摘要：结合近年来国内磁翻板液位计的建设实践，介绍了磁翻板液位计的工艺流程及主要设备的配置原则，通过对磁翻板液位计的工艺和主要设备的分析论述，对今后磁翻板液位计的建设具有一定的指导借鉴意义。

 

    １  磁翻板液位计工艺流程简述

    磁翻板液位计工艺流程如图１所示。

 

 

 

    ＬＮＧ槽车将液化天然气运至磁翻板液位计，在卸车台通过卸车增压气化器对槽车储罐增压，利用压差将ＬＮＧ送至气化站的低温ＬＮＧ储罐。非工作条件下，储罐内ＬＮＧ的储存温度为－１６２Ｃ，压力略高于常压；工作条件下，储罐增压气化器将储罐内的ＬＮＧ增压到０．５ＭＰａ（气相空间表压），增压后的低温ＬＮＧ流入空温式气化器，与空气换热后转化为气态天然气并升高温度，出口温度比环境温度低ｌ〇°Ｃ左右。当空温式气化器出口温度达不到５°Ｃ以上时，通过热水循环水浴式加热器给天然气升温，较后经调压撬调压、计量及加臭后进入天然气输配管网。

 

    ２   磁翻板液位计设备配置的基本原则

    ＬＮＧ为低温深冷介质，主要组分为甲烷，还有少量的乙烷、丙烷及氮气等，密度在４３０￣４７０ｋｇ／ｍ３，大气压力下，温度在－１６６Ｘ：到－１５７－Ｃ。由于ＬＮＧ的低温特性，对磁翻板液位计工艺设备设施的要求较高，其设备配置及选择应遵循如下原则：

 

    １）相关设备具备可靠的耐低温深冷性能．特别是储存设备应至少满足耐低温－１６２Ｃ以下，达到－１９６‘Ｃ；

 

    ２）储存设备保冷性能要好。若ＬＮＧ储

    存设备保冷性能不好，将引起设备内温度升高，压力上升，危险性增大：

 

    ３）气化设备气化能力要满足设计要求，气化效率要尽ｆｔ高：

 

    ４）相关设备附属工艺管道、阀门等的耐低温性应与主体设备保持一致；

 

    ５）除满足工艺要求外，所有安全阀件（装置）应耐低温且完好、灵敏可靠。

 

    ３磁翻板液位计配置的主要设备

    ３．１ＬＮＧ储罐目前城市磁翻板液位计常用的ＬＮＧ储罐有带压子母罐和带压单罐储罐。子母罐由多个（通常为３？７个）子罐并联组成内罐，组装在一个大型外罐（母罐）中。子罐为压力容器，压力通常为０．２－１．０ＭＰａ，单个子罐容积为１００－２５０ｍ３，外罐为常压容器。由于外罐尺寸过大及不耐外压而无法抽真空等原因，外罐（母罐）与子罐间采用粉末（珠光砂）堆积隔热。

 

    带压单罐储罐多采用立式真空粉末绝热低温储罐，由内罐和外罐组成。内罐用以储存ＬＮＧ，外罐用以支撑固定内罐与绝热材料，内罐与外罐之间采用高真空粉末（珠光砂）进行绝热，夹层真空度不低于４Ｐａ，以保证低温储罐的日蒸发率＾０．２％，夹层真空度是衡量低温储罐制造质量的重要指标。国内目前使用的单罐储罐内罐工作压力主要有０．６ＭＰａ和０．８ＭＰａ两种。

 

    根据运行的需要，单罐储罐设ＩＴＴ液位计、差压变送器、压力变送器、温度变送器、压力表各一套，以实现对储罐内ＬＮＧ液位、温度、压力的现场指示及远传控制。在外罐顶部设安全防爆装置，以防止内罐介质渗入外罐时引发事故，外罐下部设真空度测试口，夹层抽真空接口和抽真空隔离阀，以便于定期测量真空度和抽真空。

 

    无论是带压子母罐还是带压单罐储罐，由于内罐既要承受介质的工作压力，又要承受ＬＮＧ低温，内罐制造材料必须具有良好的低温综合机械性能，同时与低温介质ＬＮＧ不能发生化学反应，故应采用奥氏体不锈钢０Ｃｒｌ８Ｎｉ９（相当于ＡＳＭＥ标准的３０４不锈钢），外罐制造材料可采用容器钢１６ＭｎＲ。

