LNG接收站船岸界面匹配研究

LNG船舶和接收站码头工作界面的衔接是LNG贸易必不可少的操作环节,而LNG需要密闭输送的特点要求船岸界面必须严格匹配.为确保LNG船舶安全靠离LNG接收站码头和LNG的输送操作安全,在LNG船舶靠泊LNG接收站码头前,码头方和船东或租船人必须开展船岸匹配研究.介绍了船岸匹配研究的一般步骤和船岸信息交换的主要内容.根据技术和安全操作等层面的分析评估,LNG船舶与接收站码头需要满足:船舶主尺度在接收站码头的接收能力范围以内,系泊方案能够满足有效系泊要求,船舶管汇与卸料臂相匹配,船舶与码头ESD系统相匹配,登船梯可以妥善安放到船舶甲板上,船舶持有有效证书和文件,船舶不存在任何重大安全缺陷.     

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。     

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。     

LNG卸料过程中的控制要点

卸料是LNG接收站生产运行的重点和风险点,其中控制的重点是卸料时间和卸料臂的预冷速度,同时也会使接收站内的罐压发生变化、再冷凝器液位波动.从操作人员的角度出发,分析了卸船时间、卸料臂预冷速度、罐压、再冷凝器液位4大卸船控制关键点,并提出相应的控制措施:为了卸料的安全操作,提出了做好卸船前检查(尤其是QCDC)、提高吹扫排净时氮气压力、预冷卸料臂时压力控制在0.15～0.2 MPa等相应措施；基于接收站内工艺的平稳运行考虑,提出了合理安排进液方式、调节压缩机负荷、调节液气质量比等相应措施.     

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.     

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接收站卸料管路冷却方案

目前LNG接收站卸料系统的冷却方式有两种,其一是直接采用船上的LNG,使用船上的气化器将LNG气化冷却卸料管路；其二是先使用低温氨气将卸料管路冷却至一定温度后,再采用船上的LNG冷却或直接进液.对比了两种方法的优缺点,计算了不同长度卸料管路和保冷管路显热利用率分别为60％、50％、40％、30％4种情况下,冷却消耗的冷却介质的量和冷却时间,进而比较使用LNG冷却和使用液氮冷却的经济性.结果表明:使用液氮冷却卸料管路比使用LNG冷却卸料管路更经济,费用约可节省一半,但使用液氨冷却前期投资比较大.     

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)     

LNG接收终端气化器冬季运行模式优化

海水开架式气化器(Open Rack Vaporizer,ORV)和浸没燃烧式气化器(Submerged Combustion Vaporizer,SCV)是LNG接收站LNG气化的重要设备。ORV运行成本远低于SCV,但在冬季海水入口温度较低时,ORV操作负荷受到限制。对海水入口温度为2~6℃时ORV的运行情况进行测试,提出了ORV达到最大操作负荷的判定标准。通过Origin软件对海水入口温度、海水出口温度、LNG流量运行数据进行拟合,得到了ORV最大允许LNG流量函数式,可以较精确地计算不同海水入口温度下ORV能够处理的最大LNG流量。利用该函数式,结合某LNG接收站2015-2016年冬季外输量,得出了ORV和SCV运行模式优化方案。通过最大程度利用ORV进行气化外输,LNG接收站冬季气化成本可节约1 070×10~4元。     

LNG接收站蒸发气量计算方法

采用LNG接收站蒸发气量单元计算方法,将LNG接收站再冷凝工艺流程划分为储罐蒸发、管道吸热、储罐闪蒸、大气压变化、泵做功等11个基本流程单元,结合珠海LNG接收站一期的设计方案,进行了各个流程单元的蒸发气量计算。比较各个单元的蒸发气量计算结果,得出结论:卸料置换单元产生的蒸发气量和返回LNG船的蒸发气量较大,二者与LNG船的尺寸密切相关,是蒸发气量计算的关键参数;大气变化亦对蒸发气量产生较大影响,在设计过程中应充分考虑气候因素。该方法使LNG接收站设计考虑的因素更加全面,且站内与蒸发气量相关的所有设备和管路均可基于单个或组合单元的计算结果进行选型,因此亦使设计更加灵活高效。     

冬季ORV运行与维护

ORV是LNG接收站工艺中长期运行的关键设备之一,江苏冬季海水温度较低,为保证接收站安全平稳运行,资源合理利用,针对江苏LNG投产运行第一个冬季ORV的实际运行情况,介绍了ORV的基本结构和运行特点,讨论了冬季海水水温较低、海域潮差造成的海水流量波动等因素对ORV气化效率的影响.详细分析了海水温度与ORV本体结冰高度及LNG气化出口温度的变化关系.求证了ORV在江苏LNG接收站海水最低温度下的使用效率,有利于在今后的操作中,根据海水温度的变化合理调整工艺,使设备运行于最佳状态.     

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.     

