LNG加氣站卸車方式的實(shí)用性能分析

沈益，吳志燕，顧楓，錢力，韋志文，譚軍

LNG加氣站卸車方式的實(shí)用性能分析

沈益，吳志燕，顧楓，錢力，韋志文，譚軍

（張家港中集圣達(dá)因低溫裝備有限公司， 江蘇 張家港 215632）

近年來(lái)，隨著我國(guó)LNG工業(yè)的快速發(fā)展，到2018年底，全國(guó)已建成2000多個(gè)LNG加氣站，并已成功投產(chǎn)。面對(duì)市場(chǎng)龐大的需求量，LNG槽車的卸車工序尤其重要，如何能安全卸車、降低安全風(fēng)險(xiǎn)、縮短卸車時(shí)間、減少運(yùn)行成本、提高設(shè)備的使用壽命等問題，成為客戶的主要關(guān)注點(diǎn)。本文針對(duì)不同卸車方式的差異進(jìn)行詳細(xì)分析對(duì)比，現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行擇優(yōu)選擇卸車方式。

LNG 卸車方式；操作性；經(jīng)濟(jì)性；安全注意

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及政府政策的大力推動(dòng)，LNG加氣站已經(jīng)初步進(jìn)入了一個(gè)成熟階段，然而在國(guó)內(nèi)許多LNG加氣站上，大多數(shù)LNG操作人員未經(jīng)過(guò)系統(tǒng)培訓(xùn)，無(wú)法掌握LNG卸車的理念，存在很多不合理的卸車操作，導(dǎo)致了很多事故的發(fā)生，因此能安全而且高效的完成卸車工序，這對(duì)于每一個(gè)加氣站運(yùn)營(yíng)者都應(yīng)引起極度重視，本文將針對(duì)這些問題詳細(xì)分析探討。

1 LNG卸車的理念

液化天然氣的卸載過(guò)程是將LNG槽車的液化天然氣以某種方式轉(zhuǎn)移到LNG加氣站的儲(chǔ)罐內(nèi)的操作。

2 LNG的卸車方式

目前市場(chǎng)上共有兩種卸載方式：

① 潛液泵卸車；

② 差壓式卸車。

（1）液泵卸車

該卸車方式是通過(guò)LNG加氣站內(nèi)的潛液泵將LNG從槽車內(nèi)倒入到LNG儲(chǔ)罐中。主要設(shè)備包括LNG槽車、潛液泵、LNG儲(chǔ)罐， LNG液體通過(guò)LNG槽車卸車液相口順著管路流進(jìn)潛液泵內(nèi)，潛液泵通過(guò)葉輪旋轉(zhuǎn)將LNG增壓至一定壓力后流入LNG儲(chǔ)罐。與此同時(shí)，需要將LNG槽車的氣相口與儲(chǔ)罐的氣相口進(jìn)行連接，以此來(lái)解決LNG槽車中液體減少引起的壓力波動(dòng)。同時(shí)在另一方面，保證了LNG儲(chǔ)罐中壓力的穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)閴毫Φ募眲∩?，而開啟排放閥，對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行壓力排放，整個(gè)過(guò)程可直接作業(yè)，無(wú)需進(jìn)行額外操作。

（2）差壓式卸車

該卸車方式是通過(guò)槽車內(nèi)LNG流入站內(nèi)增壓器液相口，通過(guò)空氣對(duì)流增壓后將NG從增壓器氣相口回流到LNG槽車，然后再通過(guò)槽車卸車液相口進(jìn)行卸液進(jìn)入儲(chǔ)罐的操作。此卸車模式需要用到主要設(shè)備是LNG增壓器。在進(jìn)行卸車前，可先對(duì)LNG槽車和LNG儲(chǔ)罐進(jìn)行平壓操作，先提高LNG槽車的壓力。此方式在卸車的過(guò)程中，需保證先降低LNG儲(chǔ)罐的壓力，確保LNG槽車和LNG貯罐一直存在一定壓差，壓力的差值是保證自增壓卸車能夠順利進(jìn)行卸車的最重要因素,。

3 LNG卸車方式的操作步驟

3.1 卸車前準(zhǔn)備

（1）LNG槽車司機(jī)按要求將槽車停至指定位置，停車熄火，拉上手剎，下車上交槽車鑰匙，并在指定位置擺放警示標(biāo)志牌或工裝卡住槽車輪胎。

（2）將站上靜電接地夾連接LNG槽車，操作人員使用防爆工具連接三根LNG卸車軟管，需注意每根金屬軟管是否一一對(duì)應(yīng)，連接完后需進(jìn)行對(duì)應(yīng)復(fù)查。

（3）開啟氮?dú)獯祾唛y門，對(duì)卸車軟管進(jìn)行氮?dú)獯祾吖ぷ?。重?fù)操作4~5次，確保軟管中無(wú)雜質(zhì)和水分。

3.2 潛液泵卸車

（1）在監(jiān)控的控制界面選擇潛液泵流程為“潛液泵卸車模式”。

（2）優(yōu)先考慮開啟儲(chǔ)罐頂部進(jìn)液閥，尤其是首次進(jìn)液時(shí)，必須采用頂部進(jìn)液方式，確保儲(chǔ)罐均勻冷卻、罐內(nèi)壓力穩(wěn)定。

