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LNG加氣站儲罐保持低壓的措施

文檔作者：高黎敏張濤文檔來源：陜西省燃氣設計院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月18日
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煤氣與熱力
GAS &amp;amp; HEAT
V0J．37 No．6
Jun．2017
自·加氣站·
加氣站儲罐保持低壓的措施
高黎敏，
(陜西省燃氣設計院，
張 濤
陜西西安710043)
LNG加氣站儲罐工作壓力和設計壓力，探討LNG儲罐保持低壓的措施。
加氣站； LNG儲罐； 工作壓力； 設計壓力； 低壓措施
J473．8 文獻標志碼：B 文章編號：1000—4416(2017)06—0B31—03
工程師(注冊化工工程師)，學
7
工作壓力一般為0．4～0．8
尹烷，因此，本文中LNG物
。根據(jù)文獻[1]表4—1飽
甲烷隨著溫度升高、壓力升
烷隨著溫度升高、壓力升
G儲罐中儲存的介質大部
芝越大越好，儲存狀態(tài)在低
5NG儲存、運輸、加注系統(tǒng)，
‘
O
．作壓力的影響
#壓力有一定關系。假設2
『G儲罐卸車，2輛槽車的壓
)； 修回日期：2017—03—10
力不同，但均比儲罐壓力低，從儲罐上部以噴淋方式
進液。在其他條件都相同的情況下，槽車壓力較低，
相應的溫度就較低，進人儲罐后冷卻儲罐內的BOG
較多，導致儲罐壓力較低；反之，槽車壓力較高，導致
儲罐壓力較高。
1．2 加氣工藝對儲罐工作壓力的影響
過去，在給汽車加氣之前須對儲罐中的LNG進
行升壓升溫，從而得到一定壓力的飽和液體，滿足
LNG汽車發(fā)動機需要車載氣瓶內液體達到飽和狀
態(tài)的要求，一般要求壓力為0．4～0．8 MPa。
根據(jù)已運營的多座LNG加氣站調研數(shù)據(jù)，現(xiàn)在
LNG儲罐一般不調飽和。隨著LNG汽車車載氣瓶
技術的不斷改進，現(xiàn)在普遍利用汽車發(fā)動機的冷卻
循環(huán)水將一小部分LNG氣化，給車載氣瓶增壓，使
氣瓶中壓力提高，滿足發(fā)動機的進氣壓力要求 J。
2 LNG儲罐設計壓力
2．1 各規(guī)范對儲罐設計壓力的規(guī)定
根據(jù)GB 150．1_2O11《壓力容器第1部分：
通用要求》第3．1．2條，工作壓力是指在正常工作
情況下，容器頂部可能達到的最高壓力；根據(jù)GB
150．1_2011第3．1．3條，設計壓力是指設定的容
器頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起作為容
器的基本設計載荷條件，其值不低于工作壓力。
根據(jù)GB 18442．1_201 1《固定式真空絕熱深冷
壓力容器第1部分：總則》第3．6節(jié)，工作壓力是
指在正常工作情況下，容器頂部可能達到的最高壓
· B 31·
第37卷第6期 煤氣與熱力
力(表壓)，單位為MPa。根據(jù)GB 18442．1’2011
第3．7節(jié)，設計壓力是指設定的容器頂部的最高壓
力，與相應的設計溫度一起作為容器的基本設計載
荷條件，其值不低于容器工作壓力，單位為MPa。
根據(jù)TSG 21_2016《固定式壓力容器安全技術
監(jiān)察規(guī)程》第3．1．9．1款，設計壓力是指設定的壓力
容器頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起作為
設計載荷條件，其值不低于工作壓力。
根據(jù)GB 50156-2012(汽車加油加氣站設計與
施工規(guī)范》(2014年版)第9．1．1條，加氣站內LNG
儲罐內筒的設計溫度不應高于一196℃ ，設計壓力
應符合下列公式的規(guī)定：
當P <0．9 MPa時：
Pd≥p +0．18
當P i>0．9 MPa時：
pd≥ 1．2 P
式中p ——設備最大工作壓力，MPa
pd——設計壓力，MPa
2．2 儲罐設計壓力的探討
根據(jù)GB 150．1__2O1 1、GB 18442．1_201 1、TSG
21_2016，儲罐設計壓力不低于儲罐最高工作壓力。
GB 50156-2012(2014年版)對LNG儲罐設計壓力
的規(guī)定明顯高于規(guī)范GB 150．1—2O1 1、GB 18442．1m
2011、TSG 21_2016的要求。
對于LNG儲罐，設計壓力并不是越高越好。有
些觀點認為儲罐設計壓力高，BOG存量大可能有利
于安全，筆者認為此觀點欠妥。首先，解決BOG問
題的措施是減少BOG的產生和對BOG進行回收利
用，而非增大設計壓力進行儲存；其次，如果儲罐設
計壓力高，則鋼材耗量大，造價高。
3 LNG儲罐保持低壓的措施
① 加強儲罐絕熱效果
目前的真空設備制造水平，無法使LNG儲罐達
到絕對真空狀態(tài)，因此只能采取相應措施來控制，主
要有以下幾個途徑。
首先，LNG儲罐盡量選擇絕熱效果好的設備。
其次，要定期檢測真空設備的真空度，不合格時
