轻组份LNG对槽车运输气相压力的影响分析

2017-01-12陈峰安东雨

山东工业技术 2016年24期

关键词：压力

陈峰+安东雨

摘要：目前一些LNG接收站气源地以煤层气液化为LNG，由于煤层气气质较轻、气化热小，液化后的LNG在储存运输过程中将会出现蒸发气（BOG）产生量增多的情况，尤其是采用槽车液态外输时，其影响更明显。本文着重分析轻质组份LNG在液态槽车长途运输时压力升高的情况，以及蒸发气（BOG）产生量，提出避免槽车压力升高引起超压放空的方法。

关键词：LNG；轻组份；槽车；BOG；压力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.218

1 概述

随着国内天然气市场的发展，越来越多LNG接收站建成投产，上游气源地的LNG组份也呈现多样性，国际上一些气源地以煤层气液化为LNG，由于煤层气组成以甲烷为主，气质较轻、气化热小，液化后的LNG在储存运输过程中将会出现蒸发气（BOG）产生量增多的情况。一般LNG接收站的设计组份中甲烷含量在86%至97%左右，而由煤层气液化形成的LNG组份甲烷含量高达99%。表1为两者组份组成对比。

目前使用槽车对液态LNG进行分销是LNG接收站的重要销售方式之一，因此本文对轻质组份LNG与目前接收站的常规设计组份进行分析对比，确定轻质组份的LNG对液态槽车长途运输的影响，提出避免槽车压力升高引起超压放空的方案。

2 轻组份LNG对槽车运输的影响

在液态槽车长途运输过程中，随着运输距离在增长，运输时间随之变长，环境热输入不断积累，导致槽车储罐中LNG持续蒸发，槽车储罐中压力升高。目前LNG主力槽车容积为52.6m3，有效容积48.47m3。LNG槽车储罐的绝热方式主要有真空粉末绝热（CF）、真空纤维绝热（GB）和高真空多层绝热（CD）等技术，目前应用最广泛的是高真空多层绝热技术，其日蒸发率指标≤0.28%/d，最高工作压力0.62-0.7MPag，安全阀起跳压力0.65-0.75MPag。

2.1 不同组份下槽车运输压力升高情况

根据槽车的保温性能考虑日均0.28%的漏热量，槽车装车后压力0.01 MPag，以下分别针对不同组份，就LNG槽车行驶里程与槽车压力升高情况进行了对比，具体结果见表2。

由上面的对比分析可见，在装车后的压力为0.01MPag下，轻质组份在运输17个小时（850km）左右将出现超压安全阀起跳，某典型LNG组份在22个小时（1100km）左右将出现起跳，两者相差5-6个小时左右（运距约250-300km）。

2.2 不同组份下槽车产生的BOG量

进一步对不同公里产生的BOG量进行测算，结果见表3。

由以上对比表可见，由于不同LNG的气化热不同，轻质组份的组成较轻，气化热小，在相同漏热条件下，BOG蒸发量比较大；另外在相同条件下，轻组份LNG的饱和蒸气压也较大。以上两点因素共同导致了轻组份LNG蒸发量较大。而且随着运距加长，积累效应显著，在运距达到600km时轻质组份LNG与常规LNG相比，BOG产生量相差10kg左右。

3 降低LNG槽车运输过程气相压力的方法

降低LNG槽车运输过程中BOG的产生量，需从充装后LNG本身的物性（温度、压力、组份）方面考虑。如要控制温度，需要从槽车保温（保证保冷层真空度、避免阀门内漏）或外界增加冷量方面着手，但在不增加费用的前提下，控制温度很难实现。因此以下从充装的压力、组份方面提出降低LNG槽车运输过程中气相压力的方法。

3.1 控制充装结束槽车储罐内压力

尽量控制槽车装车后压力处于低点，保证槽车充装后处于较低压力时，在运输过程中槽车储罐内压力增长较慢，在运输距离较长的情况下不会发生安全阀起跳，这是因为充装结束后槽车储罐内压力较低，为槽车BOG蒸发留有了一定空间，从而保证了在长时间（长距离）运输过程中不产生放空。

3.2 对轻组份LNG分罐储存并分别外输

减少LNG槽车运输过程中BOG的产生量，可以从进料本源进行控制，如将轻组份LNG分罐储存仅用于气态外输，则可以避免轻组份LNG在进行液态分销时产生的大量BOG。

3.3 与常规LNG掺混

由于轻质组份LNG气化热小，所以在相同条件下BOG产生量更大。基于此可以考虑将轻质组份与接收站储罐内较重LNG进行掺混，以相对降低BOG产生量。但是值得注意的是在掺混过程中，如果组份相差较大，需要严格控制翻滚发生的可能性，对接收站操作要求有一定提高。

4 结论建议

（1）从分析情况来看，在LNG槽车运距较长情况下，轻质组份LNG比目前接收站的设计典型组份更容易产生BOG，进而产生超压放空的情况。

（2）为尽量减少轻质组份气源对槽车运输的影响，建议在接收站实际运营装车时，尽量保证槽车充装后处于较低压力，避免槽车远距离运输导致超压。

（3）轻质组份产生的BOG量偏大，在槽车在到达有气态用户的卫星站后，产生的BOG气体可以通过卫星站内自增压并经过加热后直接外输给用户。