利用儲罐壓力給LNG槽車增壓的BOG卸車工藝

1 概述

隨著國家發改委、國家能源局聯合印發《關于加快儲氣設施建設和完善儲氣調峰輔助服務市場機制的意見》，各地LNG接收站開始大量開工建設，截至2021年5月，中國已建成運行22座LNG接收站(含轉運站、儲備庫)，總接收能力9 230×10

t/a。LNG接收站增多，LNG槽車運輸市場也隨之變大，LNG作為管輸天然氣的重要補充，對于天然氣管網未覆蓋區域，通過槽車運輸將LNG供給工廠、民用或調峰用戶，非常便捷。

LNG槽車傳統卸車工藝耗時過長，是制約LNG氣源站運行效率的關鍵因素。本文結合實際工程項目，提出一種利用LNG真空罐壓力給LNG槽車增壓的BOG卸車工藝(以下簡稱BOG卸車工藝)。該工藝流程簡單，可大幅縮短卸車時間，提高LNG氣源站運行能力，同時節省卸車橇的占地面積，解決LNG應急氣源站卸車能力與外輸能力不匹配的問題。

本文將卸車過程分為均壓、卸液、收尾3個階段。

2 傳統卸車工藝

LNG槽車傳統卸車工藝流程見圖1(圖1～3中藍色流程線為LNG管路，紅色流程線為天然氣管路)。將卸車臺卸車增壓器的增壓軟管接到槽車增壓口，槽車LNG 經卸車增壓器氣化為低溫天然氣(在本文中，氣化得到的低溫天然氣也稱為BOG)，通過BOG管路返回至槽車儲罐氣相空間，逐步增大槽車儲罐與接收LNG儲罐(真空罐或常壓罐)之間的壓差。開啟出液閥和進液總閥可將LNG從槽車儲罐壓送至接收LNG儲罐。傳統卸車工藝流程簡單、無能耗，但卸車耗時長、設施占地面積大。

3 BOG卸車工藝

為了維持LNG槽車向常壓罐的卸車過程穩定，增壓氣必須滿足以下要求：壓力足以維持槽車儲罐和常壓罐之間的壓差；增壓氣不會額外造成LNG蒸發，其溫度維持飽和溫度；增壓氣不能是加臭之后的天然氣。真空罐內BOG能滿足以上條件。

于治療前后分別采用目測類比評分法（visual analogue scale，VAS）評定患者疼痛程度；采用Lequesne膝關節功能評分法評定患者膝關節功能。

以某市西部LNG應急氣源站(下稱西部站)為例，BOG卸車工藝流程見圖2。西部站共設4個卸車臺(圖中只顯示2個)。卸車臺增壓閥、出液閥對應槽車儲罐的BOG增壓入口和LNG出口，開啟增壓閥利用LNG真空罐BOG壓力對槽車儲罐增壓，當真空罐和槽車儲罐均壓后，通過開啟出液閥、常壓罐進液總閥，即可對LNG常壓罐進液。

4 BOG卸液工藝計算

計算開始時，設定真空罐與槽車已完成均壓。將卸液時間分為若干個時間間隔Δ

，進行疊加計算。

① 工藝計算條件

不考慮槽車儲罐BOG與LNG的傳熱、LNG管道LNG與環境的傳熱。不考慮LNG的蒸發。LNG槽車儲罐容積為50 m

，槽車儲罐內直徑3.5 m，卸液開始時刻LNG體積為45 m

。環境壓力取0.101 MPa。真空罐設有壓力調節裝置，在卸液階段能夠始終保持BOG絕對壓力穩定在0.345 MPa。常壓罐也設有壓力調節裝置，絕對壓力穩定在0.116 MPa。槽車LNG溫度為-150 ℃。卸液過程中，槽車儲罐壓力、槽車液位均隨時間發生變化。

通過實踐，當槽車儲罐液位計顯示低于200 mm時，逐漸關小出液閥至1/4開度，當液位計顯示低于100 mm時，出液閥關至1/12開度，直至槽車儲罐液位計顯示為0，關閉增壓閥。根據接收儲罐壓力情況，對槽車儲罐均壓，直至槽車儲罐壓力降至與接收儲罐壓力平衡，關閉出液閥，吹掃卸車軟管，結束卸車。

