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如何減少LNG加氣站設備的BOG排放
作者: 發布於:2019-12-05 10:14:26 本業關鍵詞:加氣站設備

  BOG相信大家都很熟悉,由於低溫液化天然氣(LNG)儲罐(約-160℃)受外界環境熱量的入侵,LNG罐內液下泵運行時部分機械能轉化為熱能,這都會使罐內LNG氣化產生閃蒸氣,這些閃蒸氣就是BOG氣體。

  隨著LNG行業的發展,各種LNG加氣站、L-CNG加氣站、LNG及L-CNG合建站相繼出現,除三大油企外,民營企業也積極在LNG加氣站建設領域“跑馬圈地”,各公司在加氣站建設方麵的投資也在不斷加大。與此同時,現已投運的LNG加氣站設備運行中的問題也暴露出來,首當其衝的便是放散量大的問題,如何解決放散問題已成為公司節約成本、降低損耗的關鍵問題之一。下麵將從工藝管道設計、操作、管理、利用方麵如何降低放散率,提出一些見解。

放散產生的原因

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  總體來說,放散的原因主要可以歸結為以下幾個因素:

第一、設備製造因素。

  LNG真空絕熱儲罐、真空泵池等設備在目前工藝水平下無法達到絕對的真空絕熱狀態,因此這些設備會與外部會發生緩慢的熱交換,形成BOG氣體。

第二、人為因素。

  由於LNG加注產業在國內還處於起步階段,加氣站員工對於LNG加注操作流程、卸車操作流程不規範,造成BOG量增加。

第三、設計因素。

  為保證泵的正常運行,需要LNG潛液泵池及LNG柱塞泵頭進液充分,工藝管路如果設計不合理,會造成進液及回氣的阻力加大,這時就需要從回氣口手動放氣來確保進液速度,這部分排放在設備運行過程中會一直產生,排放量是相當大的。因此正確把握工藝設計的合理性,將是現階段降低放散的最有效途徑。這也是本文重點討論的部分。

第四、其他外部因素。

  另外,許多加氣站運行之初,加氣車輛太少加氣量達不到設計規模,導致LNG儲存時間過長,產生排放。

如何控製BOG量

  通過以上對BOG產生的原因分析,可以從以下幾方麵控製BOG量的產生:

設備方麵

  由於目前的真空設備製造技術條件,設備無法達到絕對真空狀態,這個問題是無法回避的,隻有盡量的采取措施來控製,主要有以下幾個途徑:

首先,設備盡量采用絕熱效果好的設備,如用真空纏繞儲罐代替珠光砂填充的LNG儲罐。當然這需要從資金、車源考慮是否劃算。

  其次,LNG管道最大工作壓力一般為1.6MPa,儲罐最大工作壓力一般為0.8MPa,將儲罐的最大工作壓力提高至1.2MPa,增加了儲罐的儲存時間,同時也會減少BOG的排放。

最後,要定期檢驗真空設備及真空管道的真空度,不合格時重新抽真空,使設備處於最佳工作狀態。

操作方麵

  不同的操作方法也會造成BOG的產生量不一樣,其中最主要的操作有兩個方麵:

第一、卸車操作

  卸車需要將槽車壓力增壓到高於儲罐壓力時才能進行,但設備經過一段運行時一般壓力較高,通常能達到0.6MPa以上,而槽車壓力一般較低,約為0.2MPa左右,如果直接對槽車增壓、且對儲罐排放將會增加大量排放。這時候,如果進行槽車、儲罐壓力平衡操作,然後對槽車增壓,這樣操作,卸車時基本不會產生排放。

第二、設備停機時的操作

  因設備加氣完成後,泵會停止運行,這時候,泵池及管道中會有許多殘留液體,這部分液體氣化速度相當快,如果停機時間較長的時候可以用以下操作減少BOG的產生:將儲罐所有氣相根部閥關閉,液相根部閥打開,管道及泵池內壓力上升時,LNG會被壓回儲罐,因管道及泵池的吸熱率比儲罐的吸熱率高得多,這也達到了減少BOG的目的。

