國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口槽車(chē)裝卸撬比較

上海天然氣管網(wǎng)有限公司　張?zhí)?/p>

國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口槽車(chē)裝卸撬比較

上海天然氣管網(wǎng)有限公司張?zhí)?/p>

對(duì)上海天然氣管網(wǎng)有限公司五號(hào)溝LNG站內(nèi)使用的國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口槽車(chē)裝卸撬的工藝、管道布置、冷卻方式、卸液臂原理和裝載速度等方面進(jìn)行了比較，匯總了兩種槽車(chē)裝卸撬的優(yōu)劣方面。

天然氣LNG槽車(chē)裝卸撬

LNG槽車(chē)裝卸撬是對(duì)槽車(chē)進(jìn)行LNG裝載和卸載的設(shè)備。上海天然氣管網(wǎng)有限公司五號(hào)溝LNG站一期采用日本Niigata的技術(shù)，純進(jìn)口；二期采用連云港遠(yuǎn)洋流體設(shè)備公司純國(guó)產(chǎn)的槽車(chē)裝卸站。以下對(duì)兩種槽車(chē)裝卸撬進(jìn)行比較。

1　管道布置比較

進(jìn)口槽車(chē)裝卸撬外國(guó)產(chǎn)槽車(chē)裝卸撬外形見(jiàn)圖1、圖2。

圖1　進(jìn)口槽車(chē)裝卸撬外形

圖2　國(guó)產(chǎn)槽車(chē)裝卸撬外形

從圖1和圖2中可以看出，進(jìn)口槽車(chē)裝卸撬與國(guó)產(chǎn)裝卸撬的主管道布置類(lèi)似，排列緊密，主要有裝車(chē)管、卸車(chē)管、回氣管、BOG排放管、天然氣管和氮?dú)夤?。進(jìn)口槽車(chē)裝卸撬的支管布置比較復(fù)雜，安全閥的進(jìn)液管和排氣管都較長(zhǎng)，裝卸臂尺寸較長(zhǎng)，豎直放置；國(guó)產(chǎn)撬的管道布置比較簡(jiǎn)潔，安全閥的進(jìn)液管和排氣管較短，裝卸臂水平布置。

2　裝卸臂比較

2.1裝卸臂外形

進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)裝卸撬的裝卸臂見(jiàn)圖3、圖4。

圖3　進(jìn)口裝卸撬的裝卸臂外形

圖4　國(guó)產(chǎn)裝卸撬的裝卸臂外形

從圖3和圖4可以看出，進(jìn)口裝卸撬的裝卸臂自由度更高，與槽車(chē)連接的范圍更大；國(guó)產(chǎn)裝卸撬的自由度略小，槽車(chē)需要準(zhǔn)確停好位置后，才能與裝卸臂連接。

2.2轉(zhuǎn)接頭

進(jìn)口裝卸臂轉(zhuǎn)接頭和國(guó)產(chǎn)裝卸臂轉(zhuǎn)接頭見(jiàn)圖5、圖6。

圖5　進(jìn)口裝卸臂轉(zhuǎn)接頭

進(jìn)口裝卸臂轉(zhuǎn)接頭為日本Niigata裝卸系統(tǒng)公司的產(chǎn)品，是世界三大LNG卸料臂生產(chǎn)廠家之一。轉(zhuǎn)接頭內(nèi)的填料采用KEL-FGU，水封、靜密封、球塞密封及次級(jí)填料都采用PTFE，再加上精湛的制造工藝，生產(chǎn)出來(lái)的轉(zhuǎn)接頭無(wú)需氮?dú)獯祾呙芊?，轉(zhuǎn)接頭內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間充裝-162 ℃的LNG后，轉(zhuǎn)接頭仍能靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)，表面只有輕微的霜凍，屬于長(zhǎng)期無(wú)故障免維護(hù)轉(zhuǎn)接頭。

圖6　國(guó)產(chǎn)裝卸臂轉(zhuǎn)接頭

國(guó)產(chǎn)裝卸臂采用連云港遠(yuǎn)洋流體設(shè)備公司自主研發(fā)的產(chǎn)品，轉(zhuǎn)接頭的最大特點(diǎn)，是在充裝LNG的過(guò)程中，轉(zhuǎn)接頭內(nèi)要時(shí)時(shí)用氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，否則轉(zhuǎn)接頭會(huì)凍住，無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，等升溫解凍后才能轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.3裝卸臂的平衡調(diào)節(jié)

