解决这些问题是LNG卸车工艺的关键,可从以下3方面考虑:
a. 可在储罐自动减压阀上并联1个截止阀(见图2),卸车过程中打开,提高BOG流量,卸车结束后关闭。
b. 需要合理使用储罐的上进液口和下进液口,上进液口连接储罐顶部的一个喷淋装置,进液时LNG以喷淋方式进入罐内;下进液口则为常规结构。槽车内液体温度低的情况下,可选择上部进液,液体以喷淋方式穿过储罐气相空间,液滴会吸收储罐内的气体,使得储罐压力下降,有助于加快卸车速度。上进液口之所以采用喷淋方式,是为了加大气液相的换热面积,加快减压过程。槽车内液体温度高时应选择下部进液,温度较高的LNG进入储罐后先接触液体,使其尽快降温,减弱气化倾向,避免对卸车的影响。当然,如果没有温差,可任意选择进液方式,也可以上下一起进液。
c. 卸车增压器宜采用卧式,其底部首排换热管及翅片必须保证足够的换热面积,其液相进口应低于LNG槽车出口至少1m,以保证在槽车低液位时车内LNG有足够的液位差克服流动阻力进入卸车增压器气化。
3.3 LNG的气化
LNG气化器的材质必须耐低温,如铝合金。对于中小型气化站多采用空温式气化器,由于需要定期除霜,一般选用两组气化器定期切换使用。每个气化器的进口端都设有切断阀和安全阀,以便在非运行时不会因产生BOG而发生超压事故。天气寒冷时,气化后的气体温度一般比环境温度低10℃左右,为保证后续设施、管道的正常工作,气化后要经过加热装置将气体升温到一定的温度,加热装置一般用温水加热方式。
3.4 调压、BOG的处理
BOG的处理要与调压结合起来考虑,并回收利用BOG。储罐和其他部位产生的BOG压力达到设定值后,储罐气相管道的自动减压阀开启,将其送入BOG加热器,加热后经过BOG加热器出口的辅助调压器连接到出站总管道上,与主调压器的出口相连,辅助调压器设定的出口压力略高于主调压器,这样BOG就优先进入出站管道。
3.5 LNG工艺管道
在进行LNG管道设计时,除了要做好绝热外,还应解决因低温引起的冷收缩问题。管材通常选用具有优异低温性能的奥氏体不锈钢管,但其线性膨胀系数较大,需要进行补偿[3、4]。
LNG管道的液封问题应当引起重视,管道内只要存有少量LNG液体,就可能产生很大危害。由于不可能保证绝对无热量交换,管道内残留的液体会因吸热不断气化,压力持续上升,直到管道或阀门被破坏,所以要合理设置安全阀与切断阀。
3.6 控制LNG溢出或泄漏
由于设施损坏或操作失误等原因,LNG一旦从储罐或管道中溢出或泄漏,一部分立即气化(气化后的气体密度大于空气),来不及气化的液体将溢出到地面(接触到水面则产生冷爆炸),沸腾气化后使空气中的水蒸气冷凝并混合形成蒸气云团,再稀释受热后与空气形成爆炸性混合物,构成极大危险[1]。
为了有效地控制溢出或泄漏的LNG流淌导致火灾,常见方法是在储罐区、卸车台等重要场所修建防液堤、壕沟、坡槽、集液池来收集泄漏的LNG,防止四处流淌。借鉴国外先进经验,可设置高倍数泡沫保护系统,用来覆盖溢出的LNG,使其安全气化,避免发生危险。焊缝、阀门、法兰和与储罐连接的管道是LNG容易产生泄漏的地方,运行管理中可通过可见的蒸气云团来判断。
4 结语
LNG所具有的“高效、环保、清洁、价廉”的优点决定了其在城镇燃气中的应用前景是广阔的,而LNG气化站凭借其建设周期短、能方便及时地满足市场用气需求的特点,成为海南众多旅游开发区的永久供气设施或城镇管输天然气到达前的过渡供气设施。因此,无论是设计施工,还是生产管理,都应以熟悉LNG性质为基础,抓住气化站工艺技术安全特点,实现LNG气化站的安全运营。