浮式接收再气化装置关键系统比选及发展趋势北大核心

LNG浮式接收再气化装置(Floating Storage Regasification Unit,FSRU)具有审批流程简化、建设周期短、投资小、供气速度快等优势。基于此,对其关键系统的技术可获得性、设备可靠性、建造周期进行了分析,并且从可靠性、安全性、投资成本、运营成本、环境影响及建造周期等方面对浮式接收再气化方案进行了梳理。结果表明:卸料臂使用寿命长、运营成本低,建议浮式接收再气化装置采用卸料臂进行旁靠卸载;再气化系统可采用丙烷或乙二醇溶液作为中间介质进行换热,根据装置系泊港口的环境条件、环保要求、船体蒸汽系统负荷来确定使用。与FSRU相比,浮式接收装置(Floating Storage Unit,FSU)的再气化模块布置灵活,可以进行冷能利用,运营成本降低,可靠性与安全性更高,经济性更佳,是浮式接收再气化装置的发展新趋势。     

浮式接收再气化装置关键系统比选及发展趋势

LNG浮式接收再气化装置(Floating Storage Regasification Unit,FSRU)具有审批流程简化、建设周期短、投资小、供气速度快等优势。基于此,对其关键系统的技术可获得性、设备可靠性、建造周期进行了分析,并且从可靠性、安全性、投资成本、运营成本、环境影响及建造周期等方面对浮式接收再气化方案进行了梳理。结果表明:卸料臂使用寿命长、运营成本低,建议浮式接收再气化装置采用卸料臂进行旁靠卸载;再气化系统可采用丙烷或乙二醇溶液作为中间介质进行换热,根据装置系泊港口的环境条件、环保要求、船体蒸汽系统负荷来确定使用。与FSRU相比,浮式接收装置(Floating Storage Unit,FSU)的再气化模块布置灵活,可以进行冷能利用,运营成本降低,可靠性与安全性更高,经济性更佳,是浮式接收再气化装置的发展新趋势。     

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.     

唐山LNG接收站国产化开架式海水气化器投用成功

2014年10月17日,由中石油京唐液化天然气有限公司组织研发的国内首台国产化开架式海水气化器(ORV)在唐山LNG接收站顺利通过工业性试验并投料运行成功。ORV分别在40 t/h、80 t/h、120 t/h、160 t/h、180 t/h等进料负荷状态下试运行,各项性能指标均达到研发设计要求,一次投用成功,标志着国产首台ORV成功实现国产化。ORV是LNG接收站海水气化系统的核心设备,此前国内各LNG接收站均采用进口设备。京唐液化天然气有限公司按照国家     

山东LNG接收站船舶气试工艺改造方案比选

为了满足LNG船舶气试未来发展的需求,山东LNG接收站拟对现有工艺进行改造。设计了NG/惰化气体与NG/氮气置换两种气试工艺改造方案,对比分析结果表明:采用氮气作为船舱惰化干燥气体更合理,且相应的改造方案成本低、工程量小、可操作性强,不会影响接收站正常运行。依据改造后的工艺流程,以设计装载能力为14.7×104 m3的LNG船为例,通过借鉴国内其他接收站气试工艺,提出了山东LNG接收站气试过程中NG置换、LNG冷却与装载阶段相关工艺操作流程,同时证明了山东LNG接收站硬件设施可满足气试需求。该方法可为其他接收站的设计、建设和进行LNG船气试作业提供参考。     

影响流量分程控制器稳定性的因素

在工业生产中,经常通过流量分程控制测量、调节工艺参数,通过对给定对象的测量调节系统的压力和流量等参数,从而排除干扰,消除偏差,保证系统的稳定运行.随着天然气用量的增加,LNG接收站通过储存、气化、外输这一过程实现能源的充分利用,而LNG工艺系统控制的平稳性直接影响接收站的外输供气.通过对江苏LNG接收站流量分程控制回路运行情况进行观察和分析,总结了可能影响其稳定性的各种因素,提出了可行的优化方案.     

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.     

LNG卸料管道穿堤布置方案的设计

LNG接收站防波堤、海堤的堤顶需通行车辆,因此LNG卸料管道穿越防波堤、海堤是其设计的难点,同时LNG的低温特性使其不能采用顶管、埋地敷设等常规管道的穿越方案。借鉴美国、日本采用海底和地下涵洞连接码头和储罐工程的实践经验,提出LNG卸料管道"堤顶箱涵"过堤方案:通过在堤顶道路设置钢筋混凝土箱涵,使LNG卸料管道在同一标高内平顺通过海堤,箱涵两侧设置4%坡道,满足平交道路车辆通行要求。实例应用结果表明:该方案既不影响堤顶道路通行和堤身稳定,又能保证LNG接收站工艺管道的正常运行及检修。同时,通过核算海堤的防潮设计水位,"堤顶箱涵"不影响海堤的防潮功能,可为面临同类问题的LNG接收站管道穿堤设计提供参考。