LNG接收站BOG產生因素及預防措施

岳鵬(中石油京唐液化天然氣有限公司，河北 唐山 063200)

0 引言

隨著時間的推移，越來越多地人們開始使用天然氣，并且LNG(液化天然氣)接收站的數量也在增加。一般的LNG接收站有以下的特點：BOG的處理與天然氣接收，存儲，和輸出。如圖1顯示的工作步驟包含這些方面。

圖1 LNG接收站工作流程簡圖

在建造液化天然氣設施時，必須首先考慮其安全性。大量的BOG(蒸發氣體)在這些設備中引起過壓問題，可能會對LNG站的正常運行帶來極大地影響。 如果設備齊全，就可以將BOG氣體全部回收并處理，但是BOG壓縮機是需要從國外進口的，而且它的價格也非常的昂貴從而導致BOG壓縮機的成本也會逐漸增加。還有人們一直都在關注由于BOG引出溫室效應，因此研究問題之一是如何有效的降低BOG LNG站的生產率是此次需要研究的問題之一。

1 BOG產生因素幾點原因

本文從LNG接收站的實際工作狀況入手，在先前研究的基礎上，簡要分析了影響LNG站BOG產量的因素，并總結了一些可以減少BOG產量的預防措施。

我們可以將卸船和非卸船兩種類型在日常操作運行進行研究，并說明影響LNG儲罐與BOG的產生因素。

1.1 非卸船工況下影響LNG儲罐BOG的產生因素

一非卸船時，LNG存放在隔熱良好的儲罐中。 LNG到達沸點并由于熱滲透從而導致蒸發。

二 BOG生產的重要因素是大型LNG氣罐每天在靜態BOG蒸發。

三為了維持正常的出口，LNG儲罐中的低壓LNG泵產生的熱量也會產生BOG。

四如果LNG接收站沒有卸船時，則卸料管線必須通過回收來支持LNG的冷卻存儲。

五沒運作的高壓泵，低壓泵，其他設備和輔助管線還必須保持低流量LNG，以進行循環式冷凍存儲。 熱交換器的循環進入LNG儲罐后，還會產生一定量的BOG氣體。

六廠區內所有高壓排凈、低壓排凈管線吸收熱量產生BOG氣體。

1.2 船舶裝卸條件下是影響LNG氣儲罐BOG生產的因素

在卸船工況下，以上非卸船工況的各個影響因素都存在，因此包括上述所有非卸船工況下各影響因素。

在卸貨船的第一階段中，必須對卸貨臂進行冷卻，以使得卸貨臂中產生的大量BO G經由船的卸貨管線被卸到儲罐中從而導致儲罐中的BOG量大大增加。

當LNG船的天然氣容器以最大速度加載時，船艙必須返回空氣，以使機艙內的壓力正常，并且返回溫度和返回空氣速度會根據負載處理速度和負載處理速度來改變體積。這種效果減少了液化天然氣罐中的BOG量，這種氣體循環的影響對卸載期間儲罐中的BOG量有很大影響進入儲罐的再裝液化天然氣由于快速蒸發也增加了儲罐的BOG量。

2 關鍵原因分析與控制

2.1 熱量入侵

在-160℃的環境中適合LNG的儲存，當內外溫差差距相對就大時，BOG的產生會導致LNG發熱。熱量侵入儲罐、熱入侵的運輸、傳輸系統中產生的天然氣是熱量侵入的重要組成部分。因為外部氣溫的逐漸升高，地面的溫度和儲罐的溫度也在逐漸升，產生的BOG數量增加；其次，熱量侵入輸送管道，當LNG在運輸過程中越過管道時，如果管道的隔熱效果不好，也會吸收熱量并蒸發產生BOG。第三，傳輸系統中的設備產生的熱量LNG在運輸過程中被加熱，LNG被加熱和蒸發，從而產生BOG。

2.2 大氣壓力影響

由于LNG主要用于國際貿易和運輸，靠近海邊的地方的是LNG站的建設區，海邊地區年年都會有臺風，在臺風來臨時，它的壓力將會大大低于周圍的大氣壓，并且會使儲罐的變壓得到控制。儲罐的壓力較少是的因外界的環境壓力而減少，并且儲罐中的LNG大量蒸發，BOG產量大幅增加。另外，如果儲罐中的壓力太高，則儲罐還會將BOG排放到外部，從而降低儲罐中的壓力，從而導致產生新的BOG氣體。