進(jìn)口臂的平衡調(diào)節(jié)見(jiàn)圖7。

圖7　進(jìn)口臂平衡調(diào)節(jié)示意

進(jìn)口臂是通過(guò)改變主配重在配重梁上的位置進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)。要進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)，用繩子保持內(nèi)臂水平，然后，移動(dòng)配重至平衡位置。如果內(nèi)臂要向上移動(dòng)，將配重向里移動(dòng)。如果內(nèi)臂要向下移動(dòng)，將配重向外移動(dòng)。調(diào)節(jié)完成之后，可靠地緊固調(diào)節(jié)螺栓上的螺母。

國(guó)產(chǎn)的LNG裝卸臂的平衡方式是彈簧缸平衡式，見(jiàn)圖8。理想的平衡效果是：空載(管道內(nèi)沒(méi)有介質(zhì))情況下，操作范圍內(nèi)，外臂可在垂直平面內(nèi)任何角度都能平衡。

圖8　國(guó)產(chǎn)臂平衡調(diào)節(jié)示意

這兩種平衡方式的裝卸臂在實(shí)際操作中，進(jìn)口臂操作更方便，更容易與槽車(chē)的法蘭接口對(duì)接，槽車(chē)可?？康奈恢梅秶螅粐?guó)產(chǎn)臂由于受到彈簧缸的作用，操作起來(lái)比較緊，需要更大的力氣才能完成與槽車(chē)的法蘭接口對(duì)接，由于國(guó)產(chǎn)臂比較短，導(dǎo)致槽車(chē)可?？康奈恢梅秶冗M(jìn)口裝卸撬小。

3　工藝流程比較

進(jìn)口槽車(chē)裝卸撬和國(guó)產(chǎn)槽車(chē)裝卸撬工藝流程見(jiàn)圖9、圖10。

圖9　進(jìn)口槽車(chē)裝卸撬工藝流程

圖10　國(guó)產(chǎn)槽車(chē)裝卸撬工藝流程

槽車(chē)裝卸撬總的工藝流程分為兩種，裝車(chē)工藝和卸車(chē)工藝。裝車(chē)工藝是通過(guò)儲(chǔ)罐內(nèi)的液下泵將LNG輸送到槽車(chē)裝卸撬的裝車(chē)管道，通過(guò)撬內(nèi)的壓力和流量控制，將LNG裝入槽車(chē)內(nèi)，同時(shí)，槽車(chē)內(nèi)原有的天然氣和裝車(chē)過(guò)程過(guò)產(chǎn)生的BOG(蒸發(fā)氣)氣體，通過(guò)撬內(nèi)的BOG回氣管輸送到站區(qū)內(nèi)的BOG壓縮機(jī)，加壓后輸送至城市管網(wǎng)。

卸車(chē)工藝是利用站區(qū)內(nèi)輸送總管內(nèi)的高壓天然氣，經(jīng)過(guò)槽車(chē)裝卸撬內(nèi)的回氣管道，輸送到槽車(chē)內(nèi)，利用天然氣壓力將槽車(chē)內(nèi)的LNG壓至撬內(nèi)的卸車(chē)管道，再通過(guò)站區(qū)內(nèi)的管道裝入到儲(chǔ)罐內(nèi)。

進(jìn)口槽車(chē)裝卸撬的設(shè)計(jì)壓力為1.46 MPa，設(shè)計(jì)溫度為-165～65 ℃，設(shè)計(jì)流量為100 m3/h。

國(guó)產(chǎn)槽車(chē)裝卸撬的設(shè)計(jì)壓力為1.46 MPa，設(shè)計(jì)溫度為-196～65 ℃，設(shè)計(jì)流量為60～80 m3/h。

