刘畅
中石油京唐液化天然气有限公司 河北省唐山市曹妃甸工业区 063200
摘要：LNG接收站的最小外输工况是由接收站的BOG蒸发量与BOG压缩机在一定负荷下的处理量决定的，而接收站增加新的LNG储罐与新设备后，整体BOG蒸发量会随之提升，设备检修以及接收LNG船舶的情况也会增加大量的BOG，若无法提升BOG压缩机负荷或BOG压缩机处于维修状态，则处理过量的BOG只能排空或放空至火炬，所以需要采取减少备用设备减少保冷量等措施来处理或减少过量的BOG，保证接收站的稳定运行。（LNG：liquefied natural gas BOG：boiled off gas）
关键词：最小外输工况、过量BOG处理
LNG接收站在日常的生产运行中，由于卸船工况、环境温度、大气压变化等外界能量的输入，站内会产生大量的BOG，为维持接收站LNG储罐压力稳定，需对过量BOG进行处理及回收，其中最小外输工况就是通过BOG压缩机在一定负荷工况下恰好可以保持LNG储罐压力稳定的极限要求，而LNG接收站后期建设增加新LNG储罐和新设备会增加新的BOG产生，这样会加大BOG压缩机的处理负担，若增加BOG压缩机的负荷或启动新的BOG压缩机对过量的BOG进行压缩处理，势必会增加整体的外输量。频繁的启停BOG压缩机或调整BOG压缩机的负荷并不是一个稳定的运行方式，因此需要对LNG接收站产生的过量BOG进行分析，才可以对应的在最小外输情况变化较小的工况下，对过量的BOG进行处理。
一、LNG接收站BOG的产生
LNG接收站所有与LNG有直接接触的设备与管道，均会在运行过程中产生BOG，运行的设备发热量大、产生的BOG多，备用状态的设备由于外界温度的作用需要进行保冷，会产生较少的BOG，因此可以通过接收站的外输工况来减少备用的设备来降低BOG的产生。
以京唐LNG接收站为例,接收站产生BOG的主要来源如下：
1、LNG储罐的蒸发量是接收站日常运行中主要的BOG来源，目前国内已建成投产的LNG接收站全部采用地上全包容式混凝土顶储罐，LNG在储罐中的蒸发率为0.03%，京唐LNG接收站拥有四座LNG储罐，产生BOG量较大。
2、LNG接收站在接卸LNG船舶的工况下，不同密度的LNG进入LNG储罐，会产生大量的BOG，即使船方需要一些BOG返气补充气相空间压力，依旧会让储罐压力大幅度上涨。
3、京唐LNG接收站的卸船码头离岸约两公里，为保持卸船总管一直处于备用的冷态状态，需对其进行较大量LNG的保冷循环，由于管道较长，保冷用的LNG会带回较多的外界能量，返回LNG储罐由于压差以及吸收外界热量导致温度上升，会产生较多的BOG。
4、低压泵与高压泵的运行会产生热量，产生的BOG会回收至BOG系统总管。
5、LNG气化器停机后需对入口出口管线进行泄压，气化器的工作压力较高（6-8MPaG），且入口管线为液态LNG，停机后对其入口管线进行泄压时会产生大量BOG。
6、低温泵在备用状态依旧需对其进行保冷，而设备本体与管线由于外界换热会产生BOG。
7、LNG接收站对设备进行维护维修时，常常使用氮气对设备进行吹扫惰化，吹扫之后的氮气与BOG的混合气体通常会排往BOG总管进行回收，根据设备吹扫状况的不同，回收的多余混合气体量会有所不同，其中高压泵与压缩机的吹扫置换产生的气体量较大。
8、京唐LNG接收站有槽车装车站，备用时需要对装车撬以及装车管线进行保冷处理，会产生较少的BOG。
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9、京唐LNG接收站有冷能利用的工艺，当冷能利用工程停工时，需对接收站去冷能利用管线进行保冷，由于冷能利用工程工作压力较高（6-8MPaG），保冷回流的LNG通过高压排净管线返回储罐时由于压差极大会产生严重的闪蒸，同时高压排净管线并无保冷措施，循环的LNG会带回大量的外界热量。
10、低压输出总管与高压输出总管的末端有两根1寸管线进行保冷循环，对整体系统BOG的产生影响较小。
11、LNG接收站的排净罐由于不同工况产生的积液需要定期排净，产生较少BOG。
12、生产运行过程中，设备跳车与设备维修维护会对工况产生改变，影响BOG的处理。
二、应对措施
以京唐LNG接收站为例，为保证最小外输工况的稳定，对LNG接收站产生的过量BOG可以采用以下处理措施：
1、降低码头保冷循环的保冷量，经不同的码头保冷循环流量测试，110t/h的流量即可保证整个卸料管线处于-145℃以下的冷态，通过调节LNG储罐的上/下进料阀门旁路管线，可以有效控制LNG储罐气相空间的温度，即控制返回LNG储罐的LNG闪蒸量。
2、夏季最小外输工况下，需要运行的设备较少，可将计划不投用的低温泵隔离出来，可有效减少设备保冷产生的BOG，待冬季保供期重新预冷投用。
3、气化器停用之前，可以按照设计文件关闭入口阀门运转10分钟之后停车，将气化器内部残留的LNG气化，尽可能减少高压LNG的排净量。
4、低温泵切换时，两台低温泵均需要进行一段时间的回流状态，回流的LNG返回储罐会产生闪蒸，产生BOG量极大，需尽量避免设备切换，根据不同设备的运行状态合理安排切换时间。
5、当设备进行检修或隔离吹扫时，初期置换的BOG与氮气混合气体可以选择返回BOG总管进行回收，后期BOG含量较低时，可以将主要成分为氮气的混合气体排放至火炬放空管线，避免大量的氮气进入BOG系统。
6、槽车装车站可以降低每个装车撬的保冷量，并在备用工况下降低保冷循环管线的压力来减少保冷量，可减少BOG的产生。
7、冷能利用工程在停车状态时，可以降低其保冷量，由于冷能利用工程工作压力较高（6-8MPaG），减少保冷LNG的闪蒸对降低整体BOG量有很大的作用。
8、通过调整低压输出总管与高压输出总管末端的保冷管线阀门的开度可以减少其保冷量，对整体BOG产量的影响较小。
9、通过降低BOG压缩机出口的压力，在高压泵入口温度的饱和蒸汽压差处于较安全的工况下，可以稍微增加BOG压缩机的处理能力。
10、可以在工艺流程中新增设备高压压缩机来处理过量BOG。
三、结论
LNG接收站在夏季需长期保持最小外输工况，而大量闲置的设备以及不必要的保冷量会产生大量的BOG，基于节能降耗的生产要求，需要对产生多余BOG的各设备与管道进行一一处理，即使接收站增加了新储罐与新设备，也可以将外输量保持一个非常低的状态，降低生产成本，提高生产效率。
综上所述，针对京唐LNG接收站的最小外输工况下的过量BOG来源进行了分析，提出了有效的解决方案，对其他LNG接收站最小外输工况平稳运行可作为参考。
参考文献：
[1] 顾安忠. 液化天然气技术手册[M]. 北京：机械工业出版社，2010：498-502.
[2] 顾安忠. 液化天然气技术[M]. 北京：机械工业出版社，2004：1-18.
[3] 金光，李亚军. LNG 接收站蒸发气处理工艺[J]. 低温工程，2011（1）：51-56.
论文作者:刘畅
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/15
标签：接收站论文; 工况论文; 管线论文; 设备论文; 储罐论文; 压缩机论文; 总管论文; 《防护工程》2018年第11期论文;