国产与进口槽车装卸撬比较

上海天然气管网有限公司　张太杰

国产与进口槽车装卸撬比较

上海天然气管网有限公司张太杰

对上海天然气管网有限公司五号沟LNG站内使用的国产和进口槽车装卸撬的工艺、管道布置、冷却方式、卸液臂原理和装载速度等方面进行了比较，汇总了两种槽车装卸撬的优劣方面。

天然气LNG槽车装卸撬

LNG槽车装卸撬是对槽车进行LNG装载和卸载的设备。上海天然气管网有限公司五号沟LNG站一期采用日本Niigata的技术，纯进口；二期采用连云港远洋流体设备公司纯国产的槽车装卸站。以下对两种槽车装卸撬进行比较。

1　管道布置比较

进口槽车装卸撬外国产槽车装卸撬外形见图1、图2。

图1　进口槽车装卸撬外形

图2　国产槽车装卸撬外形

从图1和图2中可以看出，进口槽车装卸撬与国产装卸撬的主管道布置类似，排列紧密，主要有装车管、卸车管、回气管、BOG排放管、天然气管和氮气管。进口槽车装卸撬的支管布置比较复杂，安全阀的进液管和排气管都较长，装卸臂尺寸较长，竖直放置；国产撬的管道布置比较简洁，安全阀的进液管和排气管较短，装卸臂水平布置。

2　装卸臂比较

2.1装卸臂外形

进口和国产装卸撬的装卸臂见图3、图4。

图3　进口装卸撬的装卸臂外形

图4　国产装卸撬的装卸臂外形

从图3和图4可以看出，进口装卸撬的装卸臂自由度更高，与槽车连接的范围更大；国产装卸撬的自由度略小，槽车需要准确停好位置后，才能与装卸臂连接。

2.2转接头

进口装卸臂转接头和国产装卸臂转接头见图5、图6。

图5　进口装卸臂转接头

进口装卸臂转接头为日本Niigata装卸系统公司的产品，是世界三大LNG卸料臂生产厂家之一。转接头内的填料采用KEL-FGU，水封、静密封、球塞密封及次级填料都采用PTFE，再加上精湛的制造工艺，生产出来的转接头无需氮气吹扫密封，转接头内长时间充装-162 ℃的LNG后，转接头仍能灵活的转动，表面只有轻微的霜冻，属于长期无故障免维护转接头。

图6　国产装卸臂转接头

国产装卸臂采用连云港远洋流体设备公司自主研发的产品，转接头的最大特点，是在充装LNG的过程中，转接头内要时时用氮气进行吹扫，否则转接头会冻住，无法转动，等升温解冻后才能转动。

2.3装卸臂的平衡调节

进口臂的平衡调节见图7。

图7　进口臂平衡调节示意

进口臂是通过改变主配重在配重梁上的位置进行平衡调节。要进行平衡调节，用绳子保持内臂水平，然后，移动配重至平衡位置。如果内臂要向上移动，将配重向里移动。如果内臂要向下移动，将配重向外移动。调节完成之后，可靠地紧固调节螺栓上的螺母。

国产的LNG装卸臂的平衡方式是弹簧缸平衡式，见图8。理想的平衡效果是：空载(管道内没有介质)情况下，操作范围内，外臂可在垂直平面内任何角度都能平衡。

图8　国产臂平衡调节示意

这两种平衡方式的装卸臂在实际操作中，进口臂操作更方便，更容易与槽车的法兰接口对接，槽车可停靠的位置范围更大；国产臂由于受到弹簧缸的作用，操作起来比较紧，需要更大的力气才能完成与槽车的法兰接口对接，由于国产臂比较短，导致槽车可停靠的位置范围比进口装卸撬小。

3　工艺流程比较

进口槽车装卸撬和国产槽车装卸撬工艺流程见图9、图10。

图9　进口槽车装卸撬工艺流程

图10　国产槽车装卸撬工艺流程

槽车装卸撬总的工艺流程分为两种，装车工艺和卸车工艺。装车工艺是通过储罐内的液下泵将LNG输送到槽车装卸撬的装车管道，通过撬内的压力和流量控制，将LNG装入槽车内，同时，槽车内原有的天然气和装车过程过产生的BOG(蒸发气)气体，通过撬内的BOG回气管输送到站区内的BOG压缩机，加压后输送至城市管网。

卸车工艺是利用站区内输送总管内的高压天然气，经过槽车装卸撬内的回气管道，输送到槽车内，利用天然气压力将槽车内的LNG压至撬内的卸车管道，再通过站区内的管道装入到储罐内。

进口槽车装卸撬的设计压力为1.46 MPa，设计温度为-165～65 ℃，设计流量为100 m3/h。

国产槽车装卸撬的设计压力为1.46 MPa，设计温度为-196～65 ℃，设计流量为60～80 m3/h。

从两张工艺流程图中可以看出，基本的工艺流程是相同的。存在以下几点不同：

(1)在回气管上，进口撬采用流量调节阀(FCV101)控制回气的流量，国产撬采用压力调节阀(PCV201)控制回气的压力，这是两家制造厂家设计理念的不同，通过流量或压力都能控制回气的速度，防止流速太快，对下游产生影响，同时间接的控制着装车的速度。如果下游BOG管道足够长，管径足够大，或者BOG的处理能力足够大的情况下，不用刻意控制回气的流速和压力，完全可以通过装车管的LNG流速控制装车速度，在日常生产过程中可以对流量调节阀和压力调价阀设置较大的控制范围，对压力或者流量出现意外波动时进行控制，保护装卸撬的安全。

