并联的分支管路,每一所述分支管路上均设有所述装车臂,所述装车臂用于将LNG输送至所述铁路罐车内;所述返气管线的一端伸入所述LNG储罐内,另一端亦设有多个并联的分支管路,每一所述分支管路上均设有所述返气臂,所述返气臂用于将铁路罐车的蒸发BOG输回至所述LNG储罐内;
所述氮气系统用于在装车开始前以及装车结束前对所述装车臂和返气臂进行氮吹,同时,用于对所述装车臂和返气臂上的旋转接头的连续机械密封;
所述排液系统用于将所述装车管线内的LNG残液输回至所述LNG储罐内。
2.如权利要求1所述的一种液化天然气接收站铁路外输系统,其特征在于:所述排液系统为排液管线,所述排液管线的一端与所述装车管线输出末端并联,另一端伸入所述LNG储罐内。
3.如权利要求1所述的一种液化天然气接收站铁路外输系统,其特征在于:所述氮气系统包括氮气管网,所述氮气管网包括多个吹氮分支管线,每一所述吹氮分支管线对应与所述装车臂以及返气臂连通。
4.如权利要求3所述的一种液化天然气接收站铁路外输系统,其特征在于:所述铁路罐车数量不超过LNG接收站内配置的所述吹氮分支管线数量。
5.如权利要求1所述的一种液化天然气接收站铁路外输系统,其特征在于:还包括自控系统,所述自控系统用于对铁路系统、装车与返气系统、氮气系统以及排液系统进行连续监测和控制。
6.如权利要求5所述的一种液化天然气接收站铁路外输系统,其特征在于:所述自控系统包括在接收站内安装有温度、压力、流量的测量仪表以及设置的紧急关断阀门和紧急停车按钮,通过现场采集和处理重要位置的工艺数据,操作人员的就地或远程监控以及自行控制操作,实现对整个铁路外输系统的监测和控制。
7.如权利要求5所述的一种液化天然气接收站铁路外输系统,其特征在于:所述自控系统采用全厂集散控制系统和紧急停车系统来实现对铁路外输系统的远程控制和报警以及自动关断。
8.如权利要求1所述的一种液化天然气接收站铁路外输系统,其特征在于:还包括消防系统,所述消防系统用于LNG接收站铁路外输系统出现意外火灾事故的扑救。
9.如权利要求8所述的一种液化天然气接收站铁路外输系统,其特征在于:所述消防系统包括消防水系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统和移动式灭火器。
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