輕組份LNG對(duì)槽車運(yùn)輸氣相壓力的影響分析

1、    輕組份lng對(duì)槽車運(yùn)輸氣相壓力的影響分析    陳峰+安東雨摘 要：目前一些lng接收站氣源地以煤層氣液化為lng，由于煤層氣氣質(zhì)較輕、氣化熱小，液化后的lng在儲(chǔ)存運(yùn)輸過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)蒸發(fā)氣（bog）產(chǎn)生量增多的情況，尤其是采用槽車液態(tài)外輸時(shí)，其影響更明顯。本文著重分析輕質(zhì)組份lng在液態(tài)槽車長(zhǎng)途運(yùn)輸時(shí)壓力升高的情況，以及蒸發(fā)氣（bog）產(chǎn)生量，提出避免槽車壓力升高引起超壓放空的方法。關(guān)鍵詞：lng；輕組份；槽車；bog；壓力doi：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.2181 概述隨著國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)的發(fā)展，越來(lái)越多l(xiāng)ng

2、接收站建成投產(chǎn)，上游氣源地的lng組份也呈現(xiàn)多樣性，國(guó)際上一些氣源地以煤層氣液化為lng，由于煤層氣組成以甲烷為主，氣質(zhì)較輕、氣化熱小，液化后的lng在儲(chǔ)存運(yùn)輸過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)蒸發(fā)氣（bog）產(chǎn)生量增多的情況。一般lng接收站的設(shè)計(jì)組份中甲烷含量在86%至97%左右，而由煤層氣液化形成的lng組份甲烷含量高達(dá)99%。表1為兩者組份組成對(duì)比。目前使用槽車對(duì)液態(tài)lng進(jìn)行分銷是lng接收站的重要銷售方式之一，因此本文對(duì)輕質(zhì)組份lng與目前接收站的常規(guī)設(shè)計(jì)組份進(jìn)行分析對(duì)比，確定輕質(zhì)組份的lng對(duì)液態(tài)槽車長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)挠绊?，提出避免槽車壓力升高引起超壓放空的方案? 輕組份lng對(duì)槽車運(yùn)輸?shù)挠绊懺谝簯B(tài)槽車長(zhǎng)

3、途運(yùn)輸過(guò)程中，隨著運(yùn)輸距離在增長(zhǎng)，運(yùn)輸時(shí)間隨之變長(zhǎng)，環(huán)境熱輸入不斷積累，導(dǎo)致槽車儲(chǔ)罐中l(wèi)ng持續(xù)蒸發(fā)，槽車儲(chǔ)罐中壓力升高。目前l(fā)ng主力槽車容積為52.6m3，有效容積48.47m3。lng槽車儲(chǔ)罐的絕熱方式主要有真空粉末絕熱（cf）、真空纖維絕熱（gb）和高真空多層絕熱（cd）等技術(shù)，目前應(yīng)用最廣泛的是高真空多層絕熱技術(shù)，其日蒸發(fā)率指標(biāo)0.28%/d，最高工作壓力0.62-0.7mpag，安全閥起跳壓力0.65-0.75mpag。2.1 不同組份下槽車運(yùn)輸壓力升高情況根據(jù)槽車的保溫性能考慮日均0.28%的漏熱量，槽車裝車后壓力0.01 mpag，以下分別針對(duì)不同組份，就lng槽車行駛里程與槽

4、車壓力升高情況進(jìn)行了對(duì)比，具體結(jié)果見(jiàn)表2。由上面的對(duì)比分析可見(jiàn)，在裝車后的壓力為0.01mpag下，輕質(zhì)組份在運(yùn)輸17個(gè)小時(shí)（850km）左右將出現(xiàn)超壓安全閥起跳，某典型lng組份在22個(gè)小時(shí)（1100km）左右將出現(xiàn)起跳，兩者相差5-6個(gè)小時(shí)左右（運(yùn)距約250-300km）。2.2 不同組份下槽車產(chǎn)生的bog量進(jìn)一步對(duì)不同公里產(chǎn)生的bog量進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果見(jiàn)表3。由以上對(duì)比表可見(jiàn)，由于不同lng的氣化熱不同，輕質(zhì)組份的組成較輕，氣化熱小，在相同漏熱條件下，bog蒸發(fā)量比較大；另外在相同條件下，輕組份lng的飽和蒸氣壓也較大。以上兩點(diǎn)因素共同導(dǎo)致了輕組份lng蒸發(fā)量較大。而且隨著運(yùn)距加長(zhǎng)，積累效

