輕組份LNG對(duì)槽車運(yùn)輸氣相壓力的影響分析

陳峰+安東雨

摘 要：目前一些LNG接收站氣源地以煤層氣液化為LNG，由于煤層氣氣質(zhì)較輕、氣化熱小，液化后的LNG在儲(chǔ)存運(yùn)輸過程中將會(huì)出現(xiàn)蒸發(fā)氣（BOG）產(chǎn)生量增多的情況，尤其是采用槽車液態(tài)外輸時(shí)，其影響更明顯。本文著重分析輕質(zhì)組份LNG在液態(tài)槽車長途運(yùn)輸時(shí)壓力升高的情況，以及蒸發(fā)氣（BOG）產(chǎn)生量，提出避免槽車壓力升高引起超壓放空的方法。

關(guān)鍵詞：LNG；輕組份；槽車；BOG；壓力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.218

1 概述

隨著國內(nèi)天然氣市場的發(fā)展，越來越多LNG接收站建成投產(chǎn)，上游氣源地的LNG組份也呈現(xiàn)多樣性，國際上一些氣源地以煤層氣液化為LNG，由于煤層氣組成以甲烷為主，氣質(zhì)較輕、氣化熱小，液化后的LNG在儲(chǔ)存運(yùn)輸過程中將會(huì)出現(xiàn)蒸發(fā)氣（BOG）產(chǎn)生量增多的情況。一般LNG接收站的設(shè)計(jì)組份中甲烷含量在86%至97%左右，而由煤層氣液化形成的LNG組份甲烷含量高達(dá)99%。表1為兩者組份組成對(duì)比。

目前使用槽車對(duì)液態(tài)LNG進(jìn)行分銷是LNG接收站的重要銷售方式之一，因此本文對(duì)輕質(zhì)組份LNG與目前接收站的常規(guī)設(shè)計(jì)組份進(jìn)行分析對(duì)比，確定輕質(zhì)組份的LNG對(duì)液態(tài)槽車長途運(yùn)輸?shù)挠绊懀岢霰苊獠圮噳毫ι咭鸪瑝悍趴盏姆桨浮?/p>

2 輕組份LNG對(duì)槽車運(yùn)輸?shù)挠绊?/p>

在液態(tài)槽車長途運(yùn)輸過程中，隨著運(yùn)輸距離在增長，運(yùn)輸時(shí)間隨之變長，環(huán)境熱輸入不斷積累，導(dǎo)致槽車儲(chǔ)罐中LNG持續(xù)蒸發(fā)，槽車儲(chǔ)罐中壓力升高。目前LNG主力槽車容積為52.6m3，有效容積48.47m3。LNG槽車儲(chǔ)罐的絕熱方式主要有真空粉末絕熱（CF）、真空纖維絕熱（GB）和高真空多層絕熱（CD）等技術(shù)，目前應(yīng)用最廣泛的是高真空多層絕熱技術(shù)，其日蒸發(fā)率指標(biāo)≤0.28%/d，最高工作壓力0.62-0.7MPag，安全閥起跳壓力0.65-0.75MPag。

2.1 不同組份下槽車運(yùn)輸壓力升高情況

根據(jù)槽車的保溫性能考慮日均0.28%的漏熱量，槽車裝車后壓力0.01 MPag，以下分別針對(duì)不同組份，就LNG槽車行駛里程與槽車壓力升高情況進(jìn)行了對(duì)比，具體結(jié)果見表2。

由上面的對(duì)比分析可見，在裝車后的壓力為0.01MPag下，輕質(zhì)組份在運(yùn)輸17個(gè)小時(shí)（850km）左右將出現(xiàn)超壓安全閥起跳，某典型LNG組份在22個(gè)小時(shí)（1100km）左右將出現(xiàn)起跳，兩者相差5-6個(gè)小時(shí)左右（運(yùn)距約250-300km）。