BOG卸液工藝計算簡圖見圖3。

根據圖3，根據理論與實際經驗，整個卸液過程中BOG處于湍流狀態，局部阻力取沿程阻力的0.1倍，BOG管路的水力計算見式(1)

。

(1)

進入槽車儲罐的BOG管路工況流量

和LNG管路流量

相等。根據理想氣體狀態方程，存在：

(2)

以地面為基準計算各高度。本文取局部阻力與常壓罐內LNG管道出口動壓之和為沿程阻力的2倍。LNG管路按伯努利方程，可得：

(3)

由式(1)、 (2)得：

(4)

令：

(5)

則式(4)化簡后得：

(6)

式中

——真空罐絕對壓力,Pa，取0.345×10

Pa

姜黃素通過抑制Notch1信號通路逆轉人食管癌Eca-109/VCR細胞對長春新堿的耐藥性(牛樹榮)(6):526

——槽車儲罐絕對壓力，Pa

——BOG管路長度，m，取150 m

此外，語料中的古漢語詞、古越語底層詞、古楚語詞等，需花大量的時間和精力對本字進行甄別和考證。要做到這一點，不僅需要深厚的語言學功底和嚴謹的治學態度,而且需要開闊的學術視野和敏捷的思維能力。

——BOG管路不銹鋼管當量絕對粗糙度，m，取2×10

m

——BOG管路內直徑，m取0.075 m

——BOG標準狀態(溫度為273.15 K、壓力為1.01×10

Pa)流量，m

/s

——BOG標準狀態密度，kg/m

,取0.717 kg/m

為對照組的患者采用常規護理進行護理，主要包括三點，第一點對患者進行心理支持，積極地安慰和勸告患者，使其心態平穩。第二點對患者進行24小時的監控，監控患者的生命體征，持續注意患者的意識是否清醒，一旦患者的生命體征小時后者病情加重要做到隨時展開急救。第三點碓冰人的細致護理，ICU中的患者大多無法自我活動，對于身體上的痛苦無法主動描述，醫護人員需要定是對患者問詢，為患者翻身，防止單側肢體受壓迫時間過長產生壓瘡，還要避免類似反流現象的發生，為患者減輕痛苦。

——BOG溫度，K，取153.15 K

——標準狀態溫度，K，取273.15 K

——LNG流量，m

/s

——進入槽車儲罐的BOG工況流量，m

/s

——標準狀態壓力，Pa，取1.01×10

Pa

——LNG密度， kg/m

，取430 kg/m

——重力加速度，m/s

,取9.8 m/s

卸液時間為若干個時間間隔之和。在第1個時間間隔，槽車儲罐LNG液位高度

取卸液開始時刻的液位高度(根據卸液開始時刻LNG體積計算得出，為3.5 m)。

Δ

——LNG沿程阻力，Pa

Δ

——LNG局部阻力，Pa

在學校的角落里，肯定有很多像吳琮一樣被誤解、被施以偏見、被忽視的人，他們慢慢變得透明，落入孤立無援的境地。夏霖知道自己根本不是什么魔法少女，但也可以隨時伸出援手。

——常壓罐絕對壓力，Pa

——常壓罐進液高度，m,取30 m

——LNG流速，m/s

“媽，你怎么了？”徐云天慌忙放下公文包，關切地問。廉小花委屈地哭了起來：“云天，你爸在外面有了女人，他騙我離了婚，卻不愿意跟我復婚了。”

——中間參數

LNG管路沿程阻力計算式為：

(7)

將式(7)代入式(3)得：

(8)

LNG摩擦阻力系數按下式計算

：

(9)

對LNG管路，存在關系：

(10)

綜合式(8)～(10)可得

與

的關系式：

(11)

令：

（1）若CurrentLayerDepth 小于CurrentSampleDepth，則將CurrentLayerDepth 加上LayerDepth（即移動到下一層），將CurrentTexcoords 加上采樣步長△t（即移動到下一個采樣點），然后重復上述操作；

