LNG接收站首船接卸作業流程探討

摘要：LNG（液化天然氣）作為一種高效、節能、環保的新能源，在民用、工業燃氣能源中得到了廣泛的運用。在當前對能源、環保并重的社會環境下，LNG接收站的建設越來越多，首船接卸作業作為一項重要流程發揮著重要作用。基于此，文章對LNG接收站首船接卸作業流程進行了探討。

關鍵詞：LNG接收站；首船卸載；作業流程；液化天然氣；燃氣能源 文獻標識碼：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展，我國各個沿海城市都相繼進行了接收站的建設工作。在這種環境下，為了提高液化天然氣接卸作業的安全性，首先要建立一套完整的LNG接收站船接卸作業流程。

1 準備工作

1.1 獲得政府認可

LNG接收站裝置在進行試車和投產之前，首先要獲得政府的認可，辦理“政府許可”證。在設備試車投產前，要保證裝置的環保性、安全性等均達到地方和國家對設備的要求。

1.2 作業人員要求

按照我國當前的規定要求，所有的作業人員都需要經過培訓后才可以上崗。各個崗位的作業人員要有國家管理部門頒布的從業資格證書。

1.3 確認船舶

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、碼頭的盡職調查等工作做好。為了可以使到港船舶可以詳細了解船舶作業流程、作業要求以及相關規定，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則手冊》時，要注意包含港口綜述、港口設備情況、港口信息情況、貨物操作情況、HSE這幾方面的

內容。

2 對首船進行調試

2.1 基本操作流程

通常接收站會要求LNG船舶提前達到錨地，按照我國當前的法律規定，要求使用引航站引導外輪進行靠泊。在LNG船舶進港時，要按照船舶模擬操作實驗的相關要求，提供足夠數量的拖輪協助設備來幫助進港船舶完成停靠作業。保證停靠泊度在5°以內，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域，規定要求LNG船舶后側926m，前側2778m不能有船只出現。LNG船舶停靠完成后，要進行安全檢查、連接卸料臂、檢查氣密性、卸前計量等操作。基本流程圖如圖1所示：

圖1 LNG接收站首船接卸操作流程圖

2.2 置換和預冷儲罐BOG及卸料管線

在船舶達到港口之前，儲罐和卸料管線都處于氮氣封閉狀態，內罐露點在-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。因為氮氣屬于惰性氣體，鋼材在冷卻過程中，會導致其出現過冷的情況。為了避免出現這種情況，冷卻前使用儲存介質熱蒸汽對氮氣進行置換。此外，我國LNG接收站卸料管線直徑一般都在965mm以上，如果將液態天然氣引入，就會使管線底部溫度偏低，使管道出現變形，破壞管道。為確保儲罐預冷和卸料管線預冷可以安全、均勻地開展，要先使用BOG來預冷和置換。此過程會消耗大量的BOG，只依靠船艙中蒸發出來的BOG是不能達到基本需求的。所以，船方要開啟掃艙泵把液態天然氣送入LNG汽化設備中進行汽化。在正常情況下，會將BOG管和汽化器進行連接，并利用氣相返回臂進入到接收站中。不能對卸料管進行預冷和置換，需要進一步改造流程。常見方法有以下兩種：（1）船方進行改造，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。利用跨接關系將液相管和碼頭氣相管進行連接，然后利用氣相臂將船方供應的BOG氣體輸入到儲罐和卸料管線中。以上兩種方法都可以達到上述目的，不過由于我國大多數液化天然氣接收站都沒有設置吊裝設施，在操作的過程中，需要花費一部分資金租用吊裝設備，再加上LNG接收站的施工人員缺乏操作經驗，存在作業費用高、作業效率低等問題。而如果由船方進行改造，就不需要租賃吊裝設備，并且施工人員有比較豐富的經驗，施工效率高。所以，通常流程由船方來進行改造。

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。這種方法是當前使用最為廣泛的一種方法。根據以前的作業經驗，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，和頂部溫度產生溫度差，影響施工的安全性。在使用閥門對LNG汽化器進行隔離時，隔離時間通常較短，卸料管線和卸料臂的溫度持續處于穩定狀態。這時進行LNG填充作業可以更加容易地控制溫度差，提高管線運行的穩定性，提高作業效率。

2.4 儲罐的預冷和填充作業

將卸料管線LNG填充作業完成后，利用儲罐預冷管線來對閥門儲罐的預冷速度進行調整。按照相關規定要求，儲罐預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。當儲罐底部的溫度處于-145℃時，預冷作業完成。在進行預冷的過程中，為了避免液態天然氣從噴嘴經過時，以霧化的形態進入到儲罐中，通常要將預冷管線的壓力保持在0.2～0.4MPa之間，并且控制預冷管線壓力可以有效防止液態天然氣出現滴落，造成儲管底部溫度過低的情況出。完成儲罐預冷作業后，還要持續使用預冷管填充儲罐，當液位達到50mm后停止填充。為了進一步冷卻儲罐，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 作業過程中需要注意的地方

3.1 合理地設計和選擇噴嘴類型

在LNG接收站首船接卸作業過程中，雖然LNG儲罐屬于存儲系統單元設備，但是投入的建設費用比較高，大約占據了總投資費用的40%以上，是整個接收站的核心設備，所以儲罐的預冷是LNG接收站首船接卸作業的施工難點。在作業過程中，主要是利用儲罐頂部的噴嘴來達到預冷目的，所以，使用噴嘴的類型和噴嘴的設計對預冷效果有比較大的影響。接收站預冷效果也主要是由儲罐冷嘴使用的類型以及冷嘴設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行調整，保證預冷

效果。

3.2 控制管道位移

在作業過程中，當溫度降低速度比較快時，會導致管道因收縮而出現位移。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，在預冷過程中，會產生133mm左右的橫向位移，沿LNG流向方向會產生175mm的位移。而接收站卸料的管線直徑為1015mm，在預冷過程中，會產生200mm的橫向位移，沿LNG流向會產生227mm的位移。當管道出現比較大的位移時，就會對管道造成破壞，對正常作業造成影響。一般情況下，可以采取降低卸料流量的方式來達到減緩溫度下降速度的目的。規定要求每小時管道的溫度下降速度要在-10℃以內，并且將管道底部和頂部的溫度差控制在50℃。根據管道預冷后出現的收縮情況，可以使用管環式補償、金屬波紋管來進行解決。

4 結語

本文重點對LNG接收站首船接卸作業的作業流程進行了探討，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。在實際作業過程中，要嚴格按照固定的作業規范和作業標準進行施工，將應急預案準備好，保證接收站首船作業可以安全、順利地開展。

參考文獻

[1] 徐博.2020年前中國多氣源供應格局展望[J].天然氣工業，2012，32（8）.

[2] 刑云，劉淼兒.中國液化天然氣產業現狀及前景分析[J].天然氣工業，2009，29（1）.

[3] 顧安忠.液化天然氣技術[M].北京：機械工業出版社，2003.

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

（責任編輯：黃銀芳）endprint