CN203240278U - 一种lng接收站外输天然气热值调高系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种LNG接收站外输天然气热值调高系统，它的LNG储罐的输出端通过LNG输送管道连接LNG气化器的输入端，LNG气化器的输出端通过天然气输送管道连接引射管混合器的气体输入端；LPG储罐的输出端通过LPG输送管道连接引射管混合器的液体输入端，且LPG输送管道上设置LPG调节阀；引射管混合器的输出端通过外输管道连接下游用户端；外输管道处设置热值仪检测其管内气体组分，热值仪通过信号数据线连接中央控制设备的数据采集端，中央控制设备的指令输出端通过信号数据线连接LPG调节阀。该系统能够在LNG气化天然气的热值小于下游用户所需天然气的热值时将LNG接收站外输混合天然气的热值精确、稳定地调高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种天然气的热值增高调质系统，特别是关于一种LNG接收站外输天然气热值调高系统。
背景技术
近年来，世界天然气工业的发展具有两个突出的特点：一是国际贸易量不断增加，除管道天然气外，LNG（liquefied natural gas，液化天然气）也逐步形成了国际市场，并且形成了现货市场，预计LNG贸易量在2020年将达世界天然气消费量的17%；二是天然气的应用范围日益扩大，除民用、商业外已扩大到许多工业（如电力）和交通运输领域。
现在，国产天然气、进口管道气、海气登陆、进口LNG和非常规天然气等多种气源进入天然气长输管道或干线网，经混合后进入下游用户城市当地的燃气管网。能否确保各种工业、商业以及民用燃烧器在面临多气源供给时正常燃烧，就涉及到燃气互换性和热值调整问题。每种燃烧器都是根据其基准气设计，在燃烧器的使用过程中，当实际供给的燃气组成发生变化时，需要补充与其基准气性质不同的燃气，即置换气。当用置换气代替基准气时，如果燃烧器的安全、效率、性能和增加污染物排放等方面没有显著的变化时，则该置换气对于基准气来说具有互换性。由于世界各地生产的天然气在成分上差异较大，天然气的热值各不相同，因此往往互换性不高，这就使得天然气热值调整的工作显得尤为重要。具体来说就是调节天然气的热值，以满足天然气燃烧特性的需要。目前国内外应用比较广泛的互换性方法就是华白数（WI）判定法。对于热值低于基准气的置换气，需要调高置换气的热值，采用的方法主要是添加高热值的气体，例如LPG（Liquefied petroleum gas，液化石油气）、高热值的轻烃等，由于LPG资源比较容易获取，所以推荐采用添加LPG的方法来升高置换气的热值。传统的LPG添加方式一般是采用气态LPG/气态天然气方式，借助LPG加热器通过蒸汽循环或其它外部热源加热气化液态LPG，然后将高温气化后LPG与天然气在静态混合器内进行混合后再外输。这种方法容易发生混合不均、控制精度低、温控不当造成外输管道内凝析等问题，此外，这种方法还需要配以锅炉等较多的配套设施，在设施安全、占地、系统能耗方面均存在较多弊端，既不经济、耗能多、也不满足精确调节的要求。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种经济节能型的LNG接收站外输天然气热值调高系统，该系统能够在置换气的热值小于基准气的热值时将置换气热值精确、稳定地调高，以满足下游用户燃烧器的正常运行。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种LNG接收站外输天然气热值调高系统，其特征在于:它包括LNG储罐、LPG储罐、LNG气化器、引射管混合器、中央控制设备和热值仪；所述LNG储罐的输出端通过LNG输送管道连接所述LNG气化器的输入端，所述LNG气化器的输出端通过天然气输送管道连接所述引射管混合器的气体输入端；所述LPG储罐的输出端通过LPG输送管道连接所述引射管混合器的液体输入端，且所述LPG输送管道上设置有可远程调控的LPG调节阀；所述引射管混合器的输出端通过外输管道连接下游用户端；所述外输管道处设置所述热值仪，所述热值仪通过信号数据线连接所述中央控制设备的数据采集端，所述中央控制设备的指令输出端通过信号数据线连接所述LPG调节阀。
上述LNG储罐的输出端通过LNG输送管道依次连接LNG再冷凝器、LNG高压泵后才连接所述LNG气化器的输入端。
上述LPG输送管道上，在所述LPG储罐的输出端至所述LPG调节阀之间依次设置LPG输送泵和LPG止回阀。
上述热值仪设置在所述引射管混合器输出端的外输管道处。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本实用新型利用引射管混合器，将液态LPG与高压、高速流动的天然气直接进行气化混合，输出的混合天然气的热值精确度高，从而避免了传统技术中的LPG加热气化环节，具有突出的节能效果，同时还省去了LPG加热设备的投资与占地，安全性和经济性均得以大幅度地提高。
2、本实用新型设置的中央控制设备根据目标天然气的热值和LPG的相变曲线自动计算LNG与LPG的混合比例，进而得出LPG的需求量，然后远程调节LPG输送管道上的LPG调节阀以控制液态LPG的输出量，从而能够精确、稳定地将混合天然气的热值调高至用户允许的范围内。
本实用新型适用范围广，不仅可以用于LNG接收站外输天然气热值调高控制，还适用于长输管线分输站、末站及城市门站的天然气热值调高控制，也适用于大型工业用户、大型燃气电厂计量调压站内自设进行的热值调高控制。
