LNG卸車問題及解決方法探究

江流財（廈門華潤燃?xì)庥邢薰荆＝◤B門361008）

LNG卸車問題及解決方法探究

江流財（廈門華潤燃?xì)庥邢薰荆＝◤B門361008）

隨著國家對環(huán)境保護(hù)的重視程度加深，天然氣取代石油作為汽車的主要動力能源已成趨勢。而由于液化天然氣（LNG）較之壓縮天然氣（CNG）具有更強(qiáng)的續(xù)航能力，LNG越來越受廣大用戶青睞。LNG加氣站也日益增多。本文在此現(xiàn)狀下分析和探討LNG加氣站在卸車過程中的常見問題及解決辦法，并論述LNG加氣站卸銷差成因及控制措施。

LNG加氣站；卸車；卸銷差

液化天然氣（簡稱LNG）是將天然氣凈化處理后，經(jīng)超低溫（～162℃）常壓液化而形成，是天然氣的另一種存在形態(tài)，具有易燃易爆、易蒸發(fā)、易泄漏、易擴(kuò)散、易產(chǎn)生靜電、超低溫等特性。這些特性給LNG的儲存和裝卸帶來了難題。對LNG卸車過程中的常見問題及LNG加氣站卸銷差成因進(jìn)行研究，有利于降低發(fā)生事故的風(fēng)險，避免出現(xiàn)人員傷亡事故；同時也可降低加氣站卸銷差，從而降低加氣站運(yùn)營成本。

1　LNG卸車作業(yè)常見問題及解決辦法

由于LNG加氣站建站位置、站內(nèi)工藝設(shè)計、設(shè)備選型等因素影響，LNG卸車時常會遇到以下問題：

1.1槽車需分卸

LNG加氣站較為常用的是水容積為60m3的立式或臥式儲罐。以60m3的立式儲罐為例，完全充滿時可充裝23噸的LNG。但由于充裝系數(shù)（一般為0.85～0.9）及儲罐最低液位（為了確保儲罐處于安全狀態(tài)，會人為設(shè)置最低液位，當(dāng)儲罐內(nèi)的液位達(dá)到最低液位時，潛液泵無法再從儲罐取液，最低液位值一般為儲罐總?cè)莘e的10%）的影響，在用的LNG儲罐一次性最多只能充裝20噸。然而市場上最常用的槽車裝載量都在21噸以上。因此槽車到站后需要分兩次甚至多次卸液。此做法操作麻煩，耗時久，并且容易導(dǎo)致卸車完成后槽車內(nèi)殘液過多。

解決此問題的方法如下：一是在儲罐選型時考慮水容積更大的儲罐；二是與LNG供應(yīng)商協(xié)商，指定使用裝載量在20噸以下的槽車運(yùn)送天然氣；三是與供應(yīng)商協(xié)商按實(shí)卸量結(jié)算；四是與一定范圍內(nèi)的兄弟站點(diǎn)共卸一車。

1.2卸車作業(yè)耗時久

就目前技術(shù)而言，卸車作業(yè)有兩種方式：潛液泵卸車和自增壓卸車。由于潛液泵卸車存在如下兩個問題：①產(chǎn)生能耗；②部分站點(diǎn)為單泵運(yùn)行設(shè)計，潛液泵在卸車時無法進(jìn)行加液操作。故大多數(shù)站點(diǎn)選擇自增壓卸車：

自增壓卸車操作需主要進(jìn)行以下幾個環(huán)節(jié)：接管→儲罐降壓→槽車升壓→進(jìn)液→槽車降壓→拆管。儲罐降壓和槽車升壓的目的是使槽車與儲罐之間形成0.2MPa的順壓差，利用壓差將液體從槽車壓入儲罐。進(jìn)液完成后給槽車降壓的目的是減少浪費(fèi)或?qū)⑻釂瘟颗c實(shí)卸量的誤差控制在允許范圍內(nèi)（如加氣站與供應(yīng)商按提單量結(jié)算，給槽車降壓可減少加氣站損失；如按實(shí)卸量結(jié)算，則可將提單量和實(shí)卸量的誤差控制在允許范圍內(nèi)）。經(jīng)測算，卸車總耗時一般在5h以上。

縮短卸車時間可以從“儲罐降壓”、“進(jìn)液”和“槽車降壓”這三個環(huán)節(jié)著手。由于LNG的易蒸發(fā)性，儲罐內(nèi)的液體存放時間超過3天后，儲罐壓力會達(dá)到0.7MPa以上，而槽車上的安全閥起跳壓力一般在0.65MPa～0.75MPa。為使槽車壓高于儲罐壓，必須先對儲罐進(jìn)行降壓操作。節(jié)約“儲罐降壓”環(huán)節(jié)的耗時，是指在槽車到站之前，提前將儲罐壓力降低至最低水平。采用直接排空法進(jìn)行提前降壓顯然不可行，那就只能在設(shè)計時提前考慮裝設(shè)BOG回收裝置，利用BOG氣化器和小型壓縮機(jī)，將儲罐內(nèi)的氣相引入市政管網(wǎng)。此方法同樣可縮短“槽車降壓”環(huán)節(jié)的用時。而縮短“進(jìn)液”環(huán)節(jié)的時間，則是將槽車與儲罐的壓差增大。經(jīng)測算，壓差從0.2MPa增大至0.3MPa，進(jìn)液時間可縮短0.5h左右。但由于壓差越大則液體流速越大，越容易產(chǎn)生靜電，故壓差不允許無限大，一般控制在0.3MPa以內(nèi)較為安全。

