关于LNG加气站损耗问题的分析

关于LNG加气站损耗问题的分析

陈鹏

乌海华油天然气有限责任公司内蒙古乌海市016000

摘要：在加气站发展过程中，对管理水平的要求较为严格，且容易受到环境、人为、科技等因素的影响。在实际运营中，加气站的建设与完善在不断满足现代人们生活工作需要的同时，也存在一定的能耗问题，对于节约能源和安全生产造成一定的不利影响。

关键词：LNG加气站；损耗问题；控制措施

引言

目前，天然气加气站主要有CNG、LNG和LCNG三种形式。天然气汽车节能减排效果显著。近年来，各级政府积极鼓励使用清洁能源汽车，LNG加气站将迎来“黄金”发展期，但投运前阶段因LNG销量小，会产生大量的BOG(全称BoilOffGas)气体，LNG加气站损耗率会大于定额损耗率5%，甚至会大于10%以上。LNG加气站的损耗分为正常损耗和异常损耗。正常损耗是LNG加气站在正常运营过程中，由于工艺流程、常规设备维护，加液枪的插拔操作，罐车卸液软管内吹扫、置换等正常的系统排放损耗。异常损耗主要是工艺设计不合理、选用不合适的保温方式、销量偏小、气源温度高等原因引起的，因此，如何降低LNG加气站异常损耗是摆在企业面前的重要课题。

1控制卸车作业损耗

1.1通过潜液泵卸车时，泵池气相放空阀长时间开启

在泵卸车工艺流程下，泵池气相空间与储罐相连管路阀门处于关闭状态。将槽车与泵池之间的液相管路导通后，泵池中的BOG需要手动放空，以达到引液和使潜液泵顺利运转的目的。在潜液泵顺利运转后需要及时关闭手动排空阀门，若卸车过程中此阀门长时间开启，LNG将会通过放散管路排放。同时卸液接近尾声时，在气液两相流时，进入泵池气态天然气也需要通过放空管理排空，以使泵顺利运转。另外，当槽车装有质量较差的LNG到站时，LNG饱和温度较高，一般高于-148℃时，LNG流入泵池时也会产生较多的气态天然气。这种情况下，为使泵顺利运转，也需要不断排空泵池中的气态天然气，同样会使损耗增加。

1.2卸车后槽车内LNG残留较多

LNG的低温深冷液体特性，其盛装容器和管道阀门等都是特种钢材，储存输送也是一个封闭系统，不能直视其在容器中盛装量，只能通过液位计或液位变送器间接得到容器中的盛装量。目前无论槽车还是站内LNG储罐液位计都未进行强制检验，其测量精确度会影响操作人员对卸液量的判断。另，为保证LNG潜液泵的净正吸入压头，槽车需维持一定压力，边卸液边增压，是一种动态的过程。在卸车作业接近终了时，若槽车压力过低，则潜液泵不能正常运转，残留LNG增多；若槽车内余压过高也会使磅差增大。贸易结算时，每车液容许磅差是±200kg，根据LNG特性和实际管理经验，槽车罐车应平放或罐车头部比尾部略高，在卸车结束时槽车压力控制在0.3~0.35MPa之间，可有效控制磅差，一般损耗在50~100kg之间，极个别情况才会出现负损耗情况。另外，通过槽车和储罐液位表对照，判断卸液量。有经验的操作员会通过感知卸液软管的振动，或缓慢打开槽车尾部出液管路放空阀等途径判断槽车内的残余LNG情况。

2BOG的产生与LNG的蒸发

2.1良好的管道保温

加气站的管道保温一般有两种，即使用真空管道和现场裸管做保温处理。真空管保温效果好，但受多种因素影响，内部膨胀节容易受损致使管路失真空，且真空管路需要厂家定制，一旦失真空维修周期较长。裸管保温方式有聚氨酯发泡、福乐斯缠绕等多种方式。从各加气站的实际使用效果来看，无论从维修更换的方便性、保温效果，福乐斯保温裸管保温更具有一定的优势，但要注意消除长直管道由于热胀冷缩引发的引力变形。