=

-

-

(12)

(13)

將式(11)化簡后，可得：

=

+

(14)

由式(6)、(14) 得：

歷史是在事情出了差錯的地方開始的；歷史只和麻煩、困惑、悔恨共生。因此緊跟在“為什么”這個詞之后的，就是狡猾又充滿希冀的字眼“假如”。若非因為……只要……要不是……這些歷史中無用的“假如”。而不斷阻止、偏離、轉移對“為什么”這一問題的追溯，則顯出另一種形式的退步：要是我們能回到過去該多好。要是我們能重新開始。要是我們能回到……[2]90-91

籃板:① 籃球架上固定籃圈的長方形板;② 借代特指一種球類體育運動中投籃未中,從籃球板或籃圈上反彈回來的球。

(15)

式中

——LNG摩擦阻力系數

——LNG管路長度，m，取150 m

——LNG管路內直徑，m，取0.15 m

——雷諾數

——LNG運動黏度，m

/s，取0.26×10

m

/s

、

——中間參數

采用二分法求解式(15)，取

的隔離區間為[0.05

，

]，誤差不超過10

。

例如，計算得到第1個時間間隔

為0.316 MPa，代入式(14)得出

為262.19 m

/h。

③ 卸液時間計算

——槽車儲罐LNG液位高度，m

① 安全效益

The sound field in the fiow duct is governed by the convective Helmholtz equation,as below:

以此類推，進行計算。

當槽車LNG液位高度

()

(

為時間間隔的數量)與槽車儲罐內罐底高度差小于等于0.1 m時，卸液過程結束，則

Δ

即為卸液時間。例如可以計算得到第

個時間間隔LNG流量為228.98 m

/h。

5 BOG卸車工藝實踐

① 兩種卸車工藝比較

通過對西部站工藝流程的分析，制定了BOG卸車工藝操作規程。通過實踐統計，BOG卸車工藝增壓操作5 min即可實現真空罐和槽車的均壓。傳統卸車臺一般都未設置壓力遠傳系統，而BOG卸車工藝可以通過真空罐壓力實時掌握卸車時槽車壓力，有利于卸車作業的遠程安全管控。傳統卸車工藝與BOG卸車工藝比較如下。

a.BOG卸車工藝拆裝軟管4根，比傳統卸車工藝少2根，縮短了軟管拆裝時間，同時減少了泄漏風險點，且可遠程監控槽車壓力。

影響卸車效率的因素主要有卸車用時、卸車壓差、卸凈率等。卸車壓差直接影響卸車速度，壓差越大，卸車用時越短。

② 兩種卸車工藝卸車用時對比

從2019年5月開始推行BOG卸車工藝以來，統計分析卸車數據，按照滿負荷卸車進行比較。兩種卸車工藝卸車用時對比見圖4。可以看出，傳統卸車工藝(3輛車同時卸車)、BOG卸車工藝(4輛車同時卸車)最長卸車用時分別為294.6、150.0 min，最短卸車用時分別為144.6、100.0 min。BOG卸車工藝5 min即可完成槽車儲罐均壓，且不受環境溫度影響，均壓過程中壓力穩定，增壓閥門無須頻繁操作，可縮短均壓時間約25 min。傳統卸車工藝(3輛車同時卸車)均壓、卸液、收尾3個階段總計平均用時即卸車用時199.8 min，BOG卸車工藝(4輛車同時卸車)平均用時135.9 min。由此得出，傳統卸車工藝，單車卸車用時為66.6 min，BOG卸車工藝，單車卸車用時為34 min。

③ 卸車效率影響因素

b.傳統卸車工藝由于收尾階段增壓困難，易造成槽車LNG剩余量較多，并且需要頻繁操作增壓閥門。BOG卸車工藝壓力穩定，可避免此類問題。

卸凈率類似于管輸氣的輸售率，由于槽車儲罐出液口徑一般為DN 50 mm，出液口離槽車儲罐底部有一定高差，卸車結束后槽車儲罐內留有余液，以保證槽車儲罐空罐時不易回溫。當卸車快結束時如果出液閥仍保持原開度，會造成出液口出現漩渦，壓低實際液面，造成真空罐的BOG直接進入常壓罐，使卸凈率偏高。

