LNG接收站装船返输工艺研究

2021-06-23张豪杨伟红陈晨余伟中海浙江宁波液化天然气有限公司浙江宁波3500国家管网集团闵投福建天然气有限责任公司福建福州350000

化工管理 2021年16期

张豪，杨伟红，陈晨，余伟(.中海浙江宁波液化天然气有限公司，浙江宁波 3500； .国家管网集团闵投(福建)天然气有限责任公司，福建福州 350000)

0 引言

LNG国际贸易已成为全球能源市场的热点，LNG在我国天然气供应和使用中的比重日益增长、作用日益突显，LNG产业链也不断发展和完善。随着经济的发展，沿海中小城市和内河沿江城市对天然气的需求日益增长，在这些地区建设小型LNG接收站成为可能[1]，可通过小型LNG船从大型LNG接收站运输和分销LNG，以满足市场需求。

浙江LNG接收站为基本负荷型，功能为LNG接卸、存储、加压汽化和外输。接收站通过天然气管道向下游工业用户、燃气电厂和城市居民用户输送天然气，并通过汽车槽车运输向周边地区供应LNG，为浙江省和周边地区提供优质、清洁能源[2]。为实现小型LNG船转运分销，浙江LNG接收站设计了装船返输工艺，成为国内首个具备装船返输功能的大型LNG接收站。

1 接收站装船返输

1.1 接收站装船返输工艺

浙江LNG接收站在码头卸料工艺上设有4根跨接管道，使卸料管道与低压外输管道连通，实现装船返输功能。装船返输时，低压泵输出的LNG通过跨接管道流向卸料总管，随后通过卸料管道和卸料臂流向LNG船，进行卸料，产生的BOG通过返气臂返回到储罐。

1.2 装船返输能力

接收站生产运行分为四种工况：

工况1：接收站零外输，即无气态高压外输、槽车装车外输和装船返输，接收站只运行一台低压泵对码头卸料管道、零输出循环和槽车装车循环管道保冷。接收站在调试初期即为这种模式。

工况2：接收站进行气态高压外输和槽车装车外输，并对码头卸料管道进行保冷。

工况3：接收站进行气态高压外输、槽车装车外输，同时进行LNG船的卸料。

工况4：接收站进行气态高压外输、槽车装车外输和装船返输。正常运行期间，接收站处于工况3和工况4。

接收站按工况4运行期间，外输量在高峰值时，装船返输能力最小为401 t/h；在不放空的情况下，气态外输最小时，装船返输能力最大为930.7 t/h。

因此，接收站正常运行期间，装船返输能力为401～930.7 t/h。

1.3 装船返输船期

装船返输时，若LNG船容积为80 000 m3，则LNG反装船卸料平均时间为52.8 h，包括靠泊、系缆、离泊等的作业时间约9 h，装船返输作业约需60 h，共计3 d。故接收站每月最大可装6船容积为80 000 m3的LNG船，但考虑LNG库存和实际外输量，实际装船数较少。

2 装船返输操作

2.1 装船返输操作步骤

(1)卸料臂、返气臂连接：装船返输时，外输流量仅为697～930.7 t/h，远小于单个卸料臂设计流量，操作时只连接一个卸料臂(如卸料臂A)和返气臂。

(2)卸料管道氮气置换：用氮气置换卸料臂和返气臂，降低管道氧气含量并使管道干燥，要求氧气含量≤2%，水露点≤-40 ℃。

(3)卸料臂预冷：打开16″蝶阀提供小流量LNG预冷卸料臂，至管道温度降至-110 ℃，产生的BOG排放到LNG船货舱并通过返气臂返回岸上BOG总管。

(4)装船前计量：关闭LNG船货舱进出口阀，通过CTMS计量货舱中的LNG。

(5)装船返输：设置好装船流程，岸方启动低压泵，通过岸方16″蝶阀或船方卸料阀HV-002控制装船LNG流量和压力。外输流量稳定后运行在线色谱仪分析LNG组分，并出具分析报告。

(6)卸料臂氮气吹扫：返装船结束，关停低压泵。吹扫卸料臂和返气臂，直至合格。

(7)装船后计量：停止装船后，关闭LNG船货舱进出口阀，通过CTMS计量货舱的LNG并出具计量报告。

(8)卸料臂、返气臂脱离：氮气置换合格后，脱开并收回卸料臂和返气臂。

2.2 装船返输操作HAZOP分析

通过HAZOP分析对装船返输操作进行风险分析，分析结果如表1所示。

表1 装船返输操作风险分析

3 装船返输工艺优化

3.1 阀门改造

装船返输时，手动操作16″蝶阀V-001调节流量，控制LNG的流量和压力，由于受到气态高压外输和槽车装车的影响，装船返输流量和压力波动较大，降低了控制的稳定性，且设计上蝶阀V-001不能用于调节。如阀门失效或操作不当，将影响再冷凝器操作的稳定性。基于以上原因，可将V-001改造为用于调节流量的气动调节阀，并设置手轮以便应急操作。

小型LNG船货舱容积较小，装船时压力对系统影响较大，可在控制阀下游设置一台远程压力表检测、监控装船压力，并设置压力高报警和低报警。同时，对阀门设置压力控制器。