提高LNG接收站槽车装车速度的探讨

周宇罕，徐菲菲，杨伟红

(中海浙江宁波液化天然气有限公司，浙江 宁波 315200)

天然气作为清洁能源越来越受到青睐，很多国家都将天然气做为首选燃料，天然气在能源供应中的比例迅速增加，至2013年底国内已建成运行的液化天燃气(LNG)接收站有10个，且陆续将有更多的LNG接收站建成。LNG作为一种低温液体，温度达到-165℃，气液膨胀比约为1∶600，爆炸极限为5%～15%，气化后的天然气属于易燃易爆甲A类火灾危险气体。

LNG接收站是储存LNG后往外输送天然气的场所。从国外引进LNG，需通过LNG船运至LNG接收站，再由LNG槽车运输送至用户或经升温升压后通过区域天然气管网送至用户。LNG装车撬对LNG槽车进行充装，通过陆路运输送往各类用户。LNG在接收站的槽车区主要由装车系统和地衡系统组成。装车系统主要设备是装车撬，主要由1对装车液相和气相鹤管臂、流量计、静电报警控制器、压力变送器、装车流量控制阀、紧急切断阀、相关管道和控制系统等组成。装车撬的管道仪表流程如图1所示。

图1 LNG装车撬的管道仪表流程示意

LNG装车撬主要的设计标准如下：

1) BSEN 1474—2008 《InstallationandEquipmentforLiquefiedNaturalGasDesignandTestingofLoading/UnloadingArms》。

2) HG/T 21608—2012《液体装卸臂工程技术要求》。

3) GB/T 22724—2008《液化天然气设备与安装陆上装置设计》。

LNG槽车的装载量会根据用户的需求而发生变化，往往受季节的影响较大。在夏季和冬季需求量较大时，装车的速度、效率显得尤为重要。

1 原装车系统存在的问题

1.1 装车前的准备

装车前的准备包括车辆和人员信息核查、安全检查、空车称重、车辆IC卡的制作、与地方安监部门系统的核查等。

该过程中影响装车效率的主要问题：

1) 信息和数据的录入、核对，安全检查，称重等，需在槽车控制室附近排队进行，导致操作人员工作量大，无法满足大量的槽车装运，车辆安排混乱，并且影响交通。

2) 原有设计未考虑信息共享，地衡系统和装车控制系统相互独立，一套数据重复输入，操作人员工作量大。

1.2 LNG槽车的充装

装车过程包括： 车辆与装车撬的连接、气密试压、预冷、提速、全速、减速、车辆与装车撬的脱离。该过程中影响装车效率的主要问题：

1) 连接和脱离装车撬受槽车司机的操作熟练程度和低气温影响较大，尤其是冬天阴雨天气，气温在0℃以下，且空气中的湿度大，造成连接处更易结冰。

2) 气压试验时间需1min，偏长。

3) 预冷时间设置不合理。在装载较为频繁时，装车臂处于基本预冷完全的程度，且预冷时间固定为5min，造成重复预冷且降温不明显。

4) 全速装车时通过撬内的流量调节阀FV-1和质量流量计FT-1控制，使其流量达到设计的60m3/h，装车速度偏低。

5) 现装车量与装车目标值的偏差值，接近某一设定值(偏差设定值)时，装车的流量从60m3/h开始减小。原设计的偏差设定值为500kg，根据实际运行情况，流量调节阀能快速响应，可以考虑调整减小偏差设定值。

1.3 称重和打印磅单

装车的最后一步是出站前的称重、打印榜单，也是装车中贸易计量的重要环节。该过程中影响装车效率的主要问题：

1) 装车系统与地衡系统相互独立，数据没有共享，造成人员工作量大、司机长时间排队等候的情况，降低了工作效率。

2) 用于贸易交接的称重数据通过人工填写，存在安全隐患。

1.4 装车时间的统计

根据实际运行装车情况，随机收集了2013年5～9月，每个月5天的槽车每车装车的平均时间(按进、出地衡时间点)，见表1所列，并计算出了每个月的平均装车时间。

表1 2013年5～9月随机抽取5天每天装车时间统计 min

(1)