3.3 自增壓卸車

（1）在監(jiān)控的控制界面選擇潛液泵流程為“自增壓卸車模式”。

（2）在卸車過(guò)程中，保持對(duì)液位的實(shí)時(shí)觀察，當(dāng)發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)罐壓力低于0.3 MPa或更低時(shí)，需進(jìn)行切換操作，此時(shí)可以開啟儲(chǔ)罐下進(jìn)液口的閥門，讓上下進(jìn)液管路同時(shí)進(jìn)行進(jìn)液，當(dāng)液位顯示為50%時(shí)，應(yīng)關(guān)閉下進(jìn)液閥，當(dāng)充裝至容積的85%時(shí)，按操作柱“停止按鈕”停止充裝3 min，靜靜等待，讓儲(chǔ)罐內(nèi)液面得以穩(wěn)定后，然后再次通過(guò)上進(jìn)液的管路繼續(xù)進(jìn)行卸車。

3.4 卸車注意事項(xiàng)

（1）在充裝到槽車剩余1噸左右時(shí)，此時(shí)槽車輸送的液體可能存在氣液混合狀態(tài)，如果直接從上進(jìn)液，將會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)罐壓力升高，為防止此種情況，先打開下進(jìn)液，再關(guān)閉上進(jìn)液，適當(dāng)調(diào)節(jié)槽車出液閥門大小，這樣能保證槽車內(nèi)壓力的穩(wěn)定，因?yàn)榇藭r(shí)在槽車內(nèi)部由于LNG的流出越來(lái)越少，槽車的氣相空間已越來(lái)越大，所以將槽車中最后剩余的氣液混合物，通過(guò)儲(chǔ)罐下管路的進(jìn)液口進(jìn)入儲(chǔ)罐，直至將槽車中的液體全部充裝至儲(chǔ)罐內(nèi)，且保證此時(shí)槽車內(nèi)的壓力與儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力基本一致。

4 LNG卸車方式的操作性對(duì)比

（1）潛液泵卸車的優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)儲(chǔ)罐使用壓力較高時(shí)，只需通過(guò)LNG槽車和LNG儲(chǔ)罐簡(jiǎn)單的平壓操作或稍微降低一點(diǎn)儲(chǔ)罐的壓力，即可開啟潛液泵采用上管路進(jìn)液的操作模式，對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行卸液，使儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力得以降低。此卸車模式對(duì)貯罐要求較低，能覆蓋的操作工況較多，在有雙泵撬的情況下，1臺(tái)泵可持續(xù)加液，儲(chǔ)罐壓力維持在0.4～0.8 MPa的壓力，另外1臺(tái)泵不受影響，仍可繼續(xù)卸車，通過(guò)泵卸車，根據(jù)儲(chǔ)罐工作壓力，調(diào)節(jié)泵后壓力，基本不受儲(chǔ)罐壓力大小限制。

（2）潛液泵卸車的缺點(diǎn)：潛液泵卸車需提前對(duì)潛液泵進(jìn)行預(yù)冷操作，對(duì)操作人員的熟練度有一定的要求，而且若是卸車前未對(duì)管道進(jìn)行嚴(yán)格吹掃或未對(duì)泵池進(jìn)行充分預(yù)冷，一旦雜質(zhì)或水分進(jìn)入泵池，將會(huì)對(duì)潛液泵的葉輪產(chǎn)生超工作的負(fù)荷，導(dǎo)致磨損，降低泵的使用壽命。

（3）壓差卸車的優(yōu)點(diǎn)：整個(gè)操作流程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只需控制少數(shù)閥門即可進(jìn)行卸車，整個(gè)卸車過(guò)程中，無(wú)需切換卸車模式。

（4）壓差卸車的缺點(diǎn)：當(dāng)卸車時(shí)遇到儲(chǔ)罐壓力很高的情況，則需要進(jìn)行另外一種操作，可以通過(guò)卸車橇內(nèi)氣液聯(lián)通管路，將LNG儲(chǔ)罐氣相口連接槽車液相口進(jìn)行平壓操作，使氣體經(jīng)過(guò)槽車下進(jìn)液管路，從而降低LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力，然而此方式存在的不利之處是會(huì)導(dǎo)致槽車內(nèi)的LNG液體的溫度升高3～10 ℃。同時(shí)在自增壓卸車的過(guò)程中我們需要保證增壓一直是開啟著的，至少保證槽車內(nèi)壓力大于0.5 MPa，對(duì)槽車內(nèi)LNG有一定量的損耗，如果在卸車時(shí)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力進(jìn)行了升高,我們需及時(shí)開啟儲(chǔ)罐氣相口放散閥門，降低儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力, 以此確保LNG槽車和LNG儲(chǔ)罐之間的壓力差值是恒定存在的，否則無(wú)法讓卸車順利進(jìn)行。

