LNG接收站首船接卸作業(yè)流程探討

摘要：LNG（液化天然氣）作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保的新能源，在民用、工業(yè)燃?xì)饽茉粗械玫搅藦V泛的運用。在當(dāng)前對能源、環(huán)保并重的社會環(huán)境下，LNG接收站的建設(shè)越來越多，首船接卸作業(yè)作為一項重要流程發(fā)揮著重要作用?；诖耍恼聦NG接收站首船接卸作業(yè)流程進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：LNG接收站；首船卸載；作業(yè)流程；液化天然氣；燃?xì)饽茉?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TE835 文章編號：1009-2374（2015）15-0076-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.039

隨著液化天然氣接收站的不斷發(fā)展，我國各個沿海城市都相繼進(jìn)行了接收站的建設(shè)工作。在這種環(huán)境下，為了提高液化天然氣接卸作業(yè)的安全性，首先要建立一套完整的LNG接收站船接卸作業(yè)流程。

1 準(zhǔn)備工作

1.1 獲得政府認(rèn)可

LNG接收站裝置在進(jìn)行試車和投產(chǎn)之前，首先要獲得政府的認(rèn)可，辦理“政府許可”證。在設(shè)備試車投產(chǎn)前，要保證裝置的環(huán)保性、安全性等均達(dá)到地方和國家對設(shè)備的要求。

1.2 作業(yè)人員要求

按照我國當(dāng)前的規(guī)定要求，所有的作業(yè)人員都需要經(jīng)過培訓(xùn)后才可以上崗。各個崗位的作業(yè)人員要有國家管理部門頒布的從業(yè)資格證書。

1.3 確認(rèn)船舶

LNG接收站首船抵港之前，需要將《LNG接收站港口信息和接收站手冊》的編制、船岸兼容、碼頭的盡職調(diào)查等工作做好。為了可以使到港船舶可以詳細(xì)了解船舶作業(yè)流程、作業(yè)要求以及相關(guān)規(guī)定，保證船舶在港過程中可以順暢溝通，在編制《LNG接收站港口信息和接收站規(guī)則手冊》時，要注意包含港口綜述、港口設(shè)備情況、港口信息情況、貨物操作情況、HSE這幾方面的

內(nèi)容。

2 對首船進(jìn)行調(diào)試

2.1 基本操作流程

通常接收站會要求LNG船舶提前達(dá)到錨地，按照我國當(dāng)前的法律規(guī)定，要求使用引航站引導(dǎo)外輪進(jìn)行靠泊。在LNG船舶進(jìn)港時，要按照船舶模擬操作實驗的相關(guān)要求，提供足夠數(shù)量的拖輪協(xié)助設(shè)備來幫助進(jìn)港船舶完成?？孔鳂I(yè)。保證停靠泊度在5°以內(nèi)，船舶靠泊法向速度控制在10cm/s以下。此外，在LNG船舶停靠過程中，要為其提供一定的安全區(qū)域，規(guī)定要求LNG船舶后側(cè)926m，前側(cè)2778m不能有船只出現(xiàn)。LNG船舶停靠完成后，要進(jìn)行安全檢查、連接卸料臂、檢查氣密性、卸前計量等操作?；玖鞒虉D如圖1所示：

圖1 LNG接收站首船接卸操作流程圖

2.2 置換和預(yù)冷儲罐BOG及卸料管線

在船舶達(dá)到港口之前，儲罐和卸料管線都處于氮氣封閉狀態(tài)，內(nèi)罐露點在-20℃以下，卸料管線露點在-40℃以下，并且氧氣含量百分比在9%以內(nèi)。因為氮氣屬于惰性氣體，鋼材在冷卻過程中，會導(dǎo)致其出現(xiàn)過冷的情況。為了避免出現(xiàn)這種情況，冷卻前使用儲存介質(zhì)熱蒸汽對氮氣進(jìn)行置換。此外，我國LNG接收站卸料管線直徑一般都在965mm以上，如果將液態(tài)天然氣引入，就會使管線底部溫度偏低，使管道出現(xiàn)變形，破壞管道。為確保儲罐預(yù)冷和卸料管線預(yù)冷可以安全、均勻地開展，要先使用BOG來預(yù)冷和置換。此過程會消耗大量的BOG，只依靠船艙中蒸發(fā)出來的BOG是不能達(dá)到基本需求的。所以，船方要開啟掃艙泵把液態(tài)天然氣送入LNG汽化設(shè)備中進(jìn)行汽化。在正常情況下，會將BOG管和汽化器進(jìn)行連接，并利用氣相返回臂進(jìn)入到接收站中。不能對卸料管進(jìn)行預(yù)冷和置換，需要進(jìn)一步改造流程。常見方法有以下兩種：（1）船方進(jìn)行改造，首先使用一根跨接管將LNG卸料管和汽化器的出口進(jìn)行連接，然后把汽化后的氣體利用液相臂送入到儲罐和卸料管路中；（2）改造接收站的流程。利用跨接關(guān)系將液相管和碼頭氣相管進(jìn)行連接，然后利用氣相臂將船方供應(yīng)的BOG氣體輸入到儲罐和卸料管線中。以上兩種方法都可以達(dá)到上述目的，不過由于我國大多數(shù)液化天然氣接收站都沒有設(shè)置吊裝設(shè)施，在操作的過程中，需要花費一部分資金租用吊裝設(shè)備，再加上LNG接收站的施工人員缺乏操作經(jīng)驗，存在作業(yè)費用高、作業(yè)效率低等問題。而如果由船方進(jìn)行改造，就不需要租賃吊裝設(shè)備，并且施工人員有比較豐富的經(jīng)驗，施工效率高。所以，通常流程由船方來進(jìn)行改造。

