首页 > 行业资讯 > 【论文精选】利用储罐压力给LNG槽车增压的BOG卸车工艺

【论文精选】利用储罐压力给LNG槽车增压的BOG卸车工艺

时间：2023-07-11 来源：浏览：

【论文精选】利用储罐压力给LNG槽车增压的BOG卸车工艺

原创吴军贵，等煤气与热力杂志

煤气与热力杂志

微信号 GAS-HEAT1978

功能介绍《煤气与热力》始于1978年，创刊于1981年，中国核心期刊，中国土木工程学会燃气分会会刊。筛选燃气供热行业最有价值的技术信息，新闻分类整理、政策标准、热点讨论、投稿查询、论文检索、写作指导、编委风采、精品会议……

收录于合集

官网注册后

http://www.gasheat.cn

免费下载论文

http://www.gasheat.cn/Periodical/index.html

作者：吴军贵，王彩虹，周夏汀

第一作者单位：杭州市燃气集团有限公司

摘自《煤气与热力》2022年7月刊

参考文献示例

吴军贵，王彩虹，周夏汀，等 . 利用储罐压力给LNG槽车增压的BOG卸车工艺［J］. 煤气与热力， 2022，42（7）：B06-B10.

相关推广

LNG储运设备

装卸臂

1 概述

随着国家发改委、国家能源局联合印发《关于加快储气设施建设和完善储气调峰辅助服务市场机制的意见》，各地 LNG 接收站开始大量开工建设，截至 2021 年 5 月，中国已建成运行 22 座 LNG 接收站（含转运站、储备库），总接收能力 9 230 × 10 ⁴ t/a 。 LNG 接收站增多， LNG 槽车运输市场也随之变大， LNG 作为管输天然气的重要补充，对于天然气管网未覆盖区域，通过槽车运输将 LNG 供给工厂、民用或调峰用户，非常便捷。

LNG 槽车传统卸车工艺耗时过长，是制约 LNG 气源站运行效率的关键因素。本文结合实际工程项目，提出一种利用 LNG 真空罐压力给 LNG 槽车增压的 BOG 卸车工艺（以下简称 BOG 卸车工艺）。该工艺流程简单，可大幅缩短卸车时间，提高 LNG 气源站运行能力，同时节省卸车橇的占地面积，解决 LNG 应急气源站卸车能力与外输能力不匹配的问题。

本文将卸车过程分为均压、卸液、收尾 3 个阶段。

2 传统卸车工艺

LNG 槽车传统卸车工艺流程见图 1 （图 1~3 中蓝色流程线为 LNG 管路，红色流程线为天然气管路）。将卸车台卸车增压器的增压软管接到槽车增压口，槽车 LNG 经卸车增压器气化为低温天然气（在本文中，气化得到的低温天然气也称为 BOG ），通过 BOG 管路返回至槽车储罐气相空间，逐步增大槽车储罐与接收 LNG 储罐 （真空罐或常压罐）之间的压差。开启出液阀和进液总阀可将 LNG 从槽车储罐压送至接收 LNG 储罐。传统卸车工艺流程简单、无能耗，但卸车耗时长、设施占地面积大。

图 1 传统卸车工艺流程

3 BOG 卸车工艺

为了维持 LNG 槽车向常压罐的卸车过程稳定，增压气必须满足以下要求：压力足以维持槽车储罐和常压罐之间的压差；增压气不会额外造成 LNG 蒸发，其温度维持饱和温度；增压气不能是加臭之后的天然气。真空罐内 BOG 能满足以上条件。

以某市西部 LNG 应急气源站（下称西部站）为例， BOG 卸车工艺流程见图 2 。西部站共设 4 个卸车台（图中只显示 2 个）。卸车台增压阀、出液阀对应槽车储罐的 BOG 增压入口和 LNG 出口，开启增压阀利用 LNG 真空罐 BOG 压力对槽车储罐增压，当真空罐和槽车储罐均压后，通过开启出液阀、常压罐进液总阀，即可对 LNG 常压罐进液。

图 2 BOG 卸车工艺流程

4 BOG 卸液工艺计算

计算开始时，设定真空罐与槽车已完成均压。将卸液时间分为若干个时间间隔Δ t ，进行叠加计算。

①工艺计算条件

不考虑槽车储罐 BOG 与 LNG 的传热、 LNG 管道 LNG 与环境的传热。不考虑 LNG 的蒸发。 LNG 槽车储罐容积为 50 m ³ ，槽车储罐内直径 3.5 m ，卸液开始时刻 LNG 体积为 45 m ³ 。环境压力取 0.101 MPa 。真空罐设有压力调节装置，在卸液阶段能够始终保持 BOG 绝对压力稳定在 0.345 MPa 。常压罐也设有压力调节装置，绝对压力稳定在 0.116 MPa 。槽车 LNG 温度为 -150 ℃。卸液过程中，槽车储罐压力、槽车液位均随时间发生变化。