2.2 不同組份下槽車產(chǎn)生的BOG量

進(jìn)一步對(duì)不同公里產(chǎn)生的BOG量進(jìn)行測算，結(jié)果見表3。

由以上對(duì)比表可見，由于不同LNG的氣化熱不同，輕質(zhì)組份的組成較輕，氣化熱小，在相同漏熱條件下，BOG蒸發(fā)量比較大；另外在相同條件下，輕組份LNG的飽和蒸氣壓也較大。以上兩點(diǎn)因素共同導(dǎo)致了輕組份LNG蒸發(fā)量較大。而且隨著運(yùn)距加長，積累效應(yīng)顯著，在運(yùn)距達(dá)到600km時(shí)輕質(zhì)組份LNG與常規(guī)LNG相比，BOG產(chǎn)生量相差10kg左右。

3 降低LNG槽車運(yùn)輸過程氣相壓力的方法

降低LNG槽車運(yùn)輸過程中BOG的產(chǎn)生量，需從充裝后LNG本身的物性（溫度、壓力、組份）方面考慮。如要控制溫度，需要從槽車保溫（保證保冷層真空度、避免閥門內(nèi)漏）或外界增加冷量方面著手，但在不增加費(fèi)用的前提下，控制溫度很難實(shí)現(xiàn)。因此以下從充裝的壓力、組份方面提出降低LNG槽車運(yùn)輸過程中氣相壓力的方法。

3.1 控制充裝結(jié)束槽車儲(chǔ)罐內(nèi)壓力

盡量控制槽車裝車后壓力處于低點(diǎn)，保證槽車充裝后處于較低壓力時(shí)，在運(yùn)輸過程中槽車儲(chǔ)罐內(nèi)壓力增長較慢，在運(yùn)輸距離較長的情況下不會(huì)發(fā)生安全閥起跳，這是因?yàn)槌溲b結(jié)束后槽車儲(chǔ)罐內(nèi)壓力較低，為槽車BOG蒸發(fā)留有了一定空間，從而保證了在長時(shí)間（長距離）運(yùn)輸過程中不產(chǎn)生放空。

3.2 對(duì)輕組份LNG分罐儲(chǔ)存并分別外輸

減少LNG槽車運(yùn)輸過程中BOG的產(chǎn)生量，可以從進(jìn)料本源進(jìn)行控制，如將輕組份LNG分罐儲(chǔ)存僅用于氣態(tài)外輸，則可以避免輕組份LNG在進(jìn)行液態(tài)分銷時(shí)產(chǎn)生的大量BOG。

3.3 與常規(guī)LNG摻混

由于輕質(zhì)組份LNG氣化熱小，所以在相同條件下BOG產(chǎn)生量更大?；诖丝梢钥紤]將輕質(zhì)組份與接收站儲(chǔ)罐內(nèi)較重LNG進(jìn)行摻混，以相對(duì)降低BOG產(chǎn)生量。但是值得注意的是在摻混過程中，如果組份相差較大，需要嚴(yán)格控制翻滾發(fā)生的可能性，對(duì)接收站操作要求有一定提高。

4 結(jié)論建議

（1）從分析情況來看，在LNG槽車運(yùn)距較長情況下，輕質(zhì)組份LNG比目前接收站的設(shè)計(jì)典型組份更容易產(chǎn)生BOG，進(jìn)而產(chǎn)生超壓放空的情況。

（2）為盡量減少輕質(zhì)組份氣源對(duì)槽車運(yùn)輸?shù)挠绊?，建議在接收站實(shí)際運(yùn)營裝車時(shí)，盡量保證槽車充裝后處于較低壓力，避免槽車遠(yuǎn)距離運(yùn)輸導(dǎo)致超壓。

（3）輕質(zhì)組份產(chǎn)生的BOG量偏大，在槽車在到達(dá)有氣態(tài)用戶的衛(wèi)星站后，產(chǎn)生的BOG氣體可以通過衛(wèi)星站內(nèi)自增壓并經(jīng)過加熱后直接外輸給用戶。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳峰，王飛. LNG接收站投運(yùn)初期BOG回收流程改造方案[J]. 大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（8）：173-175

[2] 朱斌斌.不同裝車方式對(duì)LNG接收站的影響[J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn)，2012（5）：92-94

作者簡介：陳峰（1977-），女，山東棗莊人，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向：液化天然氣接收站工程技術(shù)領(lǐng)域。