2.3 翻滾分層影響

翻滾的預防措施發生翻滾的前提是LNG 分層。因此，預防翻滾的最重要措施就是防止分層現象的發生。實際生產中，消除分層及翻滾可采取以下措施。

(1)選擇合適的卸貨方法LNG儲罐的卸貨管通常在頂部和底部有兩條管線。 卸載時，將新LNG的密度與儲罐LNG的密度進行比較，然后選擇適當的卸載方法。高密度的LNG應從上部液體供應管線排放，低密度的LNG應從下部液體供應管線排放。 這樣，在進入LNG儲罐之后，自然會混合不同密度的天然氣，并最終達到均勻或相似的密度以防止分層。 在單一氣源接收站，LNG的組成相對穩定，發生LNG分層的概率較小。但是在許多氣體經常接卸現貨船的LNG接收，因此必須十分注意分層和翻滾現象。

(2)改進的中間層LNG儲罐的密度監控和溫度監控配備了LTD，用于檢測每個LNG層的溫度和密度。如果兩個相鄰的LNG層的溫度或密度(當前國家接收站值的差異)明顯不同，則它們會在沉積過程中發生或發展為檢測BOG蒸發速率。大氣壓力的變化會影響LNG蒸發速率的檢測，因此絕對壓力可用于檢測或記錄大氣壓力的變化。一旦分層產生，應使用頂部入口進行回收利用，以促進LNG在儲罐中的混合并防止倒塌。但是同時，會增加蒸發氣量以及處理這些增加的蒸發氣的成本費用。

(3) 可以通過安裝LTD儀表來測量儲罐中的LNG密度，以便操作員可以查看LNG是否卡在儲罐中。在儲水箱本身上，上下污水管是分開設計的。 如果船舶在卸載過程中的LNG 密度高于儲罐的LNG 氣密度，則它將通過上部出口管進入儲罐。相反，當人們通過下部排放管進入LNG 儲罐時，不同密度的液化天然氣進入儲罐并去除了各層。 如果新裝載的LNG的密度與儲罐中LNG的密度顯著不同，則也可以將LNG從一個儲罐灌注到另一個儲罐(倒置儲罐)。 新的空罐用于存儲新的卸載LNG，避免了密度差異過大導致的分層。

3 預防措施

根據上述問題要找到事件的源頭，并解決BOG減少生產，專家們對BOG生產的原因提出了6個保護措施，既要保證其的安全性，還有節省成本和資源：

(1)儲罐的隔熱能力需要增強，比如，擁有較好的隔熱材料職稱的液化氣天然罐，它的罐內運用了傳熱系數較低的材料制作的，隔熱效果也非常不錯。LNG儲罐也可以在LNG本身運用，只要保持罐體涼爽。

(2)儲罐的體積和表面積需要適當的調整，并且減少與陽光直射的面積。

(3)需要懸著保溫性能較好的材料，把運輸管道保護起來，做好相關的保溫工作。

(4)運輸設備的運行效率在運輸系統中有待提高，減少設備本身的熱量產生，以減少LNG的熱侵入和BOG的產生。

(5)根據液化天然氣儲罐可以支撐的可調壓力范圍，可以實時調節儲罐中的壓力。

(6)檢查液化天然氣儲罐的初始滿載率，以確保初始滿載率高于臨界初始滿載率。

4 結語

通過以上分析，我們可以認識到，在BOG的不同生產要素中，除了LNG組成和儲罐進出的兩個客觀因素外，還有三個剩余因素(熱侵入，存儲)。 儲罐壓力，初始滿負荷)一切都可以人為改變，可以采取上述六項預防措施來減少LNG站的BOG產量，以提高經濟效益并具有一定的實用價值。預防措施，合理的設計和完善的工藝流程是確保LNG接收站工藝安全的關鍵。因此，必須在項目開始時進行過程的設計和審查，以進行HAZOP以確保過程的合理性。同時，液化天然氣接收站的操作和管理人員應理性。 也需要液化天然氣接收站的操作和管理人員應采取措施以防止發生各種事故。