2.2选用绝热效果良好的储罐

LNG站用储罐的绝热方式一般有两种，即填珠光砂和高真空多层缠绕绝热。填珠光砂储罐制造工艺相对简单，价格也相对较低。高真空多层缠绕绝热，是用锡箔纸、铝箔纸及保温纸将储罐内胆反复缠绕后再对储罐抽真空，绝热效果较前者好，也减轻了罐体重量，但价格相对较高。无论哪种储罐，真空度的降低，都会使绝热效果变差，致使蒸发器生产过多。日加气量少于4t，储罐液体周转时间超过5天的站点，最好选用高真空多层缠绕绝热储罐，并按照规定要求，定期对储罐进行真空度测试。

2.3PLC控制系统设置泵池进液阀关闭时间

真空泵池虽有一定的保温效果，但由于自身结构原因保温效果会有所欠缺。在泵池进液阀门常开的情况下，泵池中LNG的不断蒸发，回流储罐致使其压力上涨。若在PLC程序调试时，将泵池进液阀门设置为加液后5~10分钟自动关闭，在5个小时以上的加气停歇空闲时段内，蒸发后的LNG得不到补充，便可有效控泵池LNG的蒸发。

2.4尽量减少管路阀门、弯头的数量，缩短管路的长度

为了保证加气站的安全运行及达到工艺要求，一定数量的阀门、弯头等管件是必不可少的。但在管路中每增加一个管件、每增加管路的长度，都会增加BOG的生成点。因此，在保证规范、工艺和安全要求的前提下尽量减少管路阀门、弯头的数量，缩短管路的长度。

2.5注意检查泵后增压气动阀关闭情况

气动阀门因调节不当，会导致出现关闭不严的情况。如图1所示：

图1

若增压调压汽化器前端气动阀关闭不严，在加气或卸车的过程中会有LNG进入汽化器蒸发为气体进入储罐，导致压力升高。此阀关闭不严，阀后管路会结霜结露，巡检时要注意观察。

3运输接卸过程控制

（1）合理准确的上报调液计划，保证站内整车卸液尽量避免分卸，保证站内卸液不押车，押车时间过长会导致液体温度升改变液体温度性质，造成LNG液体在储存过程中压力增长较快。（2）在卸液过程中保证正确操作，在储罐压力高时应和槽车进行气液平衡压力。（站内储罐气相管连接槽车出液口，使站内储罐气体通过槽车储罐底部进入，不但液化了部分气体，而且还降低了槽车压力升高速度）。（3）调整好卸液的时间段，尽量选择夜间无车加气或加气车辆较少时卸液，在卸液过中尽量不要停止卸液，保证卸液一次完成。（4）经常性的对管道保温进行检查维护保养，确保管道气化率保持在最低水平内。（5）卸液即将结束时，先关闭槽车回气阀门，降低潜液泵频率，将进液阀关小，保证潜液泵抽到不带负荷（看潜液泵电流），然后关闭槽车出液阀门，把管道里的液用泵抽空后再停止卸液，这样避免了卸液后管道内的损耗。（6）槽车过磅时站内人员必须跟车监督保证过磅数据真实有效。（7）部分老式槽车储罐在拖挂上水平安装不带倾角，卸液时损耗比带倾角的槽车要高一些，公司对场地比较宽阔的加气站，卸液区都增加了15°倾角的卸车平台，使老式槽车的尾部出液口处于最低点，降低了老式槽车的卸液损耗。

4进行工艺改造

（1）储罐至加液机间管道较细（改造前￠25，改造后￠40）弯头较多，在加液过程中，液流受阻加液机工作一段时间，造成低温泵内气体过多，需要从低温泵处进行排气，增加泵内液量才能正常加液。（2）建站时储罐位置较低，改造后将储罐提高40CM，加大储罐与低温泵的位差，减少液流自然阻力。

结语

一般站用LNG储罐多为60m3，储存LNG约22t，对于日加气量小于4t的站点，储存LNG周转周期5天以上，因储罐超压排放是导致损耗的主要原因，主要从减少BOG生产和LNG蒸发、优化加气站设计方面考虑。而对日加气量较大，每个卸液周期内都不会因储罐超压而放空的气站，此时的损耗要着重从卸车及漏点两个方面考虑解决问题。

参考文献

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