(2)进口装卸撬比国产装卸撬多一根从装卸液臂连接至卸车管的管道(DN50-20SP11-LNG-104，图中加粗管道)，这决定了两种装卸撬的冷却方式和装卸撬在装好车或卸好车后装卸臂处的LNG的蒸发方式不同。

(3)氮气接入点不同。进口装卸撬的接入点在手动阀V111和V120阀门(装卸臂前端的最后一道阀门)的前端，国产装卸撬的接入点在手动阀V229和V231阀门的后端，这决定了装卸车结束后的吹扫方式不同。

4　冷却方法比较

槽车装卸撬在第一次使用或长时间不装卸车后再使用时，需对撬体进行冷却。

进口装卸撬的冷却分三步进行。

第一步：来自储罐内的LNG到达槽车装卸撬的装车管后，经过装卸撬的V123、XV103、FCV103、XV104、V129阀门后，回到储罐，对DN100主管道进行冷却。

第二步：打开阀门V116、V122，形成新的循环回路，对装车管的后半段进行冷却。

第三步：装车管与槽车连接后，缓慢打开V120阀门，对装卸臂进行冷却。全部冷却好后，就可以装车了。

国产槽车装卸撬的第一步与进口装卸撬的第一步完全一样，待第一步冷却好后，需要装车管与槽车连接，缓慢打开V235和V231阀门，对装车管的后半段进行冷却。国产装卸撬的冷却要比进口撬慢。

5　装车结束后吹扫方式比较

在装车结束后，需用氮气对装卸臂进行吹扫后，确保装卸臂内无液体后才能将装卸臂与槽车分离。

进口液相装卸臂装车结束后吹扫步骤：

(1)关闭V116，打开V115和V119阀门，利用氮气将装卸臂内的残液压入槽车内，然后关闭槽车上部进液阀。

(2)然后打开V122阀门，对卸液管进行吹扫，泄压。

(3)最后打开V121阀门，确认卸液臂内无液体后，可以将装卸臂与槽车分离。

进口气相臂装车结束后吹扫步骤：

(1)关闭V109，打开V105和V108阀门，将装卸臂内的气体吹扫到槽车内。

(2)然后打开V110阀门，对回气臂进行吹扫，泄压。

(3)最后打开V112进行泄压，将气相装卸臂与槽车分离。

国产液相装卸臂装车结束后吹扫步骤：

(1)关闭V230，打开V232阀门，并打开槽车液相上进阀门，进行吹扫，然后关闭槽车液相上进阀门。

(2)然后打开V230阀门，对液相臂进行吹扫，然后关闭V230阀门。

(3)最后打开槽车液相放空阀，进行泄压，可将液相装卸臂与槽车分离。

国产气相臂装车结束后吹扫步骤：

(1)打开V228阀门，并打开槽车气相进气阀门，进行吹扫，然后关闭槽车气相进气阀门。

(2)然后打开槽车气相放空阀，进行泄压，将装卸臂与槽车分离。

进口装卸撬和国产装卸撬的吹扫步骤大致相同，由于两种撬的氮气接入点不同，进口撬对整根装卸臂进行了吹扫，还设有一根排液管，在装卸臂末端可以检测液相臂内是否还有液体。国产装卸撬只对装卸臂的末端进行了吹扫，装卸臂的前段未进行吹扫，在吹扫的过程中，还需借助槽车上的气相和液相放散口进行放散。由于无法检测液相臂内是否还有液体的存在，需要吹扫的时间长一些，才能确保操作的安全。

6　装载速度比较

两类装卸撬的装载速度比较见图11。

从图11中可以看出，进口装卸撬的装卸速度比国产装卸撬要快，给同一槽车装载20 t LNG，进口装载撬可以比国产装载撬节约14分钟。

图11　两类装卸撬的装载速度比较

7　结语

随着国内天然气使用不断普及，槽车运输LNG量在逐年攀升，LNG装卸撬的数量在逐年增加，国内LNG装卸撬的制造技术也在不断提高，在逐步的追赶国外先进制造厂家的技术水平。

在转接头的关键技术上，国内制造水平还不及国外；国内设计的装卸撬的装载速度过于保守，但国内制造厂家的维修响应速度占据绝对优势。

Comparison of Domestic and Imported Tanker's Loading and Unloading Skid

Shanghai Natural Gas Pipeline Network Co., Ltd.Zhang Taijie

In this paper, domestic and imported tanker's loading and unloading skid process, piping, cooling, liquid unloading arm's principle and loading speed in Wuhaogou LNG terminal are compared, then summarizes the advantages and disadvantages of two kinds of tanker's loading and unloading skid.

natural gas, LNG, tanker, loading and unloading skid