浅议LNG加气站液体储罐放散量的计算

岳云龙

摘 要：在运行中由于各种原因使LNG持续汽化，故需通过计算低温状态下工作的LNG储罐（-162℃）的放散量，并据此配置足够规格的EAG汽化器使其能够满足LNG储罐气体的放散要求，避免因EAG汽化器规格不满足使用而产生的安全事故；同时计算结果的值为正常工况下的放散数值，可以为生产经营控制放散量提供依据。

关键词：LNG加气站；低温储罐；安全泄放量；运营管理

中图分类号： TE821 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）18-183-2

1 概述

EAG是LNG（液化天然气）低溫系统安全阀放空的低温气体。在大约-107℃以下时，天然气的重度大于常温下的空气，排放不易扩散，会向下积聚。因此设置一台空温式放散气体汽化器，放散气体先通过该汽化器，经过与空气换热后的天然气比重会小于空气，高点放散后将容易扩散，从而不易形成爆炸性混合物。

LNG加气站放散气体的产生是多方面因素共同造成的，本文主要阐述LNG低温液体储罐正常运营状态所产生的放散量作为基础参考运营数据，其他方面造成的放散不在计算范围内。

为了得知某一固定容积LNG储罐的EAG放散量，我们可以通过GB150附录B.53盛装液化气体的容器安全泄放量的要求进行计算：介质为易燃液化气体或位于有可能发生火灾的环境下工作的非易燃液化气体有完善的绝热保温层时，安全泄放量按式1计算：

Ws=（1）

式中：

Ws——容器的安全泄放量，kg/h；

q ——在泄放压力下，液体的汽化潜热，kJ/kg；

T——泄放压力下介质的饱和温度，℃；

Δ——容器保温层厚度，m；

Λ——常温下绝热材料的导热系数，kJ/m·h·℃；

Ar——容器受热面积，m2；

椭圆形封头的卧式容器，Ar=3.14Do（L+0.3Do）。

介质为非易燃液化气体的容器，置于无火灾危险的环境下工作时，安全泄放量取不低于计算值的30%。

2 相关数据计算及查询结果

本文以LNG加气站1台60m3立式LNG低温储罐（广西广汇椭圆形封头的立式容器）为例，根据式（1）要求，需要得知在泄放压力下，液体的汽化潜热、泄放压力下介质的饱和温度、容器保温层厚度、常温下绝热材料的导热系数和容器受热面积，介质为LNG（液化天然气）且低温液体储罐有完善的绝热保温层时，对安全泄放量进行计算（LNG液体数值均为新疆广汇生产的液化天然气数值，若计算时液体为其他企业生产的液化天然气需更换相关参数即可）：

LNG液体的汽化潜热计算：

汽化潜热值得计算和查询方法有多种，但是大多数手册内查到的数值为常压状态下的汽化潜热值，《汽化潜热的估算》一文中为我们介绍了几种汽化潜热的计算方法，在根据《汽化潜热的估算》内“Chen方法”计算结果误差最小，故采用“Chen方法”进行计算其汽化潜热：

q= （2）

式中：

Q——介质的汽化潜热，J/mol；

Tc——介质的临界温度，K；

Tb——介质的沸点温度，K；

Tbr——Tb对与Tc对比值；

Pc——介质的临界压力，Mpa。

从《实用热物理性质手册》中可以查出：介质的临界温度Tc=190.65K，介质的沸点温度Tb=111.66K，Tb对与Tc对比值Tbr=Tb/TC=0.586，介质的临界压力Pc=4.47MPa。

q=

J/mol

q=8255.6J/mol

q=515.97kJ/kg

LNG液体的饱和温度参照《液化天然气技术手册》我们可以得知其组分及饱和温度：甲烷含量为85.26%；乙烷含量为13.7%；

丙烷含量为0.512%；异丁烷含量为0.017%；正丁烷含量为正丁烷0.007%；氮含量为0.058%；此组分下LNG液体的饱和温度为-136.58℃。

依据广西广汇低温设备有限公司设计图纸得知，该低温储罐保温层厚度为：0.25m（其外径为3.2m，内径为2.7m）；

在LNG储罐内外罐之间的夹层中填充膨胀珍珠岩然后将该夹层抽成高真空。常温下绝热材料的导热系数为：7.17×10-3kJ/m·h·℃（《实用热物理性质手册》6-23膨胀珍珠岩导热系数）。

广西广汇生产的60m3立式LNG低温储罐受热面积：Ar=3.14Do（L+0.3Do）=96.2253m2；

其中L=10.54m，D0=2.7m（依据厂家提供设计图纸）。

3 计算结果

根据上文中依据相关文献和厂家提供资料，进行了相关计算和查询，其结果按照《压力容器》GB150-2011附录B.53盛装液化气体的容器安全泄放量要求进行计算。

介质为易燃液化气体或位于有可能发生火灾的环境下工作的非易燃液化气体有完善的绝热保温层时，安全泄放量计算结果：

Ws=

Ws=

Ws=4.83kg/h

此计算结果为一台60m3立式LNG正常生产运营条件下的低温储罐（广西广汇椭圆形封头的立式容器）的计算结果，如若采取其他厂家设备需按照厂家设备设计资料替换相关数值即可。

对于相同条件下正常运行的LNG加气站按照此EAG放散量进行配置汽化器规格即能满足使用需求；针对其他不同工况（无保温层或保温层破坏除外）及条件下也可以按照本文计算过程计算和查询相关数值并进行计算即可得出相关结果；相关结果不仅能在方案确定阶段提供参考，也可以为项目建成后的运营阶段提供正常工况下的放散量管控提供依据。

LNG加气站产生放散的原因很多，除本文所计算设备因素产生的必然放散量外，人为操作因素和工艺设计因素也是产生放散气体的重要因素，但这两方面因素均为可控因素。本文的计算结果是一个基础数据，如何能够使一个LNG加气站的放散量努力向此基础数据靠拢是我们今后一段时间必须去思考和实践的问题。

4 结束语

在掌握LNG低温液体储罐基本放散量的基础上，优化工艺、规范人为操作，在最大程度上减小放散量的发生，进而为公司发展创造利润是每一位LNG行业技术人员都必须钻研的课题。望本文能为同行技术人员提供些许参考，共同为推进液化天然气行业的发展尽一点绵薄之力。

参 考 文 献

[1] 刘少平.汽化潜热的估算[J].化工装备技术，1999（6）.

[2] 马庆芳.实用热物理性质手册[M].中国农业机械出版社，1986.

[3] 顾安忠.液化天然气技术手册[M].机械工业出版社，2010.