② 每個時間間隔管路壓力和流量計算

6 BOG卸車工藝效益分析

經過第1個時間間隔(持續時間記為Δ

)計算，得到了第1個時間間隔的LNG流量

，根據

、Δ

可得到第1個時間間隔結束時刻(即第2個時間間隔開始時刻)的LNG體積，進而得到第1個時間間隔結束時刻的LNG液位高度

。

LNG槽車卸車過程中，拆裝軟管不僅耗時，且要進行吹掃、查漏等。BOG卸車工藝拆裝軟管數量少，降低了燃氣泄漏概率。BOG卸車工藝將BOG壓力穩定控制在合適值，減少壓力波動，降低燃氣泄漏的風險。現場和中控室操作人員可實時掌握現場卸車壓力，提高了操作的可靠性和安全性。

根據《中國可持續發展水資源戰略研究報告》，隨著人口增長、城市化發展和經濟發展，到2030年，國民經濟需水量將達到7 100億m3；農村生活需水量達到310億m3。全國正在探索建立城鄉集約化供水新體制，目標是在有條件的地區率先實行城鄉集約化供水，并逐步推廣到全國，讓全國農村居民喝到優質安全的好水，消除城鄉供水差異。

② 經濟效益

傳統卸車工藝產生BOG量多，壓力波動較大，最多只能3輛槽車同時卸車。BOG卸車工藝可以從3輛增加到4輛，由于操作簡單方便，卸車臺無需增加操作人員，節約操作人工費用約10×10

元/a。

BOG卸車工藝在拆卸軟管和增壓時間上都體現出優勢，同時增加了卸車的連續性，單車卸車用時從傳統卸車工藝的66.6 min降至BOG卸車工藝的34 min，卸車效率提高了48.9%。

槽車卸車電力消耗主要是BOG壓縮機能耗。在BOG卸車收尾階段，BOG進入常壓罐后，經過壓縮機加壓輸送出站。傳統卸車工藝(3輛車同時卸車)收尾階段，BOG壓縮機需運行1.5 h。BOG卸車工藝(4輛車同時卸車)收尾階段，BOG壓縮機需運行1.0 h。西部站滿負荷卸車時壓縮機功率為430 kW，按照每年卸500車計算，電費按1.2 元/(kW·h)計，可節約電費64 500 元/a。

當然，換在以前，穿幫的只是公開發表的文稿，而那些數量更多的內部使用或僅用于存檔備查的文案，則幾乎無人關注，即使偶爾露出馬腳，人們也只是一笑了之，后果嚴重不到哪里去。也正是因為如此，偷懶的人繼續偷懶，偷文的人照偷不誤，各類奇葩新聞時時曝光，為豐富多彩的生活平添若干生動素材。

當前，落實最嚴格水資源管理制度是水資源管理工作的重中之重。“實行最嚴格水資源管理制度是一項極為復雜的系統工程，是對傳統增長方式的革命性變革，需要全社會共同努力。”陳雷部長對實行最嚴格水資源管理制度提出具體要求：

③ 其他效益

在卸車現場，操作工不用頻繁操作卸車橇增壓閥和出液閥，減輕操作工的勞動強度。

7 結論

① BOG卸車工藝單車卸車用時大幅縮短，卸車效率提高了48.9%。

② BOG卸車工藝受環境溫度影響小，可省略卸車增壓器。

③ BOG卸車工藝槽車儲罐壓力控制更穩定,員工操作簡單,卸車風險低。

④ 按每年卸500車計算，應用BOG卸車工藝，每年節約操作人工費用約10×10

元/a，節約電費64 500 元/a。

⑤ BOG卸車工藝節省卸車時間，提升LNG廠站運行效率，減少卸車橇占地面積，降低投資。

[1] 段常貴. 燃氣輸配[M]. 5版. 北京：中國建筑工業出版社，2015:92-93.

[2] 顧安忠,魯雪生,汪榮順,等． 液化天然氣技術[M]. 北京：機械工業出版社，2003:252-253.