承德市建投天然气有限责任公司067000
摘要:LNG汽车突出的环保性和经济性使其近年得以大力推广,据统计,截止2016年,全国已运营的LNG加气站已达到2460座。LNG加气站投产初期,由于各种原因会到导致大量气损,有的甚至高达70%,气损程度已成为影响LNG加气站经济效益的一个重要因素,本文结合自身工作经验并参考相关文献资料,对气损原因进行简要分析并提出解决建议。
关键词:LNG加气站;气损;管道;措施
LNG加气站气损的形成是多方面的,原因的形成会涉及到设计、制造、施工、运营的各个环节,简要分析如下。
一、设计阶段
1、总图方案设计不合理。在LNG加气站施工图设计阶段,设计单位会综合占地面积、场地形状、行车路线等因素进行总图方案布置,更多的是考虑国家规范、行业要求和美观性,往往忽视其实用性和经济性,储罐、泵撬、加气机位置摆放和间距虽然满足规范要求,但不够合理,运营过程中会产生大量的BOG。
2、工艺设计不合理。工艺设计存在管线长、弯头多、法兰或阀门多等情况,导致LNG流动过程中阻力变大,热量增多。
3、设计中管道和绝热材料选择不合理。
二、设备采购阶段
1、我们目前所使用的LNG储罐、LNG真空管道在现有的生产工艺条件下无法达到绝对的真空,使用过程中随着设备内外部热量交换及真空度的不断下降,设备内部均会产生BOG,加之各生产厂家制造工艺及质量参差不齐,采购的设备可能出现真空度保持时间短或泄漏率不稳定情况;
2、加气机采购时未明确其品牌,使用中质量流量计精度低、零漂严重。
三、施工阶段
1、真空管道和保冷材料在运输和施工过程中未得到有效防护,出现磕碰、损坏的情况;
2、真空管道和保冷材料施工环境和施工质量不达标;
3、施工不严谨,导致管道内存在水汽和杂质。
四、运营阶段
1、加气站投运初期,加气车辆少,导致LNG储存时间长,加气间隔长,管道内LNG滞留时间长,吸热多,下一次加液时,这部分热量回流至储罐,造成储罐压力升高快进行BOG排放。
2、LNG槽车卸液后通常剩余0.4MPa-0.6MPa余压,司机为下次充液做准备,会将车内余液排放(放散至低于0.05MPa),形成气损。
3、操作人员技术水平参差不齐,加液及卸车前后操作不当,会导致储罐压力高而进行安全阀起跳从而造成气损。
4、LNG槽车卸车前称重监管不严,司机使用违规手段影响卸车数据,给加气站造成气量损失。
针对上述气损形成的原因,提出对应的解决建议如下。
一、设计阶段
1、建设单位对设计图纸要进行严格把关,尤其总图作为设计文件的核心,更要做到反复推敲选择最优方案,建议LNG储罐至潜液泵管口不超过3米,潜液泵管口至加气机不超过30米,条件允许的情况下进一步缩短上述间距,以减少间断加气管线预冷造成气体损失及能量损失。
2、工艺设计时保证潜液泵的进液压差,控制设备标高,储罐出口与潜液泵进液口的高差不小于1.2米,1.5米为宜。合理布置管道走向,储罐与潜液泵之间应保证潜液泵进液管设置一定的坡度,潜液泵池和加液机到储罐的回气管线,禁止上翻下翻,避免形成低洼处,造成回气不畅。
3、合理选择保冷形式,除泵撬内管线以外现场安装的管线保冷,根据运行经验,真空管道制造质量难以保证,使用寿命低,不仅成本和后期维护费用高,不适用于LNG加气站,建议使用PIR材料,价格低,保冷效果好。
二、设备采购阶段
选择信誉度高、产品质量好的真空储罐及真空管道制造厂家,全方位了解产品性能,择优购置。设备使用期间定期检验设备真空度,不合格时及时处理,使设备处于最佳工作状态。
加气机中流量计也是值得探讨的问题,若采用艾默生质量流量计还是无法避免反复的预冷,产生一定量的BOG,建议选择德国FC3000文丘里管流量计,可以有效避免预冷,不会产生BOG。
三、施工阶段
对施工过程要严格把关,尤其是真空管道焊接及保冷材料施工过程及隐蔽性工程要重点监管,设备和材料运输及存放过程中要做好防护。
四、运营阶段
1、LNG加气站运营期间储罐、卸车、加气等环节都会有BOG产生,每日最高可达储气总量的10%,大量BOG如直接进行放散不仅存在环境危害,更对企业造成巨大的经济损失,所以,应在设计阶段通过经济性分析选择BOG的处理方式。
储气设备漏热及各种操作引起BOG的产生,为了生产安全,BOG达到一定量后必须采取相应措施进行处理,目前有以下几种处理方式:
(1)通过站内放空管道放散。由于放散的损耗和环境影响大,适用于环境影响范围小且周转率高的LNG加气站。
(2)将BOG气化后经调压计量输入城市管网。需要增加加热器和调压计量撬,适用于附近有城市中压管网或LNG加气站与储配站合建的站场,虽然前期需要投入一部分资金,但长远经济效果理想。
(3)将BOG通过压缩转换成CNG输出。适用于附近没有城市燃气管网和燃气需求的LNG/L-CNG合建站。
(4)将BOG通过再液化装置转换成LNG输出。再液化工艺前期投资大,运转耗电和维护费用较高,适用于市场稳定、BOG生成量大的LNG加气站。
2、加气站在制定操作规程时不能一蹴而就,要通过实践不断优化细节,减少各操作环节气损的产生,同时加强人员培训,提高操作人员的技能水平;外部要加强LNG槽车称重环节监管力度,避免槽车司机通过称重前后加减水箱水量、撬磅、压磅、装卸备胎等手段给加气站造成气量损失。
综上所述,建设单位首先要严把设计关口,尽可能优化设计方案和工艺,重视设备采购环节,加强施工管理,提高站场操作人员综合技能和责任心,通过上述手段可有效降低LNG加气站的气损,减少经济损失,增加企业的经济效益。