②每个时间间隔管路压力和流量计算

BOG 卸液工艺计算简图见图 3 。

图 3 BOG 卸液工艺计算简图

5 BOG 卸车工艺实践

①两种卸车工艺比较

通过对西部站工艺流程的分析，制定了 BOG 卸车工艺操作规程。通过实践统计， BOG 卸车工艺增压操作 5 min 即可实现真空罐和槽车的均压。传统卸车台一般都未设置压力远传系统，而 BOG 卸车工艺可以通过真空罐压力实时掌握卸车时槽车压力，有利于卸车作业的远程安全管控。传统卸车工艺与 BOG 卸车工艺比较如下。

a.BOG 卸车工艺拆装软管 4 根，比传统卸车工艺少 2 根，缩短了软管拆装时间，同时减少了泄漏风险点，且可远程监控槽车压力。

b. 传统卸车工艺由于收尾阶段增压困难，易造成槽车 LNG 剩余量较多，并且需要频繁操作增压阀门。 BOG 卸车工艺压力稳定，可避免此类问题。

②两种卸车工艺卸车用时对比

从 2019 年 5 月开始推行 BOG 卸车工艺以来，统计分析卸车数据，按照满负荷卸车进行比较。两种卸车工艺卸车用时对比见图 4 。可以看出，传统卸车工艺（ 3 辆车同时卸车）、 BOG 卸车工艺（ 4 辆车同时卸车）最长卸车用时分别为 294.6 、 150.0 min ，最短卸车用时分别为 144.6 、 100.0 min 。 BOG 卸车工艺 5 min 即可完成槽车储罐均压，且不受环境温度影响，均压过程中压力稳定，增压阀门无须频繁操作，可缩短均压时间约 25 min 。传统卸车工艺（ 3 辆车同时卸车）均压、卸液、收尾 3 个阶段总计平均用时即卸车用时 199.8 min ， BOG 卸车工艺（ 4 辆车同时卸车）平均用时 135.9 min 。由此得出，传统卸车工艺，单车卸车用时为 66.6 min ， BOG 卸车工艺，单车卸车用时为 34 min 。

图 4 两种卸车工艺卸车用时对比

③卸车效率影响因素

影响卸车效率的因素主要有卸车用时、卸车压差、卸净率等。卸车压差直接影响卸车速度，压差越大，卸车用时越短。

卸净率类似于管输气的输售率，由于槽车储罐出液口径一般为 DN 50 mm ，出液口离槽车储罐底部有一定高差，卸车结束后槽车储罐内留有余液，以保证槽车储罐空罐时不易回温。当卸车快结束时如果出液阀仍保持原开度，会造成出液口出现漩涡，压低实际液面，造成真空罐的 BOG 直接进入常压罐，使卸净率偏高。

通过实践，当槽车储罐液位计显示低于 200 mm 时，逐渐关小出液阀至 1/4 开度，当液位计显示低于 100 mm 时，出液阀关至 1/12 开度，直至槽车储罐液位计显示为 0 ，关闭增压阀。根据接收储罐压力情况，对槽车储罐均压，直至槽车储罐压力降至与接收储罐压力平衡，关闭出液阀，吹扫卸车软管，结束卸车。

6 BOG 卸车工艺效益分析

①安全效益

LNG 槽车卸车过程中，拆装软管不仅耗时，且要进行吹扫、查漏等。 BOG 卸车工艺拆装软管数量少，降低了燃气泄漏概率。 BOG 卸车工艺将 BOG 压力稳定控制在合适值，减少压力波动，降低燃气泄漏的风险。现场和中控室操作人员可实时掌握现场卸车压力，提高了操作的可靠性和安全性。

②经济效益

传统卸车工艺产生 BOG 量多，压力波动较大，最多只能 3 辆槽车同时卸车。 BOG 卸车工艺可以从 3 辆增加到 4 辆，由于操作简单方便，卸车台无需增加操作人员，节约操作人工费用约 10 × 10 ⁴ 元 /a 。

BOG 卸车工艺在拆卸软管和增压时间上都体现出优势，同时增加了卸车的连续性，单车卸车用时从传统卸车工艺的 66.6 min 降至 BOG 卸车工艺的 34 min ，卸车效率提高了 48.9% 。

槽车卸车电力消耗主要是 BOG 压缩机能耗。在 BOG 卸车收尾阶段， BOG 进入常压罐后，经过压缩机加压输送出站。传统卸车工艺（ 3 辆车同时卸车）收尾阶段， BOG 压缩机需运行 1.5 h 。 BOG 卸车工艺（ 4 辆车同时卸车）收尾阶段， BOG 压缩机需运行 1.0 h 。西部站满负荷卸车时压缩机功率为 430 kW ，按照每年卸 500 车计算，电费按 1.2 元 / （ kW · h ）计，可节约电费 64 500 元 /a 。

③其他效益

在卸车现场，操作工不用频繁操作卸车橇增压阀和出液阀，减轻操作工的劳动强度。

7 结论

① BOG 卸车工艺单车卸车用时大幅缩短，卸车效率提高了 48.9% 。

② BOG 卸车工艺受环境温度影响小，可省略卸车增压器。

③ BOG 卸车工艺槽车储罐压力控制更稳定，员工操作简单，卸车风险低。