5 LNG卸車方式的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

潛液泵卸車時(shí)需啟動(dòng)潛液泵，整個(gè)過(guò)程中需持續(xù)消耗電能。而且潛液泵的每一次使用，都是對(duì)潛液泵的壽命在進(jìn)行消耗。（潛液泵維修一次費(fèi)用約：40 000元，使用時(shí)間約4 000～6 000 h，即每小時(shí)泵的平均費(fèi)用約為：10元左右），卸車大概3 h，即使用一次泵卸車，費(fèi)用約30元，若存在對(duì)泵的不恰當(dāng)使用，且卸車次數(shù)較頻繁，此費(fèi)用會(huì)持續(xù)往上增加。

自增壓卸車相較于潛液泵卸車，對(duì)設(shè)備使用維修費(fèi)用較低，但是在卸車過(guò)程中，若存在有持續(xù)的循環(huán)預(yù)冷、加液操作，儲(chǔ)罐壓力會(huì)進(jìn)行升高，，從而影響自增壓卸車的速度甚至導(dǎo)致無(wú)法卸車。同時(shí)對(duì)比自增壓卸車與潛液泵卸車，正常情況下，自增壓卸車的時(shí)間會(huì)多出近1 h。通過(guò)對(duì)比，在一般常規(guī)LNG加氣站，考慮到節(jié)約資源，保證利潤(rùn)的最大化,建議優(yōu)先選擇自增壓卸車方式，若車流量很大而且站上擁有雙泵的情況下，也可用潛液泵卸車。

6 LNG卸車安全注意事項(xiàng)

（1）LNG槽車開車進(jìn)站后需控制行車速度，不宜過(guò)快，并根據(jù)站內(nèi)指示，按要求將方位停車并進(jìn)行熄火，同時(shí)需要設(shè)置車輛防滑溜設(shè)施，連接兩者之間的靜電連接線，設(shè)立“正在卸車請(qǐng)勿靠近”的警示牌。

（2）LNG運(yùn)營(yíng)者必須充分了解LNG槽車上的性能、一級(jí)各種閥門和儀表在設(shè)備上的性能，掌握操作規(guī)程、安全管理系統(tǒng)，了解LNG的性能和危害，接受技術(shù)培訓(xùn)和安全培訓(xùn)。

（3）卸車過(guò)程中，需保證LNG 槽車內(nèi)壓力平穩(wěn)，在卸車過(guò)程中，LNG運(yùn)營(yíng)者和槽車司機(jī)不得同時(shí)離開卸車場(chǎng)地，并嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，時(shí)刻觀察壓力變化情況，避免因各種疏漏而導(dǎo)致的事故發(fā)生。卸車結(jié)束后，槽車司機(jī)在需確認(rèn)金屬軟管是否已脫離LNG槽車，不能有任何掛靠物在槽車上，方可啟動(dòng)車輛。

（4）LNG站內(nèi)操作人員在進(jìn)行工作室必須佩戴好各種防護(hù)工具，不可存在僥幸心理，時(shí)刻保護(hù)好自己，避免低溫燙傷。

（5）LNG站內(nèi)操作人員必須熟悉使用滅火裝置的方式，對(duì)緊急事故進(jìn)行滅火處理。

7 結(jié) 語(yǔ)

短期內(nèi)，LNG行業(yè)必將還會(huì)有迅猛的發(fā)展，建立一個(gè)良好的卸車體系，規(guī)范和正確的進(jìn)行卸車操作，對(duì)每一個(gè)LNG加氣站運(yùn)營(yíng)者都是重中之重的事情。目前在中國(guó)政府的大力支持下，LNG行業(yè)必將進(jìn)入一個(gè)更好的未來(lái)。

［1］湯蒙菲，徐煬. 危險(xiǎn)與可操作性分析在LNG加氣站的應(yīng)用[J]. 煤氣與熱力，2019，39 (9): 36-40.

Analysis on Practical Performance of LNG Tank Car Unloading Mode in LNG Gas Stations

,,,,,

（Zhangjiagang CIMC Sanctum Cryogenic Equipment Co., Ltd., Jiangsu Zhangjiagang 215632, China）

In recent years, with the rapid development of China's LNG industry, by the end of 2018, more than 2,000 LNG gas refueling stations had been built nationwide and successfully put into production. Facing the huge demand of the market, the unloading process of the LNG tank car is particularly important. How to safely unload the car, reduce safety risks, shorten the unloading time, reduce operating costs, and improve the service life of the equipment has become the main focus of customers. In this paper, the difference of unloading mode was analyzed and compared in detail, and it was pointed that suitable unloading mode should be selected according to the actual situation.

LNG unloading method; operability; economical efficiency; safety

2019-10-17

沈益，男，工程師，從事LNG加氣站的研發(fā)和運(yùn)營(yíng)工作。

TQ022.12+5

A

1004-0935（2020）01-0070-03