LNG加氣站卸車方式的實用性能分析

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

（張家港中集圣達因低溫裝備有限公司， 江蘇 張家港 215632）

近年來，隨著我國LNG工業(yè)的快速發(fā)展，到2018年底，全國已建成2000多個LNG加氣站，并已成功投產(chǎn)。面對市場龐大的需求量，LNG槽車的卸車工序尤其重要，如何能安全卸車、降低安全風險、縮短卸車時間、減少運行成本、提高設(shè)備的使用壽命等問題，成為客戶的主要關(guān)注點。本文針對不同卸車方式的差異進行詳細分析對比，現(xiàn)場可根據(jù)實際情況進行擇優(yōu)選擇卸車方式。

LNG 卸車方式；操作性；經(jīng)濟性；安全注意

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，以及政府政策的大力推動，LNG加氣站已經(jīng)初步進入了一個成熟階段，然而在國內(nèi)許多LNG加氣站上，大多數(shù)LNG操作人員未經(jīng)過系統(tǒng)培訓，無法掌握LNG卸車的理念，存在很多不合理的卸車操作，導致了很多事故的發(fā)生，因此能安全而且高效的完成卸車工序，這對于每一個加氣站運營者都應(yīng)引起極度重視，本文將針對這些問題詳細分析探討。

1 LNG卸車的理念

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

2 LNG的卸車方式

目前市場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LNG加氣站內(nèi)的潛液泵將LNG從槽車內(nèi)倒入到LNG儲罐中。主要設(shè)備包括LNG槽車、潛液泵、LNG儲罐， LNG液體通過LNG槽車卸車液相口順著管路流進潛液泵內(nèi)，潛液泵通過葉輪旋轉(zhuǎn)將LNG增壓至一定壓力后流入LNG儲罐。與此同時，需要將LNG槽車的氣相口與儲罐的氣相口進行連接，以此來解決LNG槽車中液體減少引起的壓力波動。同時在另一方面，保證了LNG儲罐中壓力的穩(wěn)定，不會因為壓力的急劇升高，而開啟排放閥，對儲罐進行壓力排放，整個過程可直接作業(yè)，無需進行額外操作。

（2）差壓式卸車

該卸車方式是通過槽車內(nèi)LNG流入站內(nèi)增壓器液相口，通過空氣對流增壓后將NG從增壓器氣相口回流到LNG槽車，然后再通過槽車卸車液相口進行卸液進入儲罐的操作。此卸車模式需要用到主要設(shè)備是LNG增壓器。在進行卸車前，可先對LNG槽車和LNG儲罐進行平壓操作，先提高LNG槽車的壓力。此方式在卸車的過程中，需保證先降低LNG儲罐的壓力，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 卸車前準備

（1）LNG槽車司機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應(yīng)，連接完后需進行對應(yīng)復查。

（3）開啟氮氣吹掃閥門，對卸車軟管進行氮氣吹掃工作。重復操作4~5次，確保軟管中無雜質(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)先考慮開啟儲罐頂部進液閥，尤其是首次進液時，必須采用頂部進液方式，確保儲罐均勻冷卻、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）在卸車過程中，保持對液位的實時觀察，當發(fā)現(xiàn)儲罐壓力低于0.3 MPa或更低時，需進行切換操作，此時可以開啟儲罐下進液口的閥門，讓上下進液管路同時進行進液，當液位顯示為50%時，應(yīng)關(guān)閉下進液閥，當充裝至容積的85%時，按操作柱“停止按鈕”停止充裝3 min，靜靜等待，讓儲罐內(nèi)液面得以穩(wěn)定后，然后再次通過上進液的管路繼續(xù)進行卸車。

3.4 卸車注意事項

（1）在充裝到槽車剩余1噸左右時，此時槽車輸送的液體可能存在氣液混合狀態(tài)，如果直接從上進液，將會導致儲罐壓力升高，為防止此種情況，先打開下進液，再關(guān)閉上進液，適當調(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，因為此時在槽車內(nèi)部由于LNG的流出越來越少，槽車的氣相空間已越來越大，所以將槽車中最后剩余的氣液混合物，通過儲罐下管路的進液口進入儲罐，直至將槽車中的液體全部充裝至儲罐內(nèi)，且保證此時槽車內(nèi)的壓力與儲罐內(nèi)的壓力基本一致。

