CN102913755B - 一种可避免液化天然气储罐内液体分层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可避免液化天然气储罐内液体分层的方法，通过外界热传递使储罐内一部分液化天然气汽化，凸包内部和外部产生压力差，间歇性地将储罐底部的液化天然气压入凸包中，再从凸包喷出到储罐上部，从而混合储罐内液化天然气，避免储罐内产生液体分层，与传统的采用循环泵强制混合储罐内液化天然气的方法相比，该方法通过储罐内液化天然气从外部吸热后，凸包内、外液化天然气的不同汽化速度产生的气体压力差将储罐底部的液化天然气抽送到凸包内，将吸收的热能转化为混合时需要的机械能，另外该方法操作较为方便、可根据实际运行要求来选择自动运行或人工控制，具有较高的灵活性和安全性。

Description

一种可避免液化天然气储罐内液体分层的方法

技术领域

本发明涉及液化天然气的存储领域，尤其涉及一种可避免液化天然气储罐内液体分层的方法。

背景技术

液化天然气是天然气经过脱水、脱酸、脱重烃等净化工艺后，再通过多种手段降温液化得到的以甲烷为主要组分的混合物。在储存过程中，各组分的蒸发量比例会与初始时液化天然气不同，因而会引起液化天然气的组成和密度发生变化。从而导致长时间静置后产生分层现象。另外，当往液化天然气储罐补充液化天然气时，由于新注入的液化天然气与储罐内剩余的液化天然气密度不同也会产生分层现象。

当储罐内的液化天然气出现明显的分层现象时，由于上层液化天然气静压的抑制作用，使得外界传入的热量无法使下层的液化天然气及时蒸发，造成下层液化天然气处于过饱和状态。当储罐上层的液化天然气的密度大于下层液化天然气时，下层液化天然气突然上升，导致迅速蒸发，发生翻滚现象，引起储罐内压力突然增大，导致大量天然气排空，造成严重浪费，甚至破坏储罐的安全设施。国外发生的影响最大的两起由于翻滚而引发的事故：一是1971年意大利SNAM液化天然气储配站事故，造成近140t的液化天然气汽化放空；二是1993年英国燃气公司的一处液化天然气储配站的事故，造成150t的液化天然气损失。我国2005年长沙星沙液化天然气储配站泄漏事故也是由于球形储罐中液化天然气产生分层和翻滚而引发的。

针对这一技术问题目前尚未有比较有效的方法。例如采用循环泵强制混合储罐内液化天然气的方法虽然能够起到解决翻滚的作用，但也存在弊端：第一，该方法的实现条件是一旦发现储罐内液化天然气分层，立即启动循环泵。因为如果当储罐内液化天然气长时间分层时再启动循环泵可能会触发翻滚。这就需要有精确检测液化天然气分层的设备；第二，从安全上和操作上考虑，启动循环泵需要人工操作，由于液化天然气分层时间的不确定性，会给操作人员带来不便；第三，在循环泵工作过程中，管道内的液化天然气从外界吸热较多，会加速储罐内压力增大。

储罐内液体分层是产生翻滚的必要条件，因此，有必要提供一种可避免液化天然气储罐内液体分层的方法。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：提供一种可避免液化天然气储罐内液体分层的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种可避免液化天然气储罐内液体分层的方法，提供一装置，包括：液化天然气储罐、凸包、电磁阀、压力变送器、电磁阀控制装置、凸包进液管、进液单向阀、凸包出液管、出液单向阀和浮球，所述凸包呈漏斗形，所述凸包设置于液化天然气储罐内的上方，所述电磁阀安装于凸包顶部，所述压力变送器设有两个输入端及一个输出端，其中一个输入端与液化天然气储罐相连，另一个输入端与凸包相连，所述输出端与电磁阀控制装置相连，所述电磁阀控制装置与电磁阀相连接，所述进液单向阀设置于凸包进液管上，所述出液单向阀设置于凸包出液管上，所述浮球连接于凸包出液管的末端，所述浮球上开设有数个孔，电磁阀控制装置有自动和手动两种控制方式，首先往液化天然气储罐内充装液化天然气，然后采用手动控制方式将电磁阀打开，使液化天然气储罐内的液化天然气通入凸包内，充气结束后，凸包内、外气体压力相等，凸包内、外液面等高，然后，将电磁阀控制装置切换到自动控制方式，在自动控制方式下，电磁阀控制装置接收由压力变送器传送的表示凸包内、外气体压力差的电信号，并通过该电信号控制电磁阀的打开或关闭，当凸包内、外气体压力差小于设定值时，电磁阀关闭；当凸包内、外气体压力差大于设定值时，电磁阀打开，并且延时10-20分钟后重新接收电信号，该设定值范围为0.0025-0.005MPa，此时由于凸包内、外气体压力相同，电磁阀自动关闭，随着液化天然气储罐内液化天然气从储罐壁吸热，液化天然气储罐内的液化天然气逐渐汽化，由于储罐内液化天然气的对流效应，且凸包呈漏斗形，因此凸包外的液化天然气汽化量比凸包内的大，从而使凸包外气体压力高于凸包内气体压力，在凸包内、外压力差的作用下，液化天然气储罐底部的液化天然气通过凸包进液管进入凸包，凸包内液化天然气液面升高。当凸包内、外的气体压力差增大到设定值时，电磁阀打开，凸包内、外气体相通，凸包内、外压力相等，这时由于凸包内、外液面高度不同，凸包内液化天然气在重力作用下由凸包出液管经浮球上的孔向储罐上方喷出，接着凸包内、外液面等高，喷液结束，同时，在电磁阀打开10-20分钟后，电磁阀控制装置重新接收电信号，使电磁阀关闭，然后开始下一轮循环。