 

    具体选用何种形式的储罐，应综合考虑储存规模、设备投资、占地面积、建设周期等因素。根据国内近年来的建设经验，储量在１２００￣２５００ｍ３的磁翻板液位计可采用带压子母罐：储量在１２００ｍ３以下的磁翻板液位计可采用带压单罐储罐。

 

    ３．２气化器

    城市磁翻板液位计主要作用是应急调峰，缓解用气高峰时供气童不足的矛盾，其工作特点是使用率低，运行时间随机，启动速度快。因此选用的气化器应可靠性高，气化速率快，维护简单。目前，国内城市磁翻板液位计主要采用空温式气化器和水浴式气化器。

 

    空温式气化器是通过气化器上的翅片管，实现ＬＮＧ和空气的自然换热，将ＬＮＧ加热成为气态的天然气。根据所起的作用不同，包括ＬＮＧ主气化器、储罐增压器、卸车增压器、ＢＯＧ加热器及ＥＡＧ加热器等。空温式气化器优点是运行成本低，缺点是气化器体积较大，在冬季运行时气化器出口温度较低。空温式气化器主体材料为铝翅片管，材质主要为３Ａ２１和６０６３两种。３Ａ２１是国内应用较早的一种铝合金，为ＡＬ－Ｍｎ系合金，其焊接性较好，耐蚀性好，生产成本较低，但强度及抗疲劳能力均较差；６０６３为ＡＬ－Ｍｎ－Ｓｉ系合金，不仅焊接性及耐蚀性较好，其抗拉强度及屈服强度均大幅髙于３Ａ２１。根据３Ａ２１和６０６３两种铝合金的机械物理性能测试，３Ａ２１的抗拉强度为１２０￣１６０ＭＰａ，６０６３为１８５￣２２０ＭＰａ，３Ａ２１的屈服强度为８５ＭＰａ，６０６３为１４５ＭＰａ

 

    由于６０６３铝合金的各项性能指标均明显优于３Ａ２１铝合金，且随着铝合金生产技术的提高，６０６３和３Ａ２１的成本差距己逐渐缩小，因此在髙压及大流量空温式气化器选型时，应尽可能地采用６０６３铝合金作为翅片管的制造材料。

 

    在进行空温式气化器选型时，除考虑铝翅片管的材质外，翅片管的结构型式是影响气化器换热效率的重要因数。随着铝合金加工技术的逐步提高，目前越来越多的空温式气化器制造厂家采用８￣１２片的星形翅片管，增加了换热面积，提高了换热效率。

 

    为防止冬季和雨天空温式气化器出口天然气温度低，损坏后续工艺管道，通常在空温式气化器后串联一台水浴式气化器对天然气进行辅助加热。水浴式气化器为压力容器，通过管程和壳程间天然气与循环热水的热交换，实现对天然气的加热。由于需配套建设热水锅炉为水浴式气化器提供热源，水浴式气化器后期运行费用相对较高。

 

    ３．３调压计量撬

    调压计量撬主要是对气化器后出站气体进行调压和计量，从而保证管网所需稳定的供气压力并完成对供气流量的精确计量。为保证运行的可靠性，调压撬应采用双调压路，以一用一备形式运行，调压器选用带超压保护装置的自力式调压器，计量设备则主要根据供气流量来选择，多选用带温压补偿装置的涡轮流量计。

 

    ３．４加臭装置

    为保证下游用户的使用安全，需在磁翻板液位计安装一套加臭装置，向天然气中注入加臭剂。加臭装置选用电磁驱动隔膜式柱塞计量泵驱动加臭剂四氢塞吩的滴入，滴入量控制在１５￣２０ｍｇ／ｍ３，由加臭控制器控制。加臭控制器采用工业单片机，依据调压计量撬中流量计提供的４￣２０ｍＡ流量信号控制加臭量，实现加臭量根据燃气流量变化的自动控制。为节约建设用地，加臭装置可与调压计量撬整体成撬。

 

    ４结束语

    对城市磁翻板液位计工艺流程及配置的主要设备进行了分析介绍。作为城市天然气一种有效的应急调峰手段，磁翻板液位计已得到越来越广泛的应用，对促进我国城市燃气事业的发展具有积极的促进作用，同时积极探究燃气领域的新技术新成果，并将其应用到工程实践中。