LNG加氣站異常損耗的原因與對(duì)策

王友良

〔中國(guó)石化浙江嘉興石油分公司 浙江嘉興 314000〕

目前，天然氣加氣站主要有CNG、LNG和L-CNG三種形式。天然氣汽車(chē)節(jié)能減排效果顯著。近年來(lái)，各級(jí)政府積極鼓勵(lì)使用清潔能源汽車(chē)，LNG加氣站將迎來(lái)“黃金”發(fā)展期。但投運(yùn)前階段因LNG銷量小，會(huì)產(chǎn)生大量的BOG(全稱Boil Off Gas)氣體，LNG加氣站損耗率會(huì)大于定額損耗率5 %，甚至?xí)笥?0 %以上。LNG加氣站的損耗分為正常損耗和異常損耗。正常損耗是LNG加氣站在正常運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于工藝流程、常規(guī)設(shè)備維護(hù)，加液槍的插拔操作，罐車(chē)卸液軟管內(nèi)吹掃、置換等正常的系統(tǒng)排放損耗。異常損耗主要是工藝設(shè)計(jì)不合理、選用不合適的保溫方式、銷量偏小、氣源溫度高等原因引起的，因此，如何降低LNG加氣站異常損耗是擺在企業(yè)面前的重要課題。

1 異常損耗的原因

1.1 工藝設(shè)計(jì)不合理

目前，LNG加氣站在我國(guó)市場(chǎng)還屬于新興行業(yè)，國(guó)內(nèi)的設(shè)備供應(yīng)商、設(shè)計(jì)院、用戶等對(duì)加氣站設(shè)備、技術(shù)要求與運(yùn)營(yíng)實(shí)際情況尚不熟悉。如設(shè)計(jì)時(shí)將加氣機(jī)與儲(chǔ)氣區(qū)的距離設(shè)計(jì)得過(guò)遠(yuǎn)，導(dǎo)致管線過(guò)長(zhǎng)等；對(duì)加氣站的設(shè)計(jì)建設(shè)安裝不符合LNG特性，造成加氣站建成后無(wú)法正常運(yùn)營(yíng)，或者設(shè)備無(wú)法正常工作，導(dǎo)致經(jīng)常排放BOG才能工作，以至于造成較大的損耗。

1.2 選用不合適的保溫方式

LNG氣液儲(chǔ)存時(shí)溫度極低，如果設(shè)備保溫性能太差，系統(tǒng)整體的漏熱會(huì)使氣液生成大量BOG，儲(chǔ)罐壓力隨之升高，產(chǎn)生損耗排放。

目前，加氣站設(shè)備保溫工藝有兩類：一類是真空管道法；一類是發(fā)泡保溫法，即采用普通裸管加發(fā)泡材料保溫。真空管道法保溫效果好，美觀，使用時(shí)間長(zhǎng)，但是制作周期長(zhǎng)，成本高。發(fā)泡保溫法效果不如真空管道，尤其是在預(yù)冷階段，使用年限短，但成本低，制作周期短。保溫工藝的選擇直接影響LNG加氣站的損耗。

1.3 銷量偏小

目前，LNG加氣站還處于市場(chǎng)布點(diǎn)階段，服務(wù)LNG城市公交和少量重卡汽車(chē)，總體占有量較低，大部分LNG站的加氣銷量偏小。從加氣站管理部門(mén)統(tǒng)計(jì)來(lái)看，每日加氣銷量與設(shè)計(jì)量的比值低于15 %的占30 %左右，比值30 %的占50 %左右，比值50 %的占15 %左右，比值80 %的占5 %左右。比值在15 %以內(nèi)的加氣站，損耗排放極高，而這些排放損耗與低銷量有很大關(guān)系。如2016年5月份，某新建LNG加氣站共進(jìn)LNG液體25 t，5月份共銷售LNG 8 t，因氣液溫度較高，儲(chǔ)罐產(chǎn)生大量的BOG氣體，到6月底剩余的17 t LNG液全部損耗掉了。