重新抽真空，使設備處于最佳工作狀態(tài)。
再次，可考慮采用埋地儲罐。加氣站儲罐一般
為地上或半地下，全部或部分裸露于空氣中。由于
儲罐與大氣之間存在溫差，產生熱量傳遞，使儲罐內
LNG溫度升高，壓力升高。埋地式LNG儲罐置于地
下，與大氣隔絕，在夏季和春秋季的一些月份，地溫
低于氣溫，產生的熱量傳遞少，從而減緩了LNG的
溫升，使儲罐保持低壓。
② 注重氣源品質
用氣方在購買LNG之前，應索取供氣方LNG
的組成參數(shù)，應要求所供LNG的飽和蒸氣壓盡量
低。這樣LNG槽車到站卸車時，槽車內的壓力不會
很高(與儲存時間也有關系)，LNG的溫度也不會很
高，LNG通過上進液管以噴淋方式進入儲罐，將儲
罐氣相空間的天然氣冷卻，從而減少了儲罐的蒸發(fā)
氣體 。
③ 合理選擇管道保冷方式
LNG加氣站內的液相管道、氣相管道與儲罐均
直接或間接相連，因此合理選用真空管或保冷管至
關重要。
真空管：由內管、外管以及多層絕熱材料組成，
內外管之間的夾層為多層絕熱材料復合而成，將夾
層抽成高真空狀態(tài)，從而把內管冷量損失控制到最
低，充分滿足低溫流體輸送的要求。
保冷管：為減少LNG在工藝管道輸送過程中的
冷量損失，采用在管道外包扎絕熱材料的方式對低
溫管道進行保冷 J。
真空管與保冷管相比較：a．在絕熱性能方面，真
空管比保冷管絕熱效果好；b．在結構尺寸方面，真空
管結構復雜，但尺寸較??；保冷管結構簡單，但尺寸
較大；c．在造價方面，真空管遠高于保冷管；d．在維
護及使用壽命方面，真空管不及保冷管。
真空管比保冷管絕熱性能佳，可減少傳熱量，但
要根據(jù)具體情況合理選用。在LNG加氣站管道設
計中，管道走向復雜，管道上管件、儀表較多，長距離
直管段較少的區(qū)域適合選擇保冷管。而管道走向單
一
， 管道上管件、儀表較少，又有較長距離的直管段
的區(qū)域，適合選擇真空管。
④ 回收利用BOG
a．站內生活供暖
LNG儲罐產生的BOG、LNG潛液泵回氣的
BOG、LNG加氣機回氣的BOG匯聚至LNG儲罐。
儲罐內的BOG導出，經加熱器加熱后，溫度升至環(huán)
境溫度，再通過調壓計量裝置后，為站內供暖使用。
b．并人市政燃氣管網
如果LNG加氣站產生的BOG量較多，且就近
· B 32 ·
高黎敏，等：LNG加氣站儲罐保持低壓的措施 第37卷第6期
有市政燃氣管網的情況下，可將BOG進行收集、升
溫、調壓計量、加臭后送至市政燃氣管網進行回收利
用。
C．作為CNG進行利用
將BOG進行收集、升溫、調壓、計量、加臭后送
至壓縮機進行壓縮，成為CNG進行利用。
d．其他途徑
BOG通過再冷凝轉化為LNG進行回收利用的
方法多見于天然氣液化工廠或LNG大型儲備站、接
收站。由于LNG加氣站LNG儲存規(guī)模小，產生的
BOG量少，且再冷凝裝置的費用較高，因此在LNG
加氣站中BOG再冷凝轉化為LNG的回收利用不多
見。
⑤ 提高工藝操作水平
卸車、加氣操作不當，會造成儲罐壓力升高。
a．卸車需要將槽車壓力增壓到高于儲罐壓力才
能進行。儲罐經過一段時間運行后一般壓力較高，
通常能達到0．8 MPa以上。而槽車壓力一般較低，
約為0．2 MPa，甚至更低。如果直接對槽車增壓將
使系統(tǒng)壓力增高，應先將槽車氣相空間與儲罐氣相
空間相連通，進行氣相平衡后再卸車。
b．加氣完成后，LNG潛液泵會停止運行，這時
泵池及管道中會存留許多LNG，這部分LNG氣化速
度相當快，如果產生的BOG通過泵后回氣管回到儲
罐的氣相空間，將造成儲罐壓力快速上升。建議這
部分回氣優(yōu)先通過儲罐下進液管進入儲罐，這樣儲
罐內大量的LNG會將少量BOG再次冷凝。
c．在LNG溫度較低(一140 oC以下)而儲罐氣
相空間的壓力和溫度又較高時，進行“液一泵一上
進液”的打循環(huán)操作，即儲罐內LNG自液相管道經
LNG潛液泵通過儲罐上進液管(臥式儲罐的上進液
管為一根噴淋管，即均勻開孔的橫管；立式儲罐的上
進液管末端裝有一個噴嘴)進入儲罐，將儲罐內氣
相空間的部分BOG再液化，達到降低儲罐壓力的目
的 。
1．_·-．．_．1·_．Jll_●--．，
j_l1 ·-l1．．．． ¨-·_．1’‘
⑥ 增加加氣站的LNG銷量
許多LNG加氣站運行之初，加氣車輛太少導致
加氣量達不到設計規(guī)模，導致LNG儲存時間過長，
加氣間隔較長，加氣管道內LNG滯留時間長，吸熱
多。下一次加氣時，打開加氣機回氣管與儲罐氣相
管道之間的閥門，將加氣機回氣管初步預冷。再將
儲罐內少量LNG經潛液泵通過液相管道輸送至加
氣機，這些LNG再通過加氣機的回氣管回到儲罐下
進液，將加氣機的液相管道、回氣管進一步預冷。這
部分熱量將回流到儲罐，造成儲罐升溫，壓力上升。
加氣間隔時問越長，產生的熱量越多，儲罐升溫越
多。增加加氣站的LNG銷量，是保持儲罐低壓的重
要途徑 。
參考文獻：
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M easures for Keeping Low Pressure

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