從兩張工藝流程圖中可以看出，基本的工藝流程是相同的。存在以下幾點(diǎn)不同：

(1)在回氣管上，進(jìn)口撬采用流量調(diào)節(jié)閥(FCV101)控制回氣的流量，國(guó)產(chǎn)撬采用壓力調(diào)節(jié)閥(PCV201)控制回氣的壓力，這是兩家制造廠家設(shè)計(jì)理念的不同，通過(guò)流量或壓力都能控制回氣的速度，防止流速太快，對(duì)下游產(chǎn)生影響，同時(shí)間接的控制著裝車(chē)的速度。如果下游BOG管道足夠長(zhǎng)，管徑足夠大，或者BOG的處理能力足夠大的情況下，不用刻意控制回氣的流速和壓力，完全可以通過(guò)裝車(chē)管的LNG流速控制裝車(chē)速度，在日常生產(chǎn)過(guò)程中可以對(duì)流量調(diào)節(jié)閥和壓力調(diào)價(jià)閥設(shè)置較大的控制范圍，對(duì)壓力或者流量出現(xiàn)意外波動(dòng)時(shí)進(jìn)行控制，保護(hù)裝卸撬的安全。

(2)進(jìn)口裝卸撬比國(guó)產(chǎn)裝卸撬多一根從裝卸液臂連接至卸車(chē)管的管道(DN50-20SP11-LNG-104，圖中加粗管道)，這決定了兩種裝卸撬的冷卻方式和裝卸撬在裝好車(chē)或卸好車(chē)后裝卸臂處的LNG的蒸發(fā)方式不同。

(3)氮?dú)饨尤朦c(diǎn)不同。進(jìn)口裝卸撬的接入點(diǎn)在手動(dòng)閥V111和V120閥門(mén)(裝卸臂前端的最后一道閥門(mén))的前端，國(guó)產(chǎn)裝卸撬的接入點(diǎn)在手動(dòng)閥V229和V231閥門(mén)的后端，這決定了裝卸車(chē)結(jié)束后的吹掃方式不同。

4　冷卻方法比較

槽車(chē)裝卸撬在第一次使用或長(zhǎng)時(shí)間不裝卸車(chē)后再使用時(shí)，需對(duì)撬體進(jìn)行冷卻。

進(jìn)口裝卸撬的冷卻分三步進(jìn)行。

第一步：來(lái)自?xún)?chǔ)罐內(nèi)的LNG到達(dá)槽車(chē)裝卸撬的裝車(chē)管后，經(jīng)過(guò)裝卸撬的V123、XV103、FCV103、XV104、V129閥門(mén)后，回到儲(chǔ)罐，對(duì)DN100主管道進(jìn)行冷卻。

第二步：打開(kāi)閥門(mén)V116、V122，形成新的循環(huán)回路，對(duì)裝車(chē)管的后半段進(jìn)行冷卻。

第三步：裝車(chē)管與槽車(chē)連接后，緩慢打開(kāi)V120閥門(mén)，對(duì)裝卸臂進(jìn)行冷卻。全部冷卻好后，就可以裝車(chē)了。

國(guó)產(chǎn)槽車(chē)裝卸撬的第一步與進(jìn)口裝卸撬的第一步完全一樣，待第一步冷卻好后，需要裝車(chē)管與槽車(chē)連接，緩慢打開(kāi)V235和V231閥門(mén)，對(duì)裝車(chē)管的后半段進(jìn)行冷卻。國(guó)產(chǎn)裝卸撬的冷卻要比進(jìn)口撬慢。

5　裝車(chē)結(jié)束后吹掃方式比較

在裝車(chē)結(jié)束后，需用氮?dú)鈱?duì)裝卸臂進(jìn)行吹掃后，確保裝卸臂內(nèi)無(wú)液體后才能將裝卸臂與槽車(chē)分離。

進(jìn)口液相裝卸臂裝車(chē)結(jié)束后吹掃步驟：

(1)關(guān)閉V116，打開(kāi)V115和V119閥門(mén)，利用氮?dú)鈱⒀b卸臂內(nèi)的殘液壓入槽車(chē)內(nèi)，然后關(guān)閉槽車(chē)上部進(jìn)液閥。