2.3 填充LNG

（1）使用閥門將LNG汽化器隔開后使用LNG直接進(jìn)行填充，不需要將液相管線和LNG汽化器出口連接的跨接管拆下，這種方法當(dāng)前使用的接收站不多；（2）船方將跨接管拆下，使用LNG掃艙泵將LNG填充至卸料管線中。這種方法是當(dāng)前使用最為廣泛的一種方法。根據(jù)以前的作業(yè)經(jīng)驗，一般需要花費5個小時左右的時間將跨接管拆除。在作業(yè)的過程中，管線漏熱會使卸料管線和卸料臂的溫度升高。所以，在填充LNG初期就需要使用小流量的LNG冷卻卸料管線和卸料臂。但是卸料管線進(jìn)入小流量的LNG時，會使管線底部溫度快速降低，和頂部溫度產(chǎn)生溫度差，影響施工的安全性。在使用閥門對LNG汽化器進(jìn)行隔離時，隔離時間通常較短，卸料管線和卸料臂的溫度持續(xù)處于穩(wěn)定狀態(tài)。這時進(jìn)行LNG填充作業(yè)可以更加容易地控制溫度差，提高管線運行的穩(wěn)定性，提高作業(yè)效率。

2.4 儲罐的預(yù)冷和填充作業(yè)

將卸料管線LNG填充作業(yè)完成后，利用儲罐預(yù)冷管線來對閥門儲罐的預(yù)冷速度進(jìn)行調(diào)整。按照相關(guān)規(guī)定要求，儲罐預(yù)冷的速度每小時要控制在3℃～5℃之間。罐底和罐壁上臨近的電熱偶的溫度差的最大值要控制在30℃左右。當(dāng)儲罐底部的溫度處于-145℃時，預(yù)冷作業(yè)完成。在進(jìn)行預(yù)冷的過程中，為了避免液態(tài)天然氣從噴嘴經(jīng)過時，以霧化的形態(tài)進(jìn)入到儲罐中，通常要將預(yù)冷管線的壓力保持在0.2～0.4MPa之間，并且控制預(yù)冷管線壓力可以有效防止液態(tài)天然氣出現(xiàn)滴落，造成儲管底部溫度過低的情況出。完成儲罐預(yù)冷作業(yè)后，還要持續(xù)使用預(yù)冷管填充儲罐，當(dāng)液位達(dá)到50mm后停止填充。為了進(jìn)一步冷卻儲罐，小流量卸料至2.5m，在液位處于2.5m時，逐漸增加卸料速度。endprint

3 作業(yè)過程中需要注意的地方

3.1 合理地設(shè)計和選擇噴嘴類型

在LNG接收站首船接卸作業(yè)過程中，雖然LNG儲罐屬于存儲系統(tǒng)單元設(shè)備，但是投入的建設(shè)費用比較高，大約占據(jù)了總投資費用的40%以上，是整個接收站的核心設(shè)備，所以儲罐的預(yù)冷是LNG接收站首船接卸作業(yè)的施工難點。在作業(yè)過程中，主要是利用儲罐頂部的噴嘴來達(dá)到預(yù)冷目的，所以，使用噴嘴的類型和噴嘴的設(shè)計對預(yù)冷效果有比較大的影響。接收站預(yù)冷效果也主要是由儲罐冷嘴使用的類型以及冷嘴設(shè)計的合理性來決定的。噴頭安裝時，要和管道成45°角分布，在預(yù)冷過程中，注意將液化天然氣壓力控制在噴嘴的工作壓力中。利用噴嘴將LNG使用霧化的形式噴到罐中，并以儲罐溫度的降低速度，對液化天然氣的流量進(jìn)行調(diào)整，保證預(yù)冷

效果。

3.2 控制管道位移

在作業(yè)過程中，當(dāng)溫度降低速度比較快時，會導(dǎo)致管道因收縮而出現(xiàn)位移。不銹鋼在LNG溫度下，收縮率大約為3‰。例如，某LNG接收站管線直徑為965.2mm，在預(yù)冷過程中，會產(chǎn)生133mm左右的橫向位移，沿LNG流向方向會產(chǎn)生175mm的位移。而接收站卸料的管線直徑為1015mm，在預(yù)冷過程中，會產(chǎn)生200mm的橫向位移，沿LNG流向會產(chǎn)生227mm的位移。當(dāng)管道出現(xiàn)比較大的位移時，就會對管道造成破壞，對正常作業(yè)造成影響。一般情況下，可以采取降低卸料流量的方式來達(dá)到減緩溫度下降速度的目的。規(guī)定要求每小時管道的溫度下降速度要在-10℃以內(nèi)，并且將管道底部和頂部的溫度差控制在50℃。根據(jù)管道預(yù)冷后出現(xiàn)的收縮情況，可以使用管環(huán)式補償、金屬波紋管來進(jìn)行解決。

4 結(jié)語

本文重點對LNG接收站首船接卸作業(yè)的作業(yè)流程進(jìn)行了探討，分析了操作過程中可能會遇到的問題，并針對性地提出了處理措施，具有一定的借鑒參考價值。在實際作業(yè)過程中，要嚴(yán)格按照固定的作業(yè)規(guī)范和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，將應(yīng)急預(yù)案準(zhǔn)備好，保證接收站首船作業(yè)可以安全、順利地開展。

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作者簡介：劉昌興（1982-），男，遼寧鞍山人，中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司煙臺LNG項目籌備組工程師，研究方向：項目管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）endprint