LNG卸船时预冷速度的控制要点

LNG接收站生产运行中的重点和风险点是LNG接卸船工作,卸船时预冷速度的控制甚为关键。国内外大多数LNG接收站的接卸经验并不是很成熟,预冷速度的控制经验相对缺乏,难于把握。基于某LNG接收站已接卸的LNG船的预冷数据,对LNG接卸时预冷速度的控制、影响与卸料过程中存在的安全操作等问题进行分析。在卸船过程中,预冷速度过快是引起卸料臂快速耦合器法兰处泄漏的重要原因;根据卸船安全性要求和接卸经验,目前该接收站预冷速度控制在2℃/min左右,对整个卸船过程影响较小,能有效避免或减少事故。     

江苏LNG接收站卸料速度与压力损失的关系

基于江苏LNG前11艘船的卸船数据,对江苏LNG卸料速度与压力损失的关系进行分析,并通过两者关系计算出江苏LNG接收站卸料的最大速度.对江苏LNG接收站卸船数据进行计算和处理,得出结论:卸船过程中,总压力损失△p主要由总管连接法兰到卸料臂后端压差和约3 000m卸料管道压降△p2构成.△p1主要包括船上连接法兰旁的过滤器摩阻△pf、短节(或变径)摩阻△pe和卸料臂摩阻△pa,通过拟合曲线和理论验证,此部分压力损失与卸料速度关系不明显,几乎保持不变.卸料管道压降△p2与卸料速度q相关,线性处理后得到△p2=0.026 q-201.2.管道末端罐底压力所受影响较小,维持在0.23～0.25 MPa范围内.根据压力损失及限制压力要求计算得到,对于14.5×104 m3标准船,最大卸料速度为12 100 m3/h; 26.7×104 m3的Q-MAX船最大卸速可达14 000 m3/h.     

山东LNG接收站再冷凝器工艺及控制系统

再冷凝器是LNG接收站再冷凝工艺的核心设备,既可以冷凝系统产生的BOG,也起到高压泵入口缓冲罐的作用,因此再冷凝器的工艺与控制对于接收站的稳定运行具有至关重要的作用。通过对山东LNG接收站再冷凝器工艺流程及主要参数的阐述,对其控制系统的4个主要控制方面进行了简要分析,并在此基础上提出了针对再冷凝器控制系统优化的两项改进方案:工艺上应该设置有高压泵最小回流至储罐的旁通管道和控制阀门,从而保证再冷凝工艺和接收站稳定运行;控制上可以增加高压泵最小回流线上流量监测和控制,以保证再冷凝器中不会发生由物料不平衡引发的压力和液位波动。     

LNG接收站最小外输工况下BOG的再冷凝控制

最小外输工况下BOG再冷凝工艺的平稳控制是LNG接收站安全平稳运行的关键,对LNG接收站BOG再冷凝工艺在最小外输工况下的控制难点和技巧进行分析,结果表明:最小外输工况下LNG接收站产生的BOG的量较多,通过再冷凝器底部旁路的LNG量过少,运行过程中调整压缩机负荷、槽车站装车量波动等因素都会导致再冷凝器的压力、液位波动较大,同时也无法满足高压泵入口的温度要求及维持其入口压力的稳定.最后提出减少接收站BOG产生量、降低进入再冷凝器的BOG温度、保证BOG压缩机在高负荷下运行及提高再冷凝器的操作压力等措施,这些措施能够提高BOG再冷凝工艺控制的平稳性,保证系统安全运行.     

LNG接收站再冷凝器控制原理

再冷凝器是BOG再冷凝工艺流程的核心设备,其运行状态关系到整个接收站运行状态的稳定.为探索LNG接收站再冷凝器的控制方法,以江苏LNG接收站再冷凝器为原型,从物料平衡、热量平衡和相平衡的角度对再冷凝器的控制要求进行分析,并以其为基础,分别比较了以压力为控制变量、以液位为控制变量和以温度为控制变量3种不同的控制方案.通过分析每种控制方案的利弊,并根据江苏LNG再冷凝器的实际运行状态,提出了用再冷凝器的入口BOG温度代替出口LNG温度的前馈控制方案与采用选择控制原理进行液汽比R设定的选择控制方案相结合的改进控制方案,以维持再冷凝器的稳定运行.     

