淺析大型LNG船氣體試航程序

李小龍

摘要：目前隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，對(duì)使用清潔型能源的加快推進(jìn)，LNG作為一種常用清潔型能源被廣泛使用，部分國(guó)家擴(kuò)大對(duì)LNG能源的進(jìn)口，使得LNG能源運(yùn)輸船的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，LNG船的訂單不斷增多。現(xiàn)國(guó)內(nèi)已經(jīng)擁有成熟的LNG船建造技術(shù)，本文主要對(duì)LNG船完工后氣體試航程序進(jìn)行簡(jiǎn)單概述，以其為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：LNG;氣體試航;清潔能源

引言

LNG船氣體試航是一個(gè)非常重要和復(fù)雜的程序，它檢驗(yàn)著這艘LNG船的液貨艙部分是否有泄漏以及LNG低溫設(shè)備及管路的質(zhì)量。氣體試航包括大艙干燥、大艙惰化、氣體置換、液貨艙冷卻、部分裝載、液貨艙之間的駁運(yùn)、液貨艙卸載、液貨艙升溫、液貨艙惰化、液貨艙通風(fēng)等程序。

1 氣體試航程序

1.1 大艙干燥（氣體試航前）

貨艙需要進(jìn)行完全干燥，有惰氣發(fā)生器的干空氣模式產(chǎn)生的干空氣進(jìn)行貨艙的干燥，使貨艙露點(diǎn)降到-20℃或更低，此時(shí)貨艙內(nèi)要保證一定的壓力6-19kpa。注意夏季惰氣發(fā)生器產(chǎn)生的干空氣由液貨管送到各艙（底部注入）或冬季由氣穹送到各艙（頂部注入），置換出的氣體通過(guò)揮發(fā)氣管（夏季）或通過(guò)液體總管（冬季）送到透氣桅。需隔兩小時(shí)記錄一次貨艙的露點(diǎn)以及惰氣發(fā)生器出口溫度、壓力和流量，并時(shí)刻監(jiān)測(cè)貨艙內(nèi)的壓力和溫度。

1.2 大艙惰化（氣體試航前）

將各大艙用惰性氣體進(jìn)行惰化。用惰氣發(fā)生器產(chǎn)生的惰氣來(lái)置換大艙內(nèi)的干空氣。使貨艙內(nèi)露點(diǎn)低于-40℃，氧氣含量低于2%。惰氣發(fā)生器產(chǎn)生的惰氣由液貨管送到各艙（底部注入），置換出的干空氣通過(guò)揮發(fā)氣管路送到透氣桅排出。

如果采用液氮進(jìn)行貨艙惰化，需從岸邊介入液氮，到LNG汽化器將液氮汽化再進(jìn)行與艙內(nèi)的干空氣進(jìn)行置換。

1.3 氣體置換

在氣體置換之前，船舶已經(jīng)停靠在LNG氣站，惰氣化結(jié)束，與岸站通訊已經(jīng)建立，裝載臂連接完成，除液貨艙外，其余液體管路、氣體管路、集管、安全閥管路以及加熱器、汽化器，壓縮機(jī)，至GCU燃?xì)夤芫獨(dú)饣Y(jié)束，使露點(diǎn)低于-25℃，含氧量小于4%。

做好檢查后，告知岸站人員開始提供LNG液體（低流量），開始冷卻集管和汽化器之間的管路，管路冷卻大約2小時(shí)結(jié)束。當(dāng)管路足夠冷卻后進(jìn)行冷態(tài)的ESD測(cè)試，檢查結(jié)霜情況。一切檢查正常后，通知岸站逐步增大流量值達(dá)到正常值，艙內(nèi)壓力保持在6-19kpa。此時(shí)從岸站輸送的LNG經(jīng)過(guò)LNG汽化器進(jìn)行汽化后由氣穹送到貨艙與貨艙的惰氣進(jìn)行置換，惰氣返岸，如果岸站不接受惰氣返岸，只能通過(guò)透氣桅進(jìn)行排放。如艙內(nèi)壓力過(guò)大，可以啟動(dòng)HD壓縮機(jī)進(jìn)行減壓。

從每艙的頂部、中部、底部逐一檢查CO2/CH4的含量，當(dāng)CO2含量小于1%，CH4含量大于99%時(shí)，揮發(fā)氣返岸結(jié)束。

1.4 液貨艙冷卻

在進(jìn)行貨艙冷卻之前，要檢查隔離空艙的壓力和溫度，乙二醇加熱器運(yùn)行是否正常，隔離空艙溫度要求大于+5℃，壓力要求：液貨艙壓力≥初級(jí)≥次級(jí)絕緣層。開始冷卻，LNG由氣穹噴淋裝置噴淋貨艙，液貨艙內(nèi)的LNG氣體通過(guò)船上的揮發(fā)氣總管送至岸站，保持貨艙壓力，如果貨艙壓力過(guò)高，揮發(fā)氣返岸壓縮機(jī)啟動(dòng)并告知岸站，如果壓力持續(xù)上升，可以啟動(dòng)HD壓縮機(jī)或要求岸站減少LNG的供應(yīng)。