5、應(yīng)顯著，在運(yùn)距達(dá)到600km時(shí)輕質(zhì)組份lng與常規(guī)lng相比，bog產(chǎn)生量相差10kg左右。3 降低lng槽車運(yùn)輸過(guò)程氣相壓力的方法降低lng槽車運(yùn)輸過(guò)程中bog的產(chǎn)生量，需從充裝后lng本身的物性（溫度、壓力、組份）方面考慮。如要控制溫度，需要從槽車保溫（保證保冷層真空度、避免閥門內(nèi)漏）或外界增加冷量方面著手，但在不增加費(fèi)用的前提下，控制溫度很難實(shí)現(xiàn)。因此以下從充裝的壓力、組份方面提出降低lng槽車運(yùn)輸過(guò)程中氣相壓力的方法。3.1 控制充裝結(jié)束槽車儲(chǔ)罐內(nèi)壓力盡量控制槽車裝車后壓力處于低點(diǎn)，保證槽車充裝后處于較低壓力時(shí)，在運(yùn)輸過(guò)程中槽車儲(chǔ)罐內(nèi)壓力增長(zhǎng)較慢，在運(yùn)輸距離較長(zhǎng)的情況下不會(huì)發(fā)生安全閥起

6、跳，這是因?yàn)槌溲b結(jié)束后槽車儲(chǔ)罐內(nèi)壓力較低，為槽車bog蒸發(fā)留有了一定空間，從而保證了在長(zhǎng)時(shí)間（長(zhǎng)距離）運(yùn)輸過(guò)程中不產(chǎn)生放空。3.2 對(duì)輕組份lng分罐儲(chǔ)存并分別外輸減少lng槽車運(yùn)輸過(guò)程中bog的產(chǎn)生量，可以從進(jìn)料本源進(jìn)行控制，如將輕組份lng分罐儲(chǔ)存僅用于氣態(tài)外輸，則可以避免輕組份lng在進(jìn)行液態(tài)分銷時(shí)產(chǎn)生的大量bog。3.3 與常規(guī)lng摻混由于輕質(zhì)組份lng氣化熱小，所以在相同條件下bog產(chǎn)生量更大?；诖丝梢钥紤]將輕質(zhì)組份與接收站儲(chǔ)罐內(nèi)較重lng進(jìn)行摻混，以相對(duì)降低bog產(chǎn)生量。但是值得注意的是在摻混過(guò)程中，如果組份相差較大，需要嚴(yán)格控制翻滾發(fā)生的可能性，對(duì)接收站操作要求有一定提高。4 結(jié)論建議（1）從分析情況來(lái)看，在lng槽車運(yùn)距較長(zhǎng)情況下，輕質(zhì)組份lng比目前接收站的設(shè)計(jì)典型組份更容易產(chǎn)生bog，進(jìn)而產(chǎn)生超壓放空的情況。（2）為盡量減少輕質(zhì)組份氣源對(duì)槽車運(yùn)輸?shù)挠绊?，建議在接收站實(shí)際運(yùn)營(yíng)裝車時(shí)，盡量保證槽車充裝后處于較低壓力，避免槽車遠(yuǎn)距離運(yùn)輸導(dǎo)致超壓。（3）輕質(zhì)組份產(chǎn)生的bog量偏大，在槽車在到達(dá)有氣態(tài)用戶的衛(wèi)星站后，產(chǎn)生的bog氣體可以通過(guò)衛(wèi)星站內(nèi)自增壓并經(jīng)過(guò)加熱后直接外輸給用戶。參考文獻(xiàn)：1 陳峰，王