LNG接收站高压泵预冷方式对比

介绍了高压泵的组成以及LNG接收站配备的立式、电动、定速、潜液式离心高压泵的技术特点.高压泵初次使用或者进行维修作业再次投入使用时均需预冷.为此,将高压泵分为6部分:底部轴承以下、泵吸入室的中部、底部轴承、电动机定子的中部、上部轴承、高压泵出口法兰,由下向上进行预冷,并根据其内部结构制定了每一部分所需的预冷时间.对两种不同压力预冷方式的进行比较:当泵井压力为20 kPa时,泵井进液时液位控制较困难,但预冷入口和出口管路比较安全；当泵井压力为0.7 MPa时,泵井进液时液位上升平稳,且静置时液位变化较小,但是在预冷入口和出口管路时,可能发生高压气体窜入低压管路,导致再冷凝器液位和压力波动,甚至导致全场工艺设备停车.最后,指出了预冷作业过程中需要注意的几个问题.     

LNG接收站再冷凝器设计的对比

LNG由于特殊的储存条件,在LNG接收站运行过程中会不可避免地产生蒸发气.再冷凝器用于冷凝LNG接收站在运行过程中产生的蒸发气,是LNG接收站运行控制的核心,关系到整个接收站的平稳运行.从基本构造和控制原理两个方面,对江苏LNG接收站再冷凝器设计与KOGAS公司的设计进行对比,重点分析了两种不同设计中再冷凝器的压力和液位的控制,以及在各种干扰因素影响下两种不同设计再冷凝的运行情况.由此得出两种设计的利弊,为今后的工艺改造及二期建设提供一定的参考依据.     

山东LNG接收站卸料总管液氮预冷方法

卸料管道预冷是确保LNG接收站顺利投产试运行的重点工作,既可防止管道温度变化过快造成管材损坏,也可检验和测试低温设备的性能及质量。山东LNG接收站为了缩短LNG船舶靠泊时间、降低接收站运营成本,提出了在首船接气前采用液氮预冷卸料总管的方法:由于山东LNG接收站卸料总管较长,将其分成A、B、C段进行渐进式预冷,当管道顶底部温差超过10℃时,关闭隔断阀门,憋压至0.2 MPa后进行爆吹以消除温差;为了方便操作与控制,按照0℃、-30℃、-60℃、-90℃、-120℃、-150℃温度节点来调整汽化器的工况,以控制预冷速率。实践结果表明:该方法安全性高,可操作性强;在预冷过程中,管顶与管底温差控制在30℃以下,预冷速度应低于10℃/h;分段渐进式预冷法有利于减小管道顶底部温差,可减少预冷时间、提高预冷效率,并缩短LNG船靠泊时间约7天。(图1,表4,参13)     

非卸船工况下LNG接收站BOG产生量的计算

在LNG接收站运行过程中,准确计算BOG产生量是保证安全生产的重要工作之一。基于BOG产生量常用的计算方法,总结了非卸船工况下BOG产生量的关键因素,主要包括储罐吸热、保冷管道吸热、泵运行产热,同时增加了再冷凝器冷凝BOG随保冷循环LNG重新回流到储罐这一不可忽略的因素,并分析了罐压变化对BOG产生量的影响。通过对罐压不变、罐压逐渐上升、罐压逐渐下降3种工况下的BOG产生量与处理量进行计算,结果表明:在3种不同工况下,利用储罐吸热量、保冷管道吸热量、泵热量回流量、再冷凝器冷凝BOG回流储罐流量计算BOG产生量具有较高的准确性和可行性;BOG产生量与处理量计算结果的偏差均小于5%,但若忽略冷凝BOG回流储罐、罐压变化的影响,则二者偏差可分别达到50%、23%。在LNG接收站生产运行中,建议重视罐压变化对BOG产生量的影响,并对再冷凝器冷凝BOG回流储罐的流量加以控制。(图1,表15,参32)     

回流鼓风机在LNG接收站的应用

当LNG接收站全速卸料时,船舱内压力由于LNG体积减少而骤降,需要从岸上返回蒸发气以维持船舱压力,返气量与返气速率由卸载量和卸料速度决定.回流鼓风机作为LNG接收站返气工艺的关键设备,其运行状态直接影响卸料操作的顺利进行.通过对回流鼓风机的流量调节方式和工作点进行分析,总结出在实际运行中回流鼓风机的流量控制需要将IGV调节和出口节流调节相结合,避免在喘振区域工作.同时对回流鼓风机的喘振工况进行分析和计算,根据计算结果预先判断发生喘振工况时的参数,提前干预,严格控制运行的各个环节,保证回流鼓风机的平稳运行.     

