淺析大型LNG船氣體試航程序

李小龍

摘要：目前隨著國家對環(huán)境保護的重視，對使用清潔型能源的加快推進，LNG作為一種常用清潔型能源被廣泛使用，部分國家擴大對LNG能源的進口，使得LNG能源運輸船的規(guī)模逐漸擴大，LNG船的訂單不斷增多。現(xiàn)國內(nèi)已經(jīng)擁有成熟的LNG船建造技術，本文主要對LNG船完工后氣體試航程序進行簡單概述，以其為相關人員提供參考。

關鍵詞：LNG;氣體試航;清潔能源

引言

LNG船氣體試航是一個非常重要和復雜的程序，它檢驗著這艘LNG船的液貨艙部分是否有泄漏以及LNG低溫設備及管路的質(zhì)量。氣體試航包括大艙干燥、大艙惰化、氣體置換、液貨艙冷卻、部分裝載、液貨艙之間的駁運、液貨艙卸載、液貨艙升溫、液貨艙惰化、液貨艙通風等程序。

1 氣體試航程序

1.1 大艙干燥（氣體試航前）

貨艙需要進行完全干燥，有惰氣發(fā)生器的干空氣模式產(chǎn)生的干空氣進行貨艙的干燥，使貨艙露點降到-20℃或更低，此時貨艙內(nèi)要保證一定的壓力6-19kpa。注意夏季惰氣發(fā)生器產(chǎn)生的干空氣由液貨管送到各艙（底部注入）或冬季由氣穹送到各艙（頂部注入），置換出的氣體通過揮發(fā)氣管（夏季）或通過液體總管（冬季）送到透氣桅。需隔兩小時記錄一次貨艙的露點以及惰氣發(fā)生器出口溫度、壓力和流量，并時刻監(jiān)測貨艙內(nèi)的壓力和溫度。

1.2 大艙惰化（氣體試航前）

將各大艙用惰性氣體進行惰化。用惰氣發(fā)生器產(chǎn)生的惰氣來置換大艙內(nèi)的干空氣。使貨艙內(nèi)露點低于-40℃，氧氣含量低于2%。惰氣發(fā)生器產(chǎn)生的惰氣由液貨管送到各艙（底部注入），置換出的干空氣通過揮發(fā)氣管路送到透氣桅排出。

如果采用液氮進行貨艙惰化，需從岸邊介入液氮，到LNG汽化器將液氮汽化再進行與艙內(nèi)的干空氣進行置換。

1.3 氣體置換

在氣體置換之前，船舶已經(jīng)停靠在LNG氣站，惰氣化結(jié)束，與岸站通訊已經(jīng)建立，裝載臂連接完成，除液貨艙外，其余液體管路、氣體管路、集管、安全閥管路以及加熱器、汽化器，壓縮機，至GCU燃氣管均氮氣化結(jié)束，使露點低于-25℃，含氧量小于4%。

做好檢查后，告知岸站人員開始提供LNG液體（低流量），開始冷卻集管和汽化器之間的管路，管路冷卻大約2小時結(jié)束。當管路足夠冷卻后進行冷態(tài)的ESD測試，檢查結(jié)霜情況。一切檢查正常后，通知岸站逐步增大流量值達到正常值，艙內(nèi)壓力保持在6-19kpa。此時從岸站輸送的LNG經(jīng)過LNG汽化器進行汽化后由氣穹送到貨艙與貨艙的惰氣進行置換，惰氣返岸，如果岸站不接受惰氣返岸，只能通過透氣桅進行排放。如艙內(nèi)壓力過大，可以啟動HD壓縮機進行減壓。

從每艙的頂部、中部、底部逐一檢查CO2/CH4的含量，當CO2含量小于1%，CH4含量大于99%時，揮發(fā)氣返岸結(jié)束。

1.4 液貨艙冷卻

在進行貨艙冷卻之前，要檢查隔離空艙的壓力和溫度，乙二醇加熱器運行是否正常，隔離空艙溫度要求大于+5℃，壓力要求：液貨艙壓力≥初級≥次級絕緣層。開始冷卻，LNG由氣穹噴淋裝置噴淋貨艙，液貨艙內(nèi)的LNG氣體通過船上的揮發(fā)氣總管送至岸站，保持貨艙壓力，如果貨艙壓力過高，揮發(fā)氣返岸壓縮機啟動并告知岸站，如果壓力持續(xù)上升，可以啟動HD壓縮機或要求岸站減少LNG的供應。

