LNG接收站工程对仪表控制系统的需求

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需求报告 | LNG接收站工程对仪表控制系统的需求
摘要液化天然气(LNG)接收站工程是在中国一个朝阳产业，正在蓬勃发展。近几年先后建成深圳、江苏、大连LNG接收站。中国石油、中国石化、中海油还将陆续开工建设其他LNG接收站项目。

LNG接收站工程一般包括码头部分、LNG接收站部分、槽车站部分和天然气外输管道部分。一般情况下，码头的土建部分及天然气外输管道均作为独立项目实施，而接收站工程包括码头工艺部分、LNG接收站部分及槽车站部分，本文仅对码头工艺部分、LNG接收站部分及槽车站部分仪表控制系统的需求进行概述。

1. 1 工艺简介

LNG专用船抵达接收终端专用码头后，通过卸料臂（液相，气相）和卸料管线，借助船上卸料泵将LNG送进接收终端的储罐内。在卸料期间，由于热量的传入和物理位移，储罐内将会产生闪蒸气。这些闪蒸气一部分增压后经回流管线返回LNG船的料舱，以平衡料舱内压力；另一部分通过压缩机升压进入再冷凝器冷凝后，和外输的LNG一起经高压外输泵泵入气化器。利用海水喷淋（开架式气化器）或者热水（浸燃式气化器）使LNG气化成气态天然气，最后进行加味、调压、计量后送进输气管网。残余的蒸发气则经火炬系统在大气中燃烧掉。为了提高LNG的经济效益，一般接收站均配套建设LNG槽车站。

接收站的工艺设施可归纳为六类：

1、卸料设施

包括卸料臂、卸料管线、气体回流臂、回流气管线、循环管线、回流风机等。

2、储存设施

主要是LNG储罐。

3、再气化设施

包括用于接收站内液体循环，气化和外输功能的低压泵、高压泵，气化器，海水泵站和液流循环管线等。

4、闪蒸气处理设施

包括再冷凝器，增压器， 压缩机和火炬系统。

5、槽车装车设施

6、公用工程设施

1. 2 主要仪表控制系统的配置情况

已经建成的LNG接收站自动化水平较高。虽然分别由国内或国外不同的工程公司进行承包建设，但自动化水平相差不大，其仪表控制系统基本配置是大体相当。其主要仪表控制系统的配置情况可以简述如下。

1. 2. 1分散控制系统（DCS）

分散控制系统（DCS）是LNG接收站的主要控制系统，根据接收站的平面布置，DCS一般分为码头部分、接收站部分、海水部分和槽车站部分。码头部分DCS规模一般在170点I/O左右，接收站部分的DCS规模一般在1200点I/ O左右，海水部分的DCS规模一般在200点I/ O左右，槽车站部分通常的DCS规模一般在160点I/O左右。DCS系统一般与接收站工程其他的监控系统或成套设备的监控系统进行通讯，由DCS完成对整个接收站的监控。通讯I/ O点数1700点左右。

1. 2. 2安全仪表系统（SIS）

根据接收站的平面布置，接收站的SIS系统一般分为码头部分、接收站部分、海水部分和槽车站部分。码头部分SIS规模一般在70点I/ O左右，接收站部分的SIS规模一般在430点I/O左右，海水部分的SIS规模一般在100点I/O 左右，槽车站部分通常的SIS规模一般在70点I/O左右。

1. 2. 3火灾报警系统（FS）

火灾报警系统的相关产品应选用取得中国消防认证的产品。接收站的火灾报警系统包括火灾报警控制器、感烟探测器、感温探测器、手动报警按钮、声光报警器、差定温缆式线型感温火灾探测器、火焰探测器等设备，火灾报警系统一般进行下列联动：声光报警信号、消防水泵启/ 停、泡沫灭火系统联动、自动喷水（雾）灭火系统联动、空调系统联动、自动气体灭火系统。LNG泄漏温度检测也可以作为火灾报警系统的一部分。