當(dāng)液貨艙泵塔上最低的4個(gè)溫度傳感器的平均溫度達(dá)到-130℃時(shí)，泵塔上最低點(diǎn)的溫度傳感器溫度同液態(tài)LNG溫度相同時(shí)，冷卻結(jié)束。

1.5 部分裝載

裝載前通知岸站人員用低流量LNG輸送，用于液貨主管的冷卻，當(dāng)液貨管尾部溫度傳感器溫度足夠低時(shí)（接近-100℃）時(shí)證明管路冷卻結(jié)束。通過(guò)開閥操作將貨艙與岸站LNG罐連通，保持壓力一致，若裝載過(guò)程中，液貨艙壓力持續(xù)上升，可開啟一臺(tái)HD壓縮機(jī)進(jìn)行減壓，使艙內(nèi)壓力低于19kpa，當(dāng)裝載到液貨艙液位的90%時(shí)，降低裝載速度，直至裝滿（只裝滿一個(gè)液貨艙）。

1.6 液貨艙之間的駁運(yùn)

液貨艙之間的駁運(yùn)所需要的泵有液貨泵、掃艙泵、燃?xì)獗茫玫淖⒁馐马?xiàng)由廠家進(jìn)行確認(rèn)，當(dāng)泵第一次啟動(dòng)后如被迫停止，如需重新啟動(dòng)，注意時(shí)間間隔，泵最初運(yùn)行是在艙內(nèi)自循環(huán)狀態(tài)下進(jìn)行的。對(duì)掃艙泵進(jìn)行測(cè)試，手動(dòng)啟動(dòng)掃艙泵，從貨艙排出管排出后通過(guò)該艙注入管返回至艙內(nèi)，記錄泵的相關(guān)參數(shù)。燃?xì)獗谩⒁贺洷脺y(cè)試與掃艙泵測(cè)試方法相同。

在貨艙駁運(yùn)之前，掃艙總管與液貨總管需要冷卻，同時(shí)貨艙也需要再次冷卻，冷卻狀態(tài)通過(guò)溫度表查看，目標(biāo)-100℃。開始液貨駁運(yùn)，啟動(dòng)液貨泵，液貨泵的啟動(dòng)要在系統(tǒng)設(shè)置中定義啟動(dòng)程序，當(dāng)兩臺(tái)液貨泵達(dá)到停止液位時(shí)會(huì)分別自動(dòng)停止。同時(shí)也打開掃艙泵和燃?xì)獗茫M可能多的液體駁運(yùn)，掃艙泵和燃?xì)獗靡矔?huì)在設(shè)定的液位停止，停止后重新啟動(dòng)燃?xì)獗茫糜贕CU或MGE的調(diào)試。

1.7 液貨艙卸載

當(dāng)LNG液貨駁運(yùn)、調(diào)試完成之后，將剩余的LNG返還岸站，啟動(dòng)艙內(nèi)液貨泵將剩余液體LNG通過(guò)液貨管返還到LNG岸站，殘余部分LNG用于液貨艙升溫。

1.8 液貨艙升溫

在貨艙惰化和空氣化之前，貨艙要升到室溫，防止惰氣和空氣中的水凝結(jié)。貨艙升溫分成兩部，首先是殘余的LNG揮發(fā)成氣態(tài)，然后再進(jìn)行加熱，通過(guò)HD壓縮機(jī)和HD加熱器對(duì)氣體進(jìn)行循環(huán)加熱，HD加熱器出口溫度設(shè)定范圍0～+80℃（逐漸設(shè)定），待將天然氣加熱到80℃然后從注入管進(jìn)入艙底，熱的天然氣進(jìn)入貨艙會(huì)使殘余的液體揮發(fā)，導(dǎo)致貨艙內(nèi)的溫度和壓力升高，多余的揮發(fā)氣通過(guò)透氣桅排放或GCU燃燒。

1.9 試航結(jié)束后的液貨艙惰化和通風(fēng)

分別用惰氣發(fā)生器產(chǎn)生的惰氣置換貨艙內(nèi)的天然氣以及用惰氣發(fā)生器產(chǎn)生的干空氣來(lái)置換貨艙的惰氣，最終達(dá)到貨艙空氣化，人員可以進(jìn)入貨艙檢查維修。

2 結(jié)束語(yǔ)：

本文對(duì)大型LNG船氣體試航程序進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，但在具體試航時(shí)遠(yuǎn)要復(fù)雜的多，其中也包括各種設(shè)備的測(cè)試，例如GCU，雙燃料發(fā)電機(jī)等設(shè)備，向船東報(bào)驗(yàn)等工作，包括設(shè)計(jì)人員與現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員，設(shè)備廠家人員，GTT技術(shù)人員，LNG氣站人員的互相配合。此次LNG船氣體試航程序，供相關(guān)技術(shù)人員參考。

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