1.4 氣源溫度高

天然氣在常溫下以氣態(tài)形式存在，在常壓下天然氣冷卻到-162℃左右凝結(jié)成液態(tài)，為液化天然氣(LNG)。實(shí)際上，國(guó)內(nèi)LNG分四種氣質(zhì)檔次：一類氣的氣源溫度為-162℃左右，壓力在0.1MPa以下；二類氣的氣源溫度在-152℃左右，壓力在0.2 MPa左右；三類氣的氣源溫度在-140℃左右，壓力在0.38 MPa左右；四類氣的氣源溫度在-130℃左右，壓力為0.5MPa左右。較低氣源溫度的天然氣售價(jià)較高，在一定程度上抬升了進(jìn)液成本。因此氣源的選擇也需要綜合考慮。如2017年5月某LNG加氣站銷量150 t，損耗量為0.8 t,損耗率為0.53 %。6月份該站將二類氣源調(diào)整為三類氣源，在銷量不變的情況下，損耗量達(dá)到3.8 t，增加損耗達(dá)3 t。

此外，當(dāng)LNG加氣站進(jìn)液時(shí)，氣液的溫度相對(duì)較高，會(huì)造成系統(tǒng)壓力高位運(yùn)行，壓力上升至減壓排氣的壓力空間非常小，縮短了氣液存放的周期。壓力較高的氣液注入汽車(chē)儲(chǔ)液瓶后不能很好地進(jìn)行降壓，造成需要回氣才能正常充裝，更加惡化了整體系統(tǒng)，壓力達(dá)到一定值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生BOG排放，產(chǎn)生損耗。

2 降低異常損耗的對(duì)策

2.1 調(diào)整工藝設(shè)計(jì)

LNG加氣站的設(shè)計(jì)，包括管道線路的設(shè)計(jì)，在符合規(guī)范的情況下，應(yīng)盡量縮短設(shè)備間的距離，減少管道長(zhǎng)度，增加儲(chǔ)液罐與泵進(jìn)口的凈正壓，盡量避免管道凹凸型布置，儲(chǔ)罐到泵的管道應(yīng)盡量采用斜坡布置，使用成熟的工藝流程，這樣可以降低工藝設(shè)計(jì)對(duì)排放損耗的影響。

2.2 選用合適的保溫方式

對(duì)于LNG加氣站而言，若是連接的管路較長(zhǎng)，應(yīng)采用真空保溫法，優(yōu)先選擇全真空管路設(shè)備，以降低系統(tǒng)的綜合漏熱，使設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)，減少保溫效果對(duì)損耗的影響。而LNG加氣站本身設(shè)計(jì)較為緊湊，各管線連接距離較短，預(yù)計(jì)運(yùn)營(yíng)后漏熱不明顯的，從設(shè)計(jì)成本的角度考慮，可以使用發(fā)泡保溫法，以降低建設(shè)成本。

2.3 調(diào)控進(jìn)液周期

銷量是影響進(jìn)液周期的重要因素。在市場(chǎng)銷量無(wú)法調(diào)控的情況下，可通過(guò)提高進(jìn)液的頻率，減少單次進(jìn)液量，以降低損耗。而減少單次進(jìn)液量會(huì)受供應(yīng)商運(yùn)輸成本的控制，最好的辦法是進(jìn)液時(shí)一車(chē)LNG液由較近的兩座LNG站分卸，使單站的周期進(jìn)液量縮短，控制加氣站損耗。如2015年在某市城區(qū)東北側(cè)建LNG加氣站A，月銷量120 t，損耗1.2 t，進(jìn)液周期為5 d一車(chē)，單次進(jìn)液量20 t。2017年初為搶占網(wǎng)點(diǎn)，某公司又在城區(qū)西南側(cè)新建了LNG加氣站B，月銷量80 t，單次進(jìn)液也是20 t。原本A、B兩站各自進(jìn)液，為降低損耗統(tǒng)籌為一車(chē)液分卸兩站，其中A站卸液12 t，B站卸8 t，運(yùn)輸成本沒(méi)變，但A、B兩站進(jìn)液周期均縮短到3 d，兩站損耗均降為零。這種方法雖好，若該地區(qū)自身LNG市場(chǎng)沒(méi)有太多需求，LNG加氣站又只有一座，這種方法也很難實(shí)施。