(2)然后打開(kāi)V122閥門(mén)，對(duì)卸液管進(jìn)行吹掃，泄壓。

(3)最后打開(kāi)V121閥門(mén)，確認(rèn)卸液臂內(nèi)無(wú)液體后，可以將裝卸臂與槽車(chē)分離。

進(jìn)口氣相臂裝車(chē)結(jié)束后吹掃步驟：

(1)關(guān)閉V109，打開(kāi)V105和V108閥門(mén)，將裝卸臂內(nèi)的氣體吹掃到槽車(chē)內(nèi)。

(2)然后打開(kāi)V110閥門(mén)，對(duì)回氣臂進(jìn)行吹掃，泄壓。

(3)最后打開(kāi)V112進(jìn)行泄壓，將氣相裝卸臂與槽車(chē)分離。

國(guó)產(chǎn)液相裝卸臂裝車(chē)結(jié)束后吹掃步驟：

(1)關(guān)閉V230，打開(kāi)V232閥門(mén)，并打開(kāi)槽車(chē)液相上進(jìn)閥門(mén)，進(jìn)行吹掃，然后關(guān)閉槽車(chē)液相上進(jìn)閥門(mén)。

(2)然后打開(kāi)V230閥門(mén)，對(duì)液相臂進(jìn)行吹掃，然后關(guān)閉V230閥門(mén)。

(3)最后打開(kāi)槽車(chē)液相放空閥，進(jìn)行泄壓，可將液相裝卸臂與槽車(chē)分離。

國(guó)產(chǎn)氣相臂裝車(chē)結(jié)束后吹掃步驟：

(1)打開(kāi)V228閥門(mén)，并打開(kāi)槽車(chē)氣相進(jìn)氣閥門(mén)，進(jìn)行吹掃，然后關(guān)閉槽車(chē)氣相進(jìn)氣閥門(mén)。

(2)然后打開(kāi)槽車(chē)氣相放空閥，進(jìn)行泄壓，將裝卸臂與槽車(chē)分離。

進(jìn)口裝卸撬和國(guó)產(chǎn)裝卸撬的吹掃步驟大致相同，由于兩種撬的氮?dú)饨尤朦c(diǎn)不同，進(jìn)口撬對(duì)整根裝卸臂進(jìn)行了吹掃，還設(shè)有一根排液管，在裝卸臂末端可以檢測(cè)液相臂內(nèi)是否還有液體。國(guó)產(chǎn)裝卸撬只對(duì)裝卸臂的末端進(jìn)行了吹掃，裝卸臂的前段未進(jìn)行吹掃，在吹掃的過(guò)程中，還需借助槽車(chē)上的氣相和液相放散口進(jìn)行放散。由于無(wú)法檢測(cè)液相臂內(nèi)是否還有液體的存在，需要吹掃的時(shí)間長(zhǎng)一些，才能確保操作的安全。

6　裝載速度比較

兩類(lèi)裝卸撬的裝載速度比較見(jiàn)圖11。

從圖11中可以看出，進(jìn)口裝卸撬的裝卸速度比國(guó)產(chǎn)裝卸撬要快，給同一槽車(chē)裝載20 t LNG，進(jìn)口裝載撬可以比國(guó)產(chǎn)裝載撬節(jié)約14分鐘。

圖11　兩類(lèi)裝卸撬的裝載速度比較

7　結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)內(nèi)天然氣使用不斷普及，槽車(chē)運(yùn)輸LNG量在逐年攀升，LNG裝卸撬的數(shù)量在逐年增加，國(guó)內(nèi)LNG裝卸撬的制造技術(shù)也在不斷提高，在逐步的追趕國(guó)外先進(jìn)制造廠家的技術(shù)水平。

在轉(zhuǎn)接頭的關(guān)鍵技術(shù)上，國(guó)內(nèi)制造水平還不及國(guó)外；國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的裝卸撬的裝載速度過(guò)于保守，但國(guó)內(nèi)制造廠家的維修響應(yīng)速度占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

Comparison of Domestic and Imported Tanker's Loading and Unloading Skid

Shanghai Natural Gas Pipeline Network Co., Ltd.Zhang Taijie

In this paper, domestic and imported tanker's loading and unloading skid process, piping, cooling, liquid unloading arm's principle and loading speed in Wuhaogou LNG terminal are compared, then summarizes the advantages and disadvantages of two kinds of tanker's loading and unloading skid.

natural gas, LNG, tanker, loading and unloading skid