LNG接收站首船接卸作业流程探讨

摘要：LNG（液化天然气）作为一种高效、节能、环保的新能源，在民用、工业燃气能源中得到了广泛的运用。在当前对能源、环保并重的社会环境下，LNG接收站的建设越来越多，首船接卸作业作为一项重要流程发挥着重要作用。基于此，文章对LNG接收站首船接卸作业流程进行了探讨。

关键词：LNG接收站；首船卸载；作业流程；液化天然气；燃气能源 文献标识码：A

中图分类号：TE835 文章编号：1009-2374（2015）15-0076-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.039

随着液化天然气接收站的不断发展，我国各个沿海城市都相继进行了接收站的建设工作。在这种环境下，为了提高液化天然气接卸作业的安全性，首先要建立一套完整的LNG接收站船接卸作业流程。

1 准备工作

1.1 获得政府认可

LNG接收站装置在进行试车和投产之前，首先要获得政府的认可，办理“政府许可”证。在设备试车投产前，要保证装置的环保性、安全性等均达到地方和国家对设备的要求。

1.2 作业人员要求

按照我国当前的规定要求，所有的作业人员都需要经过培训后才可以上岗。各个岗位的作业人员要有国家管理部门颁布的从业资格证书。

1.3 确认船舶

LNG接收站首船抵港之前，需要将《LNG接收站港口信息和接收站手册》的编制、船岸兼容、码头的尽职调查等工作做好。为了可以使到港船舶可以详细了解船舶作业流程、作业要求以及相关规定，保证船舶在港过程中可以顺畅沟通，在编制《LNG接收站港口信息和接收站规则手册》时，要注意包含港口综述、港口设备情况、港口信息情况、货物操作情况、HSE这几方面的

内容。

2 对首船进行调试

2.1 基本操作流程

通常接收站会要求LNG船舶提前达到锚地，按照我国当前的法律规定，要求使用引航站引导外轮进行靠泊。在LNG船舶进港时，要按照船舶模拟操作实验的相关要求，提供足够数量的拖轮协助设备来帮助进港船舶完成停靠作业。保证停靠泊度在5°以内，船舶靠泊法向速度控制在10cm/s以下。此外，在LNG船舶停靠过程中，要为其提供一定的安全区域，规定要求LNG船舶后侧926m，前侧2778m不能有船只出现。LNG船舶停靠完成后，要进行安全检查、连接卸料臂、检查气密性、卸前计量等操作。基本流程图如图1所示：

图1 LNG接收站首船接卸操作流程图

2.2 置换和预冷储罐BOG及卸料管线

在船舶达到港口之前，储罐和卸料管线都处于氮气封闭状态，内罐露点在-20℃以下，卸料管线露点在-40℃以下，并且氧气含量百分比在9%以内。因为氮气属于惰性气体，钢材在冷却过程中，会导致其出现过冷的情况。为了避免出现这种情况，冷却前使用储存介质热蒸汽对氮气进行置换。此外，我国LNG接收站卸料管线直径一般都在965mm以上，如果将液态天然气引入，就会使管线底部温度偏低，使管道出现变形，破坏管道。为确保储罐预冷和卸料管线预冷可以安全、均匀地开展，要先使用BOG来预冷和置换。此过程会消耗大量的BOG，只依靠船舱中蒸发出来的BOG是不能达到基本需求的。所以，船方要开启扫舱泵把液态天然气送入LNG汽化设备中进行汽化。在正常情况下，会将BOG管和汽化器进行连接，并利用气相返回臂进入到接收站中。不能对卸料管进行预冷和置换，需要进一步改造流程。常见方法有以下两种：（1）船方进行改造，首先使用一根跨接管将LNG卸料管和汽化器的出口进行连接，然后把汽化后的气体利用液相臂送入到储罐和卸料管路中；（2）改造接收站的流程。利用跨接关系将液相管和码头气相管进行连接，然后利用气相臂将船方供应的BOG气体输入到储罐和卸料管线中。以上两种方法都可以达到上述目的，不过由于我国大多数液化天然气接收站都没有设置吊装设施，在操作的过程中，需要花费一部分资金租用吊装设备，再加上LNG接收站的施工人员缺乏操作经验，存在作业费用高、作业效率低等问题。而如果由船方进行改造，就不需要租赁吊装设备，并且施工人员有比较丰富的经验，施工效率高。所以，通常流程由船方来进行改造。