2.4 選擇合理的氣源

LNG加氣站宜根據(jù)每日加液銷量與設(shè)計(jì)每日加氣銷量的比值來(lái)選擇氣源，如在投運(yùn)初期銷量不佳的情況下，即每日加氣銷量與設(shè)計(jì)量比值低于15 %時(shí)，盡可能選擇一類氣源和二類氣源，由于氣源溫度較低，排放損耗能大大降低，減少運(yùn)營(yíng)成本。而比值達(dá)到30 %時(shí)，可以選擇三類氣源，達(dá)到70 %時(shí)可以選擇四類氣源。

2.5 科學(xué)制定加液作業(yè)流程

各LNG加氣站要根據(jù)實(shí)際情況，科學(xué)制定加液作業(yè)流程。加液作業(yè)應(yīng)盡量不采用回氣充裝，而適當(dāng)調(diào)低汽車(chē)氣瓶的壓力，對(duì)降低排放有一定好處。如果充裝的氣罐壓力異常高，可將氣體導(dǎo)入空溫復(fù)熱器(EAG，全稱Escape air gas)進(jìn)行放散泄壓后，再充裝。如是新車(chē)充裝，考慮到氣罐內(nèi)留有用于置換的惰性氣體沒(méi)有置換干凈，可能混在BOG中，因此應(yīng)將這類車(chē)輛的BOG直接放散于大氣中，不采用回氣裝置。

2.6 BOG轉(zhuǎn)收為CNG

如是L-CNG加氣站，可通過(guò)增設(shè)增壓設(shè)備，將排出的BOG轉(zhuǎn)化為CNG；如LNG或L-CNG加氣站地處市區(qū)，周邊又有城市CNG管網(wǎng)，可與管網(wǎng)公司協(xié)商，通過(guò)城市管網(wǎng)回收，降低LNG加氣站的損耗。如2017年初某公司新建L-CNG加氣站，每天LNG銷量只有0.4 t，CNG銷量2.5 t，連續(xù)2個(gè)月的單月LNG損耗都達(dá)12 t。通過(guò)增設(shè)加熱器與增壓泵，將BOG轉(zhuǎn)化為CNG，使LNG單月?lián)p耗量降為2 t，單月?lián)p耗降低為10 t。

2.7 其他

通過(guò)熟練加液操作,可減小甚至排除加液損耗；進(jìn)液時(shí)罐車(chē)吹掃、氣液是否卸凈、儲(chǔ)液罐排放壓力選擇等，都可降低進(jìn)液損耗。另外，通過(guò)技術(shù)監(jiān)督部門(mén)協(xié)助，可調(diào)整加氣機(jī)計(jì)量誤差等。

3結(jié)束語(yǔ)

本文為L(zhǎng)NG加氣站降低損耗提供了相應(yīng)對(duì)策，為企業(yè)搶占布點(diǎn)爭(zhēng)奪LNG市場(chǎng)打消了后顧之憂。當(dāng)然LNG是新興業(yè)務(wù)，還需要不斷深入摸索與總結(jié)LNG加氣站損耗管理的經(jīng)驗(yàn)，從而達(dá)到降低損耗，提高效益之目的。

[1] 徐順福.成品油計(jì)量與管理[M].北京:中國(guó)石化出版社,2015.

[2] 張進(jìn).淺析LNG加氣站儲(chǔ)罐計(jì)量準(zhǔn)確性影響因素及對(duì)策[J].石油庫(kù)與加油站.2015(3):14-18.

[3] 王友良.加氣站庫(kù)存儲(chǔ)氣(液)量的計(jì)算[J].石油庫(kù)與加油站.2017(1):4-8.