LNG接收站接卸作業(yè)氮氣用量分析

劉昆侖（中石油京唐液化天然氣有限公司，河北唐山063200）

LNG接收站接卸作業(yè)氮氣用量分析

劉昆侖（中石油京唐液化天然氣有限公司，河北唐山063200）

LNG接收站供氮系統(tǒng)為生產(chǎn)操作，工藝切換，系統(tǒng)檢維修提供保障,通過對接收站氮氣系統(tǒng)運行用量分析,同時聯(lián)系接收站日常發(fā)生的實際工藝工況提出自身理解和建議,綜上對氮氣系統(tǒng)平穩(wěn)運行及維護提出建議。

接船作業(yè);LNG接收站；供氮系統(tǒng)

1 氮氣系統(tǒng)工藝描述

1.1 氮氣在接收站的用途

氮氣在接收站中有兩種使用類型：連續(xù)使用和間歇使用。正常工況下（在沒有卸船作業(yè)、沒有設(shè)備吹掃），氮氣在0.6MPaG下平均使用量約為152.3Nm3/h，氮氣在0.6MPaG下的最大用氣量為998Nm3/h。氮氣的連續(xù)使用包括對火炬總管的吹掃，使之保持微正壓用來阻止火焰回?zé)涂諝膺M(jìn)入火炬總管；BOG壓縮機的密封用氣；對卸料臂和氣相臂旋轉(zhuǎn)接頭的連續(xù)吹掃，防止在卸料時結(jié)冰。氮氣的間歇使用包括公用工程站用氣，用于設(shè)備和管道維修前后的隔離吹掃，高低壓輸送泵儀表和電源電纜穿線管的密封氣，碼頭排凈罐、低壓排凈罐、火炬分液罐、槽車區(qū)入口分液罐的加壓排凈；槽車區(qū)裝車臂的吹掃；卸船前卸料臂和氣相臂的氣密性測試；卸船結(jié)束后卸料臂的排凈吹掃。

1.2 液氮氣化系統(tǒng)

1.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

液氮儲存及氣化系統(tǒng)設(shè)有2座立式液氮儲罐，3臺空氣加熱氣化器和2臺電加熱器及其相應(yīng)控制系統(tǒng)，用于滿足正常和高峰用氮。液氮儲罐有效容積20m3，氮氣緩沖罐的有效容積50 m3，空溫氣化器A/B的氣化能力為1000 Nm3/h，氣化器C的氣化能力為2000 Nm3/h，電加熱器處理能力1000Nm3/h。系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖1所示。

圖1 液氮氣化系統(tǒng)構(gòu)成工藝流程圖

1.2.2 氮氣系統(tǒng)工藝流程及控制

（1）氮氣管網(wǎng)壓力低于0.6Mpa時，開啟增壓閥位為液氮罐沖壓；當(dāng)?shù)獨夤芫W(wǎng)壓力高于0.7Mpa時則關(guān)閉增壓閥停止加壓。

（2）當(dāng)液氮罐壓力高于0.75Mpa時應(yīng)手動打開液氮罐的泄放閥，對液氮罐泄壓，使液氮罐壓力處于正常范圍；當(dāng)液氮罐壓力高于0.85Mpa時，達(dá)到高高報警，安全閥自動起跳,壓力高于0.88Mpa時爆破片動作。

2 接收站接卸船作業(yè)作業(yè)用氮分析

LNG接收站碼頭主要接卸】Q-Max(263,000-266,000 m3),Q-Flex(210,000-216,000 m3),Conventional(145,000-154,000 m3)三種主要的LNG船型。由于船型的不同，接卸船過程中對氮氣使用量也會有所不同，接卸船期間主要用氮量來自于卸船前卸料臂和氣相臂的氣密性測試，在卸料接近尾聲時對碼頭排凈罐的排凈以及在卸船完畢后對卸料臂的吹掃。

目前國內(nèi)LNG接收站吹掃排凈程序主要采用船側(cè)岸側(cè)交替排凈吹掃方式，這種方式的特點是用氣量偏大，但排凈效果好。而目前國外采用的首先岸側(cè)排凈，然后船側(cè)排凈吹掃的方式了，這樣加快了吹掃排凈速度，但會造成岸側(cè)憋壓的后果，后期需要岸側(cè)關(guān)注壓力變化。船舶接卸船期間船舶吹掃用氮量通常在1000mm～1400mm左右。接卸船期間采用三液一氣進(jìn)行卸料，吹掃期間用氮量在800mm～1000mm左右。而當(dāng)接船期間采用四液一氣的方式進(jìn)行卸料時，吹掃期間的用氮量則達(dá)到1000mm～1300mm。而根據(jù)船側(cè)工藝管線的配置不同也會產(chǎn)生比較大的氮氣用量差異。根據(jù)船舶建造年限目前使用年限五到七年以及最近兩年下水的新建LNG船舶多采用旁路放空方式，這種方式跨線到ESD閥位后方，通過旁路完成吹掃操作，大大減少了LNG吹掃過程的氮氣用量。反之，沒有旁路管線氮氣用量則會由于吹掃管線過長造成氮氣用量的浪費。

3 其他常見作業(yè)用氮分析

（1）低壓排凈罐排凈，因啟動BOG壓縮機和開啟噴淋閥產(chǎn)生的BOG氣體會夾帶液體進(jìn)入入口緩沖罐，緩沖罐液位升高排至低壓排凈罐中，為避免BOG壓縮機再次啟停應(yīng)及時用氮氣對低壓排凈罐加壓排凈。對排凈罐的排凈會有一定用氮量，應(yīng)提前對氮氣管網(wǎng)升壓，避免氮氣管網(wǎng)壓力較低延長排凈時間。

（2）發(fā)送清管器，對外輸管道進(jìn)行清管作業(yè)，發(fā)送清管器前應(yīng)用氮氣吹掃發(fā)球筒，使氧含量合格后，進(jìn)行發(fā)球作業(yè)。發(fā)球前應(yīng)提升管網(wǎng)壓力，以便順利發(fā)球。

4 常見問題分析

4.1 罐壓高管網(wǎng)壓力低

氣化器結(jié)冰高度太高，造成氣化效率不高，應(yīng)及時更換氣化器；下游設(shè)備進(jìn)行維修隔離用氣量大。

4.2 液氮罐增壓閥法蘭泄漏

因液氮溫度與大氣溫度存在較大溫差，法蘭遇冷收縮造成泄漏。在法蘭處添加墊片，使法蘭正常使用。再操作增壓閥時應(yīng)緩慢操作，避免再次泄漏。如再有泄漏應(yīng)及時更換法蘭。

4.3 氣化器入口法蘭泄漏

在氣化器切換時，發(fā)現(xiàn)待切換氣化器入口法蘭泄漏。關(guān)閉該氣化器入口閥門，向大氣化器切換，為該氣化器入口法蘭添加墊片。

[1]顧安忠，等.液化天然氣技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社

[2]石油公司國際海事論壇，散裝液化氣船舶碼頭操作安全指南，1993，第二版