LNG運(yùn)輸與BOG回收系統(tǒng)

鄒斌

摘?要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的新能源應(yīng)用越來越廣泛。天然氣、風(fēng)能、太陽能開始逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的煤炭、石油等走進(jìn)人們的工作和生活。LNG接收站作為天然氣的重要儲(chǔ)存地之一，對于天然氣的推廣應(yīng)用有著十分重要的意義。本文主要是以中海福建天然氣為例，作出概述。

關(guān)鍵詞：LNG的運(yùn)輸;BOG回收系統(tǒng)

1 LNG的運(yùn)輸連接

1.1 LNG運(yùn)輸

LNG運(yùn)輸船運(yùn)送到卸船碼頭。卸船碼頭能提供給艙容80000m3～165000m3的船只使用。碼頭長度大約為390m，碼頭前沿天然水深-2.0～-20.0m，港池水深-2.0～-24.0m，有少量開挖。

LNG通過3根16″卸料臂UA-0101A/B/C被輸送到岸上LNG儲(chǔ)罐里。每根卸料臂的卸料設(shè)計(jì)流量大約為4400m3/hr。這樣當(dāng)所有的卸料臂同時(shí)工作時(shí)，船能以13200m3/hr的流量卸料，因此一條艙容為145000m3的船能在12小時(shí)內(nèi)完成卸料作業(yè)。

岸上碼頭操作員通過遙控裝置，利用一個(gè)專用的液壓動(dòng)力裝置Y-0104對卸料臂進(jìn)行液壓操作，使之與船進(jìn)行輸送管的連接。

1.2 卸料管線通過碼頭再循環(huán)

根據(jù)供貨商推薦的工藝規(guī)程，在開始對LNG進(jìn)行全流量卸載前，每根卸料臂都要緩慢預(yù)冷至正常操作溫度。當(dāng)卸料臂和卸料管線冷卻完成后，LNG就能以設(shè)計(jì)的流量進(jìn)行卸載。

在卸料期間將會(huì)有蒸發(fā)氣產(chǎn)生。這些卸料期間產(chǎn)生的蒸發(fā)氣在壓力控制下返回船艙以替換卸下的LNG，過剩的蒸發(fā)氣通過岸上蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)被回收。

在船完成卸料后，碼頭的再循環(huán)系統(tǒng)就會(huì)重新啟動(dòng)以保持冷卻狀態(tài)，直到下一艘船開始卸料，通過在卸料臂頂部充入氮?dú)猓箽埩粼谛读媳劾锏腖NG通過碼頭排放管線返回到卸料總管，再進(jìn)入LNG儲(chǔ)罐。

1.3 船和卸料臂的安全連接

確保船和卸料臂的安全連接是通過一個(gè)手動(dòng)快速接頭（M-QCDC）來實(shí)現(xiàn)的。另外，為了避免卸料臂的機(jī)械故障和船在與卸料臂連接狀態(tài)下移動(dòng)可能會(huì)造成的LNG泄漏，連接部件安裝了一個(gè)緊急脫離系統(tǒng)（PERC裝置）。發(fā)生的緊急情況有兩種，第一種緊急情況下只需關(guān)閉PERC閥;第二種緊急停車狀況下除了關(guān)閉PERC閥還要釋放PERC，使船與卸料臂分離。

2 蒸發(fā)氣回收系統(tǒng)

2.1 蒸發(fā)氣與LNG

返回到船艙內(nèi)的蒸發(fā)氣速率與船艙內(nèi)被潛液泵抽走的LNG減去船艙所產(chǎn)生的蒸氣的速率大致相等，這就保證了自然流動(dòng)（LNG儲(chǔ)罐和船上的壓力不同）。然而，蒸發(fā)氣返回管線的壓力控制要求保證LNG船艙的壓力不能超過18KPag，返回蒸發(fā)氣的壓力由岸側(cè)天然氣返回管線上的壓力控制閥01-PV-0010來控制的。

卸料操作是連續(xù)的，直到LNG船艙幾乎已經(jīng)被卸空，泵的速率將下降。在正常的操作條件下，一條容積為145000m3LNG船，按13200m3/h的設(shè)計(jì)卸料速率來計(jì)算，要全部卸完一整船的LNG需要12個(gè)小時(shí)。

2.2 LNG運(yùn)輸

在卸船過程中，儲(chǔ)罐的操作壓力必須高于LNG運(yùn)輸船上的壓力，這樣才能使蒸發(fā)氣從儲(chǔ)罐返回運(yùn)輸船上。卸料中LNG儲(chǔ)罐的最大操作壓力是25KPag，與運(yùn)輸船的壓力差大約有8KPag，足以使氣體從儲(chǔ)罐流向船艙。因此，只要船上壓力大約在17KPag以內(nèi)時(shí)，運(yùn)輸船就能以平均13200m3/h的流量卸載。