1. 2. 4工业电视系统（CCTV）

接收站CCTV系统不仅能够用于监视接收站内的工艺设备的运行情况，还应该能够监视LNG卸船情况，为海监监视画面。如果需要，应能够为气体外输管道调控中心提供接收站监视画面。现场摄像仪包括隔爆一体化摄像仪和全天候一体化摄像仪。 具体数量应根据需求确定。

1. 2. 5辅助设备或成套设备的监控系统

接收站的辅助设备或成套设备的监控系统包括BM S （Bert h M oni t ori ng Syst em ，停泊监视系统）、PSS（Posi t i on Supervi si ng Syst em ，位置管理系统）、计量系统 、BOG压缩机的控制系统、浸没式汽化器（SCV）的控制系统、回流鼓风机控制系统、高低压输出泵监视系统、LNG储罐管理系统、空气压缩机监控系统、空气干燥系统监控系统、PSA制氮系统监控系统、液氮储存及气化系统监控系统、污水处理设施监视系统、火炬点火监控系统、外输管道的SCADA系统、 MCC和装车系统等。

1. 2. 6LNG接收站主要的现场仪表和控制设备

1. 2. 6. 1变送器。LNG接收站采用的变送器一般为智能型变送器。所需变送器数量在200台左右。

1. 2. 6. 2控制阀。控制阀执行机构，一般选用气动执行机构。阀门类型和口径的选择应该考虑以下几个方面，例如：成本、操作及设计条件、介质特性、所需可调量程比、允许泄漏量、噪声和其它特殊的要求根据不同的工艺系统和控制需要进行选择。低温工况的控制阀一般选用进口产品。控制阀数量在60台左右。

1. 2. 6. 3开关阀。开关阀执行机构，一般选用气动活塞执行机构，单作用弹簧复位或双作用。双作用执行机构应配置备用仪表空气罐。阀门类型的选择应该考虑以下几个方面，例如：成本、操作及设计条件、介质特性、允许泄漏量和其它特殊的要求，根据不同的工艺系统和控制需要进行选择。开关阀数量在100台左右。

1. 2. 6. 4安全阀。安全和泄放阀一般选用直接弹簧负载型；储罐压力和真空泄放安全阀，一般采用配重式或先导式。安全阀数量在80台左右。

1. 2. 6. 5流量测量仪表。差压式流量仪表一般选用孔板和经典文丘里管；超声波流量计适用于海水、水等介质测量。除此以外，尚需要其它种类的流量计。所需要的各类流量测量仪表有60套左右。

1. 2. 6. 6测温元件：LNG接收站的测温元件多采用热电阻，根据需要配置温度变送器。除随主辅机设备成套提供的测温元件以外，还需要热电阻约240支左右。

1. 2. 6. 7液位仪表。LNG储罐液位计分别采用伺服液位计和雷达液位计。其中雷达液位计用于LNG液位高高联锁。每个储罐设置一套用于测量液位、温度和密度的仪表LTD ，可以测量范围包括约40m 的整座储罐的液位、温度和密度。其他设备液位测量一般情况下，选用差压变送器。

1. 2. 6. 8分析仪表。由于涉及贸易交接，LNG接收站在卸船管线及气体输送管道上设置组分分析仪表，一般包括色谱分析仪、露点分析仪、硫化氢分析仪等分析仪表。另外，根据环保需要，选用余氯分析仪、COD分析仪。成套设备也会根据需要配套部分分析仪表。各类分析仪表的总数约10套左右。

1. 2. 6. 9气体检测器。在LNG接收站设置的气体检测器，主要是可燃气体检测器，个别部位，根据工艺情况，需要设置硫化氢或氯气检测器。可燃气体检测器一般选用红外检测原理，采用点式和开路式。结合工艺过程监控、防爆及防雷等要求，除以上所述的主要仪表外，还有许多零星的其他辅助仪表。