4 LNG卸車方式的操作性對比

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

（2）潛液泵卸車的缺點：潛液泵卸車需提前對潛液泵進行預冷操作，對操作人員的熟練度有一定的要求，而且若是卸車前未對管道進行嚴格吹掃或未對泵池進行充分預冷，一旦雜質(zhì)或水分進入泵池，將會對潛液泵的葉輪產(chǎn)生超工作的負荷，導致磨損，降低泵的使用壽命。

（3）壓差卸車的優(yōu)點：整個操作流程相對比較簡單，只需控制少數(shù)閥門即可進行卸車，整個卸車過程中，無需切換卸車模式。

（4）壓差卸車的缺點：當卸車時遇到儲罐壓力很高的情況，則需要進行另外一種操作，可以通過卸車橇內(nèi)氣液聯(lián)通管路，將LNG儲罐氣相口連接槽車液相口進行平壓操作，使氣體經(jīng)過槽車下進液管路，從而降低LNG儲罐內(nèi)的壓力，然而此方式存在的不利之處是會導致槽車內(nèi)的LNG液體的溫度升高3～10 ℃。同時在自增壓卸車的過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，對槽車內(nèi)LNG有一定量的損耗，如果在卸車時儲罐內(nèi)壓力進行了升高,我們需及時開啟儲罐氣相口放散閥門，降低儲罐內(nèi)的壓力, 以此確保LNG槽車和LNG儲罐之間的壓力差值是恒定存在的，否則無法讓卸車順利進行。

5 LNG卸車方式的經(jīng)濟性對比

潛液泵卸車時需啟動潛液泵，整個過程中需持續(xù)消耗電能。而且潛液泵的每一次使用，都是對潛液泵的壽命在進行消耗。（潛液泵維修一次費用約：40 000元，使用時間約4 000～6 000 h，即每小時泵的平均費用約為：10元左右），卸車大概3 h，即使用一次泵卸車，費用約30元，若存在對泵的不恰當使用，且卸車次數(shù)較頻繁，此費用會持續(xù)往上增加。

自增壓卸車相較于潛液泵卸車，對設(shè)備使用維修費用較低，但是在卸車過程中，若存在有持續(xù)的循環(huán)預冷、加液操作，儲罐壓力會進行升高，，從而影響自增壓卸車的速度甚至導致無法卸車。同時對比自增壓卸車與潛液泵卸車，正常情況下，自增壓卸車的時間會多出近1 h。通過對比，在一般常規(guī)LNG加氣站，考慮到節(jié)約資源，保證利潤的最大化,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

（1）LNG槽車開車進站后需控制行車速度，不宜過快，并根據(jù)站內(nèi)指示，按要求將方位停車并進行熄火，同時需要設(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“正在卸車請勿靠近”的警示牌。

（2）LNG運營者必須充分了解LNG槽車上的性能、一級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)培訓和安全培訓。

（3）卸車過程中，需保證LNG 槽車內(nèi)壓力平穩(wěn)，在卸車過程中，LNG運營者和槽車司機不得同時離開卸車場地，并嚴格按照操作規(guī)程操作，時刻觀察壓力變化情況，避免因各種疏漏而導致的事故發(fā)生。卸車結(jié)束后，槽車司機在需確認金屬軟管是否已脫離LNG槽車，不能有任何掛靠物在槽車上，方可啟動車輛。

（4）LNG站內(nèi)操作人員在進行工作室必須佩戴好各種防護工具，不可存在僥幸心理，時刻保護好自己，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，對緊急事故進行滅火處理。

7 結(jié) 語

短期內(nèi)，LNG行業(yè)必將還會有迅猛的發(fā)展，建立一個良好的卸車體系，規(guī)范和正確的進行卸車操作，對每一個LNG加氣站運營者都是重中之重的事情。目前在中國政府的大力支持下，LNG行業(yè)必將進入一個更好的未來。

［1］湯蒙菲，徐煬. 危險與可操作性分析在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

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（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)和運營工作。

TQ022.12+5

A

1004-0935（2020）01-0070-03