在LNG船艙壓力高于17KPag的特殊情況時(shí)，卸載流量就會(huì)低于13200m3/hr。

在運(yùn)輸船完成卸料作業(yè)后且碼頭上的再循環(huán)系統(tǒng)重新啟動(dòng)來保持冷卻狀態(tài)以便下一艘運(yùn)輸船的卸料操作時(shí)，殘留在卸料臂里的LNG通過在卸料臂頂部充入氮?dú)饧訅海筁NG經(jīng)過排放管線返回到卸料總管回到LNG儲(chǔ)罐。

3 BOG壓縮機(jī)負(fù)荷加載過高

3.1 BOG回收系統(tǒng)的作用

維持儲(chǔ)罐的壓力在一定的操作范圍內(nèi)且沒有蒸發(fā)氣放空，這是通過兩種設(shè)備即BOG壓縮機(jī)（C-0301A/B）和再冷凝器（V-0305）來完成。

來自儲(chǔ)罐的BOG經(jīng)管道流向兩臺(tái)BOG壓縮機(jī)（C-0301A/B）。BOG總管保持兩罐間壓力平衡。罐內(nèi)正常壓力（無卸船時(shí)）在15KPag左右，在卸船時(shí)維持在25KPag。

當(dāng)不能從船上卸下LNG到儲(chǔ)罐時(shí)，BOG壓縮機(jī)也可用于抽走船艙的BOG來防止出現(xiàn)船上的安全閥放空的情況。

在卸料操作中，大量的蒸發(fā)氣將會(huì)產(chǎn)生，并依靠自循環(huán)（儲(chǔ)罐和船之間的差壓）返回到船艙內(nèi)。如返回氣量小，儲(chǔ)罐有較高的壓力，需兩臺(tái)壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn);如返回氣量大，儲(chǔ)罐壓力稍高或不高，可能只需一臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至沒有壓縮機(jī)需要運(yùn)行。卸船完成后依靠壓縮機(jī)維持儲(chǔ)罐內(nèi)低壓。

3.2 正常操作

儲(chǔ)罐內(nèi)產(chǎn)生的BOG被BOG壓縮機(jī)抽出和壓縮。壓縮后的BOG被送入再冷凝器中。在再冷凝器中，壓縮的BOG與過冷LNG接觸進(jìn)行再冷凝。在正常操作下只需運(yùn)行一臺(tái)壓縮機(jī)。

在操作初期，回收所有BOG所需的的最小輸出流量（在卸料時(shí)為68.9t/h）可能小于實(shí)際外輸流量，因而一些氣體將被燃燒放空。

當(dāng)最終輸出流量增大時(shí)，會(huì)受以下列因素的影響，使放空燃燒的可能性將減小：

在再冷凝器中，LNG流量增加可以回收更多的BOG。

當(dāng)輸出增加時(shí)，罐內(nèi)更多的液體被抽出而容納了更多的BOG。

在峰值輸出時(shí)，氣體可能需要被引回到儲(chǔ)罐中以保持儲(chǔ)罐最小壓力。

再冷凝器是一個(gè)容器，BOG與LNG在由規(guī)整填料組成的填料床層處接觸混合。進(jìn)入再冷凝器的LNG流量是根據(jù)BOG流量和再冷凝器的壓力而調(diào)節(jié)的。

再冷凝器的設(shè)計(jì)能力可滿足項(xiàng)目一期和二期基本需求情況下最大流量的BOG的回收。

高壓泵的回流和氣體排放返回到再冷凝器。在再冷凝器維修的情況下回流是返回到儲(chǔ)罐中。

4 BOG回收系統(tǒng)

LNG儲(chǔ)罐的BOG通過BOG總管送往BOG往復(fù)式壓縮機(jī)。兩臺(tái)低溫往復(fù)式壓縮機(jī)（C-0301A/B）用于壓縮處理BOG，壓縮后的BOG送往再冷凝器中，由被低壓泵通過低壓輸送總管送來的過冷的LNG所冷凝。

5 總結(jié)

本文詳細(xì)講述了LNG的運(yùn)輸，BOG的回收.我國的新能源應(yīng)用越來越廣泛，LNG接收站作為天然氣的重要儲(chǔ)存地之一，對于天然氣的推廣應(yīng)用有著十分重要的意義，促進(jìn)了LNG接收站的可持續(xù)發(fā)展。