2.3 填充LNG

（1）使用阀门将LNG汽化器隔开后使用LNG直接进行填充，不需要将液相管线和LNG汽化器出口连接的跨接管拆下，这种方法当前使用的接收站不多；（2）船方将跨接管拆下，使用LNG扫舱泵将LNG填充至卸料管线中。这种方法是当前使用最为广泛的一种方法。根据以前的作业经验，一般需要花费5个小时左右的时间将跨接管拆除。在作业的过程中，管线漏热会使卸料管线和卸料臂的温度升高。所以，在填充LNG初期就需要使用小流量的LNG冷却卸料管线和卸料臂。但是卸料管线进入小流量的LNG时，会使管线底部温度快速降低，和顶部温度产生温度差，影响施工的安全性。在使用阀门对LNG汽化器进行隔离时，隔离时间通常较短，卸料管线和卸料臂的温度持续处于稳定状态。这时进行LNG填充作业可以更加容易地控制温度差，提高管线运行的稳定性，提高作业效率。

2.4 储罐的预冷和填充作业

将卸料管线LNG填充作业完成后，利用储罐预冷管线来对阀门储罐的预冷速度进行调整。按照相关规定要求，储罐预冷的速度每小时要控制在3℃～5℃之间。罐底和罐壁上临近的电热偶的温度差的最大值要控制在30℃左右。当储罐底部的温度处于-145℃时，预冷作业完成。在进行预冷的过程中，为了避免液态天然气从喷嘴经过时，以雾化的形态进入到储罐中，通常要将预冷管线的压力保持在0.2～0.4MPa之间，并且控制预冷管线压力可以有效防止液态天然气出现滴落，造成储管底部温度过低的情况出。完成储罐预冷作业后，还要持续使用预冷管填充储罐，当液位达到50mm后停止填充。为了进一步冷却储罐，小流量卸料至2.5m，在液位处于2.5m时，逐渐增加卸料速度。endprint

3 作业过程中需要注意的地方

3.1 合理地设计和选择喷嘴类型

在LNG接收站首船接卸作业过程中，虽然LNG储罐属于存储系统单元设备，但是投入的建设费用比较高，大约占据了总投资费用的40%以上，是整个接收站的核心设备，所以储罐的预冷是LNG接收站首船接卸作业的施工难点。在作业过程中，主要是利用储罐顶部的喷嘴来达到预冷目的，所以，使用喷嘴的类型和喷嘴的设计对预冷效果有比较大的影响。接收站预冷效果也主要是由储罐冷嘴使用的类型以及冷嘴设计的合理性来决定的。喷头安装时，要和管道成45°角分布，在预冷过程中，注意将液化天然气压力控制在喷嘴的工作压力中。利用喷嘴将LNG使用雾化的形式喷到罐中，并以储罐温度的降低速度，对液化天然气的流量进行调整，保证预冷

效果。

3.2 控制管道位移

在作业过程中，当温度降低速度比较快时，会导致管道因收缩而出现位移。不锈钢在LNG温度下，收缩率大约为3‰。例如，某LNG接收站管线直径为965.2mm，在预冷过程中，会产生133mm左右的横向位移，沿LNG流向方向会产生175mm的位移。而接收站卸料的管线直径为1015mm，在预冷过程中，会产生200mm的横向位移，沿LNG流向会产生227mm的位移。当管道出现比较大的位移时，就会对管道造成破坏，对正常作业造成影响。一般情况下，可以采取降低卸料流量的方式来达到减缓温度下降速度的目的。规定要求每小时管道的温度下降速度要在-10℃以内，并且将管道底部和顶部的温度差控制在50℃。根据管道预冷后出现的收缩情况，可以使用管环式补偿、金属波纹管来进行解决。

4 结语

本文重点对LNG接收站首船接卸作业的作业流程进行了探讨，分析了操作过程中可能会遇到的问题，并针对性地提出了处理措施，具有一定的借鉴参考价值。在实际作业过程中，要严格按照固定的作业规范和作业标准进行施工，将应急预案准备好，保证接收站首船作业可以安全、顺利地开展。

参考文献

[1] 徐博.2020年前中国多气源供应格局展望[J].天然气工业，2012，32（8）.

[2] 刑云，刘淼儿.中国液化天然气产业现状及前景分析[J].天然气工业，2009，29（1）.

[3] 顾安忠.液化天然气技术[M].北京：机械工业出版社，2003.

作者简介：刘昌兴（1982-），男，辽宁鞍山人，中海石油气电集团有限责任公司烟台LNG项目筹备组工程师，研究方向：项目管理。

（责任编辑：黄银芳）endprint