江苏LNG接收站储罐加装变频泵的可行性

江苏LNG接收站采用手动调节低压泵出口阀方式,控制低压输出流量匹配槽车装车.手动跟踪及阀门节流存在调节滞后、泵运转效率低、能耗高、泵阀磨损严重等问题,严重影响再冷凝器的平稳运行.基于此,提出在新建储罐中专设装车罐,并使用变频技术,采用“1台变频泵+2台定速泵并联安装”模式,当正常外输时,低压泵采用“n台定速泵+1台变频泵”运行方式优化配置.以进入再冷凝器前汇管压力保持定值为控制目标,根据外输量确定n值,定速泵出口不做节流控制,变频泵转速可调自动匹配装车流量变化,其水力分析验证结果表明控制效果良好,且可以达到节能目的.指出变频泵选型需充分考虑管路特性,提供了选型和工艺操作方面的相关建议.     

江苏LNG接收站BOG预冷再冷凝工艺可行性

针对江苏LNG接收站长期处于低外输量运行工况储罐压力偏高、设备运行存在潜在安全隐患等问题,分析了LNG接收站BOG的产生原因,包括储罐吸热、管道漏热以及一些其他因素,提出了B()G预冷再冷凝工艺,即经过BOG压缩机压缩后的BOG,不直接进入再冷凝器,而先进入换热器,与高压泵出口输出的LNG间接换热,BOG经过预冷后再进入再冷凝器冷凝处理,而换热后的LNG继续进入气化器气化外输,从而达到预冷BOG的目的,实现低外输量工况下BOG处理最优化.同时,从方案的可行性出发,提出了相关注意事项.与现有工艺流程相比,新工艺在低外输量工况下能够处理更多的BOG,从而有效降低储罐压力,为避免高压泵发生气蚀提供了可靠的温度保证,并表现出一定节能降耗的效果.     

卸料臂ERS系统与应急操作

LNG接收站接收、储存并气化LNG,具有储存量大,气化速度快,调峰方便等特点.而卸料臂是连接LNG船与接收站的纽带,物料通过卸料臂由船方汇管进入站内工艺管道.卸料臂ERS系统可以对卸料臂工作状态进行实时监控,并能在紧急情况下,自动控制卸料臂完成隔离、断开、收回等操作.介绍了卸料臂ERS(紧急脱离系统)的组成结构和工作原理,重点描述了ESD(紧急停车关断)时,各个部件在逻辑和结构上的动作原理,总结了紧急工况下卸料臂应急断开的操作方法,为卸料臂应急操作提供了必要的技术支持和操作建议.     

LNG接收站扩建储罐工程预冷工艺方案设计及建议

与接收站同步投产的储罐相比，扩建储罐的预冷工艺具有较大差异。针对扩建储罐预冷工艺方案研究较少的问题，为积累理论和工程经验，以某大型沿海LNG接收站扩建储罐项目为例，结合该接收站工艺流程，分析扩建与新建储罐工程之间的差异，并对4种LNG填充方法进行适用性分析，开展扩建储罐预冷工艺方案设计，形成了预冷关键流程与工艺指标，包括卸料管道预冷、卸料管道填充、氮气置换、储罐预冷、储罐充液静置、低压外输管道预冷填充及排净管道预冷填充。实例应用结果表明：设计形成的预冷方案操作工艺简单，且储罐、管道温降速率符合标准要求，预冷成效良好。该项目预冷工艺对后续扩建储罐项目普适性较好，可为后续项目预冷方案编制、现场预冷操作及关键工艺指标选取提供借鉴和参考。（图5，表1，参23）     