當液貨艙泵塔上最低的4個溫度傳感器的平均溫度達到-130℃時，泵塔上最低點的溫度傳感器溫度同液態(tài)LNG溫度相同時，冷卻結(jié)束。

1.5 部分裝載

裝載前通知岸站人員用低流量LNG輸送，用于液貨主管的冷卻，當液貨管尾部溫度傳感器溫度足夠低時（接近-100℃）時證明管路冷卻結(jié)束。通過開閥操作將貨艙與岸站LNG罐連通，保持壓力一致，若裝載過程中，液貨艙壓力持續(xù)上升，可開啟一臺HD壓縮機進行減壓，使艙內(nèi)壓力低于19kpa，當裝載到液貨艙液位的90%時，降低裝載速度，直至裝滿（只裝滿一個液貨艙）。

1.6 液貨艙之間的駁運

液貨艙之間的駁運所需要的泵有液貨泵、掃艙泵、燃氣泵，泵的注意事項由廠家進行確認，當泵第一次啟動后如被迫停止，如需重新啟動，注意時間間隔，泵最初運行是在艙內(nèi)自循環(huán)狀態(tài)下進行的。對掃艙泵進行測試，手動啟動掃艙泵，從貨艙排出管排出后通過該艙注入管返回至艙內(nèi)，記錄泵的相關參數(shù)。燃氣泵、液貨泵測試與掃艙泵測試方法相同。

在貨艙駁運之前，掃艙總管與液貨總管需要冷卻，同時貨艙也需要再次冷卻，冷卻狀態(tài)通過溫度表查看，目標-100℃。開始液貨駁運，啟動液貨泵，液貨泵的啟動要在系統(tǒng)設置中定義啟動程序，當兩臺液貨泵達到停止液位時會分別自動停止。同時也打開掃艙泵和燃氣泵，盡可能多的液體駁運，掃艙泵和燃氣泵也會在設定的液位停止，停止后重新啟動燃氣泵，用于GCU或MGE的調(diào)試。

1.7 液貨艙卸載

當LNG液貨駁運、調(diào)試完成之后，將剩余的LNG返還岸站，啟動艙內(nèi)液貨泵將剩余液體LNG通過液貨管返還到LNG岸站，殘余部分LNG用于液貨艙升溫。

1.8 液貨艙升溫

在貨艙惰化和空氣化之前，貨艙要升到室溫，防止惰氣和空氣中的水凝結(jié)。貨艙升溫分成兩部，首先是殘余的LNG揮發(fā)成氣態(tài)，然后再進行加熱，通過HD壓縮機和HD加熱器對氣體進行循環(huán)加熱，HD加熱器出口溫度設定范圍0～+80℃（逐漸設定），待將天然氣加熱到80℃然后從注入管進入艙底，熱的天然氣進入貨艙會使殘余的液體揮發(fā)，導致貨艙內(nèi)的溫度和壓力升高，多余的揮發(fā)氣通過透氣桅排放或GCU燃燒。

1.9 試航結(jié)束后的液貨艙惰化和通風

分別用惰氣發(fā)生器產(chǎn)生的惰氣置換貨艙內(nèi)的天然氣以及用惰氣發(fā)生器產(chǎn)生的干空氣來置換貨艙的惰氣，最終達到貨艙空氣化，人員可以進入貨艙檢查維修。

2 結(jié)束語：

本文對大型LNG船氣體試航程序進行了簡要分析，但在具體試航時遠要復雜的多，其中也包括各種設備的測試，例如GCU，雙燃料發(fā)電機等設備，向船東報驗等工作，包括設計人員與現(xiàn)場技術人員，設備廠家人員，GTT技術人員，LNG氣站人員的互相配合。此次LNG船氣體試航程序，供相關技術人員參考。

參考文獻：

[1]王華路.LNG船技術發(fā)展新脈動[J].建筑工程與設計，2019.

[2]苑偉民.LNG運輸船氣試與首次裝卸操作的程序[J].船舶工藝與流程，2014.

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