1.3槽車殘液多

正常情況下，卸液結(jié)束后槽車內(nèi)只有氣相，不會殘留液相。但由于某些原因，會留有部分液體無法卸出。此時無論是將槽車壓再次增高還是采用潛液泵抽取，均無法將殘液卸出。這是造成按提單量結(jié)算的LNG加氣站卸銷差大的最主要原因。造成槽車內(nèi)殘液過多的原因及解決辦法如下：

（1）地勢原因。常見的LNG槽車都是尾部卸液，出液管在槽車的尾部。為保證卸液順利，槽車設(shè)計時便有考慮將槽車頭部略高于尾部，形成“頭高尾低”的狀態(tài)。槽車進(jìn)入加氣站后，如因地勢原因?qū)е虏圮囂幱凇邦^低尾高”的狀態(tài)，將導(dǎo)致少量LNG存留在槽車前部而無法到達(dá)出液管處，造成殘液過多。將卸車平臺設(shè)計成坡度或?qū)⒉圮囓囶^處墊高，使槽車保持“頭高尾低”的狀態(tài)即可解決此問題。

（2）儲罐壓力過高。儲罐壓力過高將導(dǎo)致槽車與儲罐的順壓差達(dá)不到0.2MPa，不但影響卸車時間，還會造成槽車內(nèi)液體無法全部卸出。此時只需將儲罐壓力提前通過BOG回收系統(tǒng)降低至適當(dāng)值或?qū)逇庀嘁氩圮囈合啵美湟簩庀嗬淠祲海涂山鉀Q此問題。

（3）槽車內(nèi)的液體溫度過高。液體存放時間過長、經(jīng)過多次增壓卸車等原因都會導(dǎo)致槽車內(nèi)液體溫度過高。采用上進(jìn)液（頂進(jìn)液）操作時，儲罐壓力降低緩慢或不降低，在進(jìn)液后期順壓差不能繼續(xù)保持，最終使得槽車內(nèi)殘留液體過多。目前來說，無論是采用自增壓卸車還是潛液泵卸車，均不能很好地解決該問題。故保證到站的液體為“新液”很有必要。

（4）作業(yè)人員操作失誤。卸車過程需要作業(yè)人員時刻關(guān)注槽車壓力和儲罐壓力的變化，特別是進(jìn)液快結(jié)束時要確保槽車壓高于儲罐壓0.1MPa以上。如果此時因?yàn)椴僮魇д`導(dǎo)致槽車壓與儲罐壓接近，剩余液體將無法卸出。解決此問題的辦法是設(shè)立專門卸車作業(yè)人員，并加強(qiáng)對作業(yè)人員的培訓(xùn)，提升卸車技能。

2　LNG加氣站卸銷差成因及控制措施

對于LNG加氣站來說，控制卸銷差是降低加氣站運(yùn)營成本的最重要手段之一。正常情況下卸銷差的成因主要有以下幾點(diǎn)：

（1）進(jìn)液開始前的儲罐降壓、管路吹掃；

（2）進(jìn)液結(jié)束后的管路排空、槽車降壓。

進(jìn)液開始前，為建立順壓差，需要將儲罐壓降低。有些加氣站受卸車時間限制，會一味追求節(jié)省時間而將儲罐氣相直接排空，不僅污染環(huán)境，還造成極大浪費(fèi)。據(jù)估算，儲罐液位處于最低液位時，每放散0.1MPa的壓力，相當(dāng)于排放75kg的LNG。如要從根本上解決此問題，應(yīng)該在加氣站建設(shè)的時候增加BOG回收系統(tǒng)，使過高的壓力通過BOG回收系統(tǒng)回收進(jìn)市政管網(wǎng)。

進(jìn)液前還需進(jìn)行管路吹掃工作，防止管路中的雜物隨液相進(jìn)入儲罐導(dǎo)致事故。吹掃工作是必須進(jìn)行的，也就是說這一環(huán)節(jié)一定會產(chǎn)生損失。但我們可以通過采用給軟管接頭增加盲板或用帆布套套住接頭，防止雜物進(jìn)入軟管，可大大減少管路吹掃時間和吹掃造成的氣相損失。

進(jìn)液結(jié)束后需對槽車進(jìn)行降壓處理。如果直接排空，也造成浪費(fèi)，此時也可以采用BOG回收系統(tǒng)對剩余氣相進(jìn)行回收。

進(jìn)液結(jié)束后，各管路內(nèi)，特別是液相軟管還存留著大量的液體。如果立即就進(jìn)行拆管作業(yè)，不僅安全隱患大，還有較大浪費(fèi)。此時可通過操作閥門切斷進(jìn)液管路與儲罐的連接，使進(jìn)液管路與BOG回收系統(tǒng)相通，利用槽車內(nèi)的壓力將軟管內(nèi)的液體壓入BOG回收系統(tǒng)內(nèi)。

3　結(jié)語

隨著LNG加氣站的進(jìn)一步增多以及企業(yè)的安全意識、成本意識越來越強(qiáng)，卸車作業(yè)是否順暢將會得到越來越廣泛的關(guān)注。能否及時有效解決卸車過程中遇到的問題，能否降低卸銷差，將直接關(guān)系到企業(yè)在車用氣行業(yè)的競爭力。因此探究相關(guān)問題解決方法極有必要。

［1］周淑慧，楊義，王占黎.加快LNG汽車推廣，促進(jìn)交通運(yùn)輸行業(yè)綠色低碳發(fā)展［J］.國際石油經(jīng)濟(jì).2012（06）.

［2］孫憲航，陳保東，張莉莉，劉杰，李征帛，杜義朋.液化天然氣BOG的計算方法與處理工藝［J］.油氣儲運(yùn).2012（12）.

［3］于嘉懿.LNG卸車操作流程的介紹與優(yōu)化［J］.城市燃?xì)?2014（12）.