LNG卸料臂安装过程中的关键技术

LNG卸料臂是LNG接收站的关键设备,其安装是LNG接收站工程建设施工过程中的一个关键环节,直接关系整个工程建设的施工进度。介绍了德国SVT生产的LNG卸料臂的结构及设备组成,详细说明了LNG卸料臂各阶段的安装过程及技术方法,总结了卸料臂安装过程中的若干关键技术,包括卸料臂各部分的起吊及运输技术、卸料臂安装前的仓库及工作船码头组装技术、卸料臂内管的连接技术、三维旋转组件的安装技术、卸料臂配重块的定位及安装技术、卸料臂充氮保护及防雷接地技术等,强调了卸料臂安装过程中的注意事项。研究成果可为LNG接收站内LNG卸料臂的安装提供借鉴。     

不同装车方式对LNG接收站的影响

LNG槽车有两种装车方式:带压装车和不带压装车,其最大区别是装车时,槽车是否与BOG系统相连通.以江苏LNG接收站为例,分别对两种装车方式对低压输出总管、BOG系统、再冷凝器的影响进行计算和分析,给出了在装车过程中的关键点,以保证接收站的平稳运行.通过对两种装车方式的对比,得出结论:带压装车与BOG系统独立,对站内BOG系统没有影响,但是,由于罐车为密闭系统,存在安全风险.当不带压装车时,槽车站产生的BOG返回站内,使罐压升高,增加了BOG量,对压缩机及再冷凝器均有影响,尤其在最小外输量的情况下,增加了对再冷凝器及BOG系统稳定控制的难度.     

LNG槽车装车操作方式及其优化措施

介绍了江苏LNG接收站现有的LNG装车主要设备、工艺流程,针对其装车方式存在的问题,提出了优化改进措施:将惯用的常压充装方式,调整为带压充装,更有利于接收站稳定生产；将上下进液阀同时打开充装,节省了装车时间；修改提前量的操作,可减少由于人员操作而带来的少装问题；改变装车后装车臂上放空球阀的关闭次序,可延长设备使用寿命.实践结果表明:这些措施能在保证运行安全的前提下,节约工作时间,提高工作效率.     

LNG接收站ORV预冷工艺控制分析

开架式气化器(Open Rack Vaporizers,简称ORV)是LNG接收站中的关键设备,它以海水为热源将LNG气化成气态天然气.ORV及其相关管道在备用时处于常温状态,为了防止低温LNG突然进入常温管道和设备,引起管道急剧收缩造成损坏,ORV在运行前必须进行预冷.重点介绍了江苏LNG接收站中ORV预冷的准备工作、工艺流程、工作要点、冷却过程等,并针对实际过程中的操作要点和控制重点进行了分析.     

LNG接收站组合供氮系统运行分析

LNG接收站的氮气使用有连续用气和间歇用气两种.江苏LNG接收站氮气供应采用PSA制氮与液氮气化相结合的方案,其符合LNG接收站平时用氮量少,卸船时用氮量大的特点.但在实际运行过程中,由于PSA制氮系统气源压力不稳定,加之卸船时氮气用量急剧上升,造成液氮用量偏大且PSA系统经常发生氧含量高报警而停止向系统供气的现象.为了稳定江苏LNG接收站组合供氮系统运行状态,详细分析了氮气系统的运行特点、影响氮气系统运行的几个因素及其原因,并依据分析结果提出了解决措施,从而保证了江苏LNG接收站氮气系统的平稳运行.     

罐表系统在江苏LNG项目的应用与维护

Honerwell罐表系统首次在国内LNG项目中应用.系统介绍了该罐表系统的组成,描述了测量液位的伺服液位计及其附件的工作原理与应用维护,跟踪液位并可监控各个位置液体密度和温度的LTD的工作原理与维护事项,监控储罐表面温度和泄漏情况的电阻式温度检测器(Resistance Temperature Detector,RTD)、为保护储罐而设置的高液位报警、参与联锁控制的雷达液位计以及通讯传输线缆和数据转换设备等的应用.罐表系统在江苏LNG接收站的应用与维护经验可为国内其他LNG项目罐表系统的运行提供指导.