附图说明
图1是本实用新型的系统组成结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本实用新型进行详细的描述：
如图1所示，本实用新型主要包括作为气源的LNG储罐1和LPG储罐2、LNG气化器3、引射管混合器4、中央控制设备5和热值仪6。其中，LNG储罐1的输出端通过LNG输送管道7依次连接LNG再冷凝器8、LNG高压泵9直至LNG气化器3的输入端31，LNG气化器3的输出端32通过天然气输送管道10连接引射管混合器4的气体输入端41；LPG储罐2的输出端通过LPG输送管道11连接引射管混合器4的液体输入端42，且LPG输送管道11上依次设置有增压用的LPG输送泵12、防止回流用的LPG止回阀13和可远程调控的LPG调节阀14；引射管混合器4的输出端43通过外输管道15连接下游用户端，将混合均匀的混合天然气输送给用户16；中央控制设备5的数据采集端通过信号数据线17连接热值仪6，通过热值仪6实时检测外输管道15内混合天然气的组分，中央控制设备5的指令输出端通过信号数据线17连接LPG输送管道11上的LPG调节阀14，输出电控信号控制其开度，从而控制LPG的输出量，使引射管混合器4输出的混合天然气的热值处于用户允许的范围内。
上述LNG储罐1的输出端也可以通过LNG输送管道7直接连接LNG气化器3的输入端。
上述LPG输送管道11上可以只设置LPG调节阀14。
上述中央控制设备5可以设置在LNG接收站中央控制室内。
上述热值仪6可以是一气相色谱仪。
上述信号数据线17可以是光缆。
该系统能够在LNG气化天然气的热值小于下游用户所需天然气的热值时将混合天然气的热值在较大范围内精确、稳定地调高，以满足下游用户燃烧器的正常运行。
具体实例：某用户所需的天然气的WI值为43.74MJ/Nm3,并要求供应天然气的WI值不超过规定值的±2%，即要求调整后的天然气WI值处于42.86～44.61MJ/Nm3范围内。为该用户供气的气源为某LNG接收站提供的气化后的天然气，气源天然气输量为标准状态下20亿方/年，其WI值为42.13MJ/Nm3，该值低于用户所需的43.74MJ/Nm3的±2%范围，因此需要将气源天然气的热值调高以满足用户需求。
具体实施方式为，储存在LNG储罐中的液态LNG经LNG输送管道送至LNG再冷凝器，之后再经LNG高压泵送至LNG气化器，在LNG气化器内气化为天然气后再经天然气输送管道送入引射管混合器。在引射管混合器内，高压、高速流动的天然气与从LPG储罐输送来的液态LPG充分混合。本实例采用的液态LPG丙烷含量80%，丁烷含量20%，其经过LPG输送泵增压至6.13MPaG后，送入引射管混合器。引射管混合器中有一个文丘里管，在文丘里管内流动的天然气的流速会因文丘里管内部流道横截面积的减小而迅速增大，进而在文丘里管的吸气室形成负压，将液态LPG从LPG输送管道中吸入，在吸入过程中，液态LPG形成微小的液滴与天然气进行混合，在混合过程中液态LPG会快速气化为丙烷和丁烷气体，最终与天然气混合均匀，混合天然气经外输管道输送给用户。引射管混合器输出端的外输管道处可以设置一个气相色谱仪，检测混合天然气的气体组分，检测结果通过信号数据线传送给中央控制设备，中央控制设备经过内部的逻辑运算得出混合天然气的热值，并判断其是否符合用户要求，如果不符合用户要求，则通过信号数据线发出电控信号给LPG输送管道上的LPG调节阀来控制其开度，调节混入天然气中LPG的量，从而使混合天然气的热值处于用户允许的范围内。根据该方案，所需添加的LPG的量为16.7万吨/年。
上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (5)
1.一种LNG接收站外输天然气热值调高系统，其特征在于:它包括LNG储罐、LPG储罐、LNG气化器、引射管混合器、中央控制设备和热值仪；所述LNG储罐的输出端通过LNG输送管道连接所述LNG气化器的输入端，所述LNG气化器的输出端通过天然气输送管道连接所述引射管混合器的气体输入端；所述LPG储罐的输出端通过LPG输送管道连接所述引射管混合器的液体输入端，且所述LPG输送管道上设置有可远程调控的LPG调节阀；所述引射管混合器的输出端通过外输管道连接下游用户端；所述外输管道处设置所述热值仪，所述热值仪通过信号数据线连接所述中央控制设备的数据采集端，所述中央控制设备的指令输出端通过信号数据线连接所述LPG调节阀。
2.如权利要求1所述的一种LNG接收站外输天然气热值调高系统，其特征在于：所述LNG储罐的输出端通过LNG输送管道依次连接LNG再冷凝器、LNG高压泵后才连接所述LNG气化器的输入端。
3.如权利要求1所述的一种LNG接收站外输天然气热值调高系统，其特征在于：所述LPG输送管道上，在所述LPG储罐的输出端至所述LPG调节阀之间依次设置LPG输送泵和LPG止回阀。
4.如权利要求2所述的一种LNG接收站外输天然气热值调高系统，其特征在于：所述LPG输送管道上，在所述LPG储罐的输出端至所述LPG调节阀之间依次设置LPG输送泵和LPG止回阀。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种LNG接收站外输天然气热值调高系统，其特征在于：所述热值仪设置在所述引射管混合器输出端的外输管道处。
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