設計方麵

  設計方麵,要少排放其實就是要滿足泵的正常工作,首先要使儲罐與泵的高差滿足泵的淨正吸入壓頭(NPSH)要求,因各種泵的NPSH要求不一樣,在此就不一一列舉。然後就是泵的進液及回氣工藝管線要合理布置。現階段各加氣站工藝設計中存在的主要問題及解決方案如下:

  儲罐至泵的距離太遠,造成吸熱量增加。解決方法是場站布置時在滿足相關規範安全距離要求的情況下,盡量縮短泵與儲罐管口的直線距離,最好在3米以下,同時進液及回氣管線盡量采用真空管道,如果條件不允許的情況下采用保溫處理。

  泵進液管線壓力損失大,阻力大,主要現象有:彎頭、閥門設計過多,選用的管件不合理。這些都會造成進液速度跟不上,從而導致放散率增加。解決的方法有兩方麵,就是減小進液管道沿程壓力損失及局部壓力損失。減少沿程壓力損失的方法有:1、選用內壁較光滑的管件、管道;2、盡量減少波紋軟管的使用,因為波紋軟管的阻力比普通不鏽鋼管道大得多;3、進液管道保持合理的坡度。減少局部壓力損失的方法有:1、減少不必要的閥門、彎頭、三通、變徑的設置,工藝管線上的閥門並不是多多益善,因為當流體每經過一道閥門時,其在閥門中所受到的阻力遠遠大於管道摩擦的阻力,所以閥門的安裝應以滿足安全和工藝要求為宜;2、不得不選用彎頭的,采用相對光滑、彎曲半徑大的彎頭,避免采用直角彎頭及小半徑彎頭;

  回氣管線布置不合理,導致回氣不暢。首先回氣管路也應采用真空或發泡保溫,因為泵預冷及運行過程中,回氣管線低於儲罐液位的位置也是會充滿液體的。其次有很多LNG站的回氣管線會出現上翻下翻的狀況,還有就是采用波紋軟管連接管道也會產生上翻下翻現象,這樣液體就會積聚在低窪處,形成液封,造成回氣不暢。

  另外,回氣管線還應設置一定的坡度,由於泵運行過程中,管道會一直從外部吸熱,產生氣泡回儲罐,設置坡度後,氣泡在LNG浮力作用下將沿管道方向產生一個分力,克服管道摩擦力回到儲罐,使回氣速度更快。

管理方麵

  從各地投運的加氣站來看,在投運之初,車輛改製的較少,日加氣量少,這樣LNG需儲存時間長,如一罐50m3的LNG大概在20天時間壓力就會從0.3MPa升至0.8MPa,如果儲存超過這個時間就會造成大量排放。

BOG的利用

  BOG的產生是不能杜絕的,隻能采取措施來加以控製。在有條件的LNG加氣站,還可以對BOG加以應用。如在具有城鎮燃氣管網的城市,還可將LNG儲罐內的BOG氣體導出,通過BOG加熱器加熱到接近常溫,經調壓、計量加臭後,引入民用燃氣管網中。另外BOG氣體還可以用於取暖、燃燒等用途。但各種利用都要滿足相關的安全規範要求,同時需特別注意的是經安全排放的EAG是不允許進行回收,這樣不符合相關的安全規範。

總結

  總之,一座LNG加氣站,BOG的排放量對加氣站效益影響非常巨大,降低放散率,是提高經濟效益的有效手段。現在世界能源戰愈演愈烈,玉米视频app安卓下载需要不斷引用更多的新產品、新技術、新工藝到LNG行業中來,不斷改善當前的加氣站建設水平,同時積極探索BOG的回收利用。為提高能源的利用率,真正實現“零放散”不斷去發現和創新。




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