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【行业技术】LNG卸料控制重点
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LNG接收站专栏 丨行业技术
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LNG船舶进港作业流程简介
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LNG卸料主要设备
接收站的卸料设备主要包括液相臂、气液两用臂和气相返回臂。
在正常情况下,气液两用臂只输送液体,如果气相返回臂发生故障,气液两用臂可临时用于返气。
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卸料控制重点
1、LNG卸料臂预冷速度
卸料臂在非卸船作业时间中,处于常温状态,而LNG温度可达到-162℃。因此在卸料作业前,必须先对卸料臂进行预冷。
预冷过程中,应当合理控制预冷速度:若预冷速度过快,容易使管道和法兰发生不均匀收缩,从而引发泄漏;若预冷速度过慢,则会增加LGN卸料作业时间,导致成本增加。
目前我国LNG接收站卸料臂的冷却速度一般控制在为8~10 ℃ /min,其控制的重点有以下两点:
(1)预冷压力保持在0.2 MPa。在预冷卸料臂时,通过控制船上喷淋泵的出口流量使卸料臂的压力保持在0.2 MPa,确保卸料臂及其相关管道能够得到充分、缓慢的预冷,尤其是卸料臂QCDC与船上法兰连接处必须缓慢冷却。
(2)及时调节岸侧的放空阀。应根据卸料臂结霜速度和位置,调节岸侧管道上放空阀开度:当结霜速度加快时,需减小岸侧放空阀开度或者通知船上降低预冷压力;当结霜位置接近卸料臂的顶端A 点时,应减小岸侧放空阀开度,以避免大量液体进入卸料管道,造成温度急剧下降。
LNG接收站所接卸的LNG船载货量在14~26万方。在通常工况下,14万方LNG船完成卸料需要20~21 h,21万方LNG船完成卸料需要24~25h,26万方LNG船完成卸料需要30 h。
卸料操作的时间需要进行严格控制,如果卸料时间过长,会产生滞港费用;在海况和天气条件较恶劣的情况下,会增加危险事故发生的可能性。
卸船期间,罐压受卸料的影响比较明显,原因主要有:1)卸料臂预冷时产生大量热天然气进入罐内;(2)卸料管道中较热的LNG 进罐闪蒸所致。在卸料时,罐压的控制措施主要有:
(1)不同的进料方式。为了防止分层,当船上LNG的密度大于罐内LNG密度时,采用顶部进料;反之,采用底部进料。
在卸料初期,由于卸料总管中的LNG温度较高,采用顶部进料闪蒸量会更大,造成罐压上升较快,因此密度相差不大时宜采用底部进料。
当管道中热的LNG被完全置换出来后,适当地采用顶部进料,用冷的LNG冷凝储罐内的BOG 气体可以在一定程度上降低罐压。
(2)适当增减压缩机或者增压压缩机的负荷。
(3)控制卸船泵启动速率。正常情况下,每5 min启动船上一台船泵。若监测到罐压快速上升,可与船方协调增加启泵时间间隔,降低热LNG 进入储罐的速度,减小闪蒸量。
(4)卸料前控制罐压。在卸船过程中,罐压一般会上升4~5kPa,因此可以提前降低罐压,为罐压的上升留足空间,即卸船前罐压保持在18 kPa 较合适。
4、再冷凝器温度与液位
再冷凝器是LNG 接收站BOG 回收系统的核心设备,利用低压过冷态的LNG与压缩机输送的BOG 充分换热使其液化。
再冷凝器的气液平衡受温度、压力及压缩机处理量变化的影响较明显。卸船会造成再冷凝器气相空间的温度变化,致使其液位波动较大。因此,必须监控再冷凝器BOG 的温度和液位,及时采取控制措施:
(1)调节液气质量比R 值。当再冷凝器气相空间温度上升时,提高液气质量比R 值,增加进入再冷凝器的LNG量,维持液位平稳;反之,当温度下降时,则及时降低液气质量比。
(2)调节再冷凝器旁路流量。根据物料守恒原理,当外输量一定时,调节其旁路管道流量,可以重新分配进出再冷凝器的LNG 量,达到调节其液位的效果。
(3)调节压缩机负荷。一般是在液位已经较高、外输量较大且通过调节进液量效果不佳时,调节压缩机负荷。卸船时,气相空间组分的变化、压缩机处理量对再冷凝器也有影响。但是,主要影响因素仍然是气相空间的BOG 温度。
LNG卸船是一项系统性极强的操作,需要相关各方的密切配合才能保证其安全、顺利、快速完成。LNG 管理人员应统筹安排,控制风险;操作人员需密切监控,精心调节,控制参数的波动,使整个卸料处于受控状态。
LNG接收站和LNG船舶作为相对独立的个体,拥有各自的安全管理体系、管理理念以及安全操作要求。
为了高效、安全完成LNG船舶的进靠和卸载工作,LNG接收站应主动承担船岸界面的管理职责,积极协调各相关方,最终实现LNG船舶卸货工作的顺利进行。
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