上述问题的存在，需要通过管理、技术改进，在符合相关国际、国内标准及确保安全的前提下，减少操作人员的工作量、提高装车速度，最终提升企业的生产能力和提高经济效益。

2 改造及优化措施

2.1 装车前的准备

将接收站附近空旷场地作为停车场，在停车场新增1套信息录入系统，与当地安监系统联网。LNG槽车进入停车场接受安全检查，并与安监系统的登记信息核对，对检查合格的LNG车辆，制作IC卡，录入相应的装车信息(包括客户名称、运输单位名称、车辆公司名称、车牌号、槽罐所属公司、槽罐号、槽罐容量、槽罐空车质量、槽罐最大质量、驾驶员所属公司、驾驶员姓名、押运员所属公司、押运员姓名、计划装载量等)后，IC卡随车进入接收站的地衡。

将地衡系统与装车系统，通过RS-485总线进行通信连接，整合信息系统，实现装车IC卡内的信息共享，在车辆进入厂区装车前通过快速刷卡获取相关车辆及人员信息，提高车辆进出场装车效率。

2.2 优化充装程序

根据一年多的运行经验，在满足测试要求的前提下，将气密测试时间可以从1min调整至0.5min。

装车臂包括液相臂和气相臂，分别连接装车撬与LNG槽车。由于LNG低温的原因，在达到设计的装车流速之前必须进行预冷，预冷结束的工艺设计参数为液相臂温度TTI4≤-135℃，气相臂温度TTI5≤-50℃，同时满足预冷时间最少需要5min。通过实际测试，在满足装车臂温度的情况下，将PLC程序调整为具有“优先进入”控制功能的程序。在装车频繁，装车时间间隔较短时，预冷时间可以根据装车臂的实际温度自动进行调整，避免了人为误操作。当槽车装车臂的温度较低时，预冷时间较短，而当槽车装车臂的温度较高时，预冷时间自动延长(具体调整措施见表2所列)。

表2 修改参数后的装车时间统计

全速流量的调整也至关重要。槽车装车臂原设计最大流量为60m3/h，根据规范BSEN 1474—2008第4.7.1 条的规定，槽车装车臂最大流量可以到达80m3/h。在保证安全的前提下，经过大量试验，将全速装车流量提至66m3/h运行。LNG的流量由质量流量计测量，通过PLC的运算，控制流量阀，达到稳定运行的目的。

鉴于流量调节阀能快速响应，因而将原设计设定偏差值500kg修改为350kg。

3 效 果

改造及优化后，随机收集了2013年12月～2014年1月期间的槽车每车装车的平均时间，见表3所列，计算出了每个月的平均装车时间。

(2)

(i=1， 2， …， 31)

表3 2013年12月～2014年1月每天每车平均装车时间统计表 min

对优化前后槽车装车时间进行对比，由式(1)，(2)可以看出，优化后平均每车装车时间缩短了约21min。同时，装车程序优化后未出现任何影响装车的问题。装车速度提高后，每台装车撬每个月(按30d计算)可以多装载槽车135.48车次，每辆槽车装载量为19.5t，故每个月可以加装2641.86t。

4 结束语

根据日后的运行情况，装车过程还可以不断改进，尤其是全速流量的提高，但需要不断地积累实际装车经验，并且要考虑振动、噪声等因素。成套设备的运行效果，与设计的质量、标准有较大的关系。装车效率的提高与操作现场情况和设备维护情况相关。LNG装车速度的提高，需要设计、操作、维修人员的共同努力。通过装车系统配置及装车程序优化等经验的不断总结，装车速度会不断地进行优化调整，以达到与实际运行的最佳匹配。

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