优选地，所述装置还包括增压管路，所述增压管路包括：增压汽化器、增压阀及管件，所述增压管路的一端与液化天然气储罐的上端相连，另一端与液化天然气储罐的下端相连，当需要提高混合频率时可以启动增压管路，先人工打开增压阀，让一部分液化天然气流出液化天然气储罐，进入增压汽化器，液态天然气吸热后，转变为气态，然后气态天然气经增压管路回到液化天然气储罐，迅速增大凸包外部的气压，与凸包内部产生压力差，从而使液化天然气储罐底部的液化天然气进入凸包，凸包内液化天然气液面上升。当凸包内、外压力差增大到设定值时，电磁阀自动打开，凸包内、外气体相通，内、外压力相等。这时由于凸包内、外液面高度不同，凸包内液化天然气在重力作用下由凸包出液管经浮球上的孔向储罐上方喷出，接着凸包内、外液面等高，喷液结束，同时，在电磁阀打开10-20分钟后，电磁阀控制装置重新接收电信号，使电磁阀关闭，然后开始下一轮循环。

本发明的有益效果：本发明通过外界热传递使一部分液化天然气汽化，凸包内部与外部产生压力差，间歇性地将储罐底部的液化天然气压入凸包内，再从凸包喷出到储罐上部，从而混合储罐内液化天然气，避免储罐内产生液体分层，该方法操作较为方便、可根据实际运行要求来选择自动运行或人工控制，具有较高的灵活性和安全性。

附图说明

图1为装置的结构示意图。

图1中：1、液化天然气储罐，2、凸包，3、电磁阀，4、压力变送器，5、电磁阀控制装置，6、凸包进液管，7、进液单向阀，8、凸包出液管，9、出液单向阀，10、浮球，11、孔，12、增压汽化器，13、增压阀，14、管件，15、出液直管，16、出液软管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，一种可避免液化天然气储罐内液体分层的方法，提供一装置，包括：液化天然气储罐1、凸包2、电磁阀3、压力变送器4、电磁阀控制装置5、凸包进液管6、进液单向阀7、凸包出液管8、出液单向阀9和浮球10，所述凸包2呈漏斗形，所述凸包2设置于液化天然气储罐1内的上方，所述电磁阀3安装于凸包2顶部，所述压力变送器4设有两个输入端及一个输出端，其中一个输入端与液化天然气储罐1相连，另一个输入端与凸包2相连，所述输出端与电磁阀控制装置5相连，所述电磁阀控制装置5与电磁阀3相连接，所述进液单向阀7设置于凸包进液管6上，所述出液单向阀9设置于凸包出液管8上，所述浮球10连接于凸包出液管8的末端，所述浮球10上开设有数个孔11，电磁阀控制装置5有自动和手动两种控制方式，首先往液化天然气储罐1内充装液化天然气，然后采用手动控制方式将电磁阀3打开，使液化天然气储罐1内的液化天然气通入凸包2内，充气结束后，凸包2内、外气体压力相等，凸包2内、外液面等高，然后，将电磁阀控制装置5切换到自动控制方式，在自动控制方式下，电磁阀控制装置5接收由压力变送器4传送的表示凸包2内、外气体压力差的电信号，并通过该电信号控制电磁阀3的打开或关闭，当凸包2内、外气体压力差小于设定值时，电磁阀3关闭；当凸包2内、外气体压力差大于设定值时，电磁阀3打开，并且延时10-20分钟后重新接收电信号，该设定值范围为0.0025-0.005MPa，此时由于凸包2内、外气体压力相同，电磁阀3自动关闭，随着液化天然气储罐1内液化天然气从储罐壁吸热，液化天然气储罐1内的液化天然气逐渐汽化，由于储罐1内液化天然气的对流效应，且凸包2呈漏斗形，因此凸包2外的液化天然气汽化量比凸包2内的大，从而使凸包2外气体压力高于凸包2内气体压力，在凸包2内、外压力差的作用下，液化天然气储罐1底部的液化天然气通过凸包进液管6进入凸包2，凸包2内液化天然气液面升高。当凸包2内、外的气体压力差增大到设定值时，电磁阀3打开，凸包2内、外气体相通，凸包2内、外压力相等，这时由于凸包2内、外液面高度不同，凸包2内液化天然气在重力作用下由凸包出液管8经浮球10上的孔11向储罐上方喷出，接着凸包2内、外液面等高，喷液结束，同时，在电磁阀3打开10-20分钟后，电磁阀控制装置5重新接收电信号，使电磁阀3关闭，然后开始下一轮循环。

所述装置还包括增压管路，所述增压管路包括：增压汽化器12、增压阀13及管件14，所述增压管路的一端与液化天然气储罐1的上端相连，另一端与液化天然气储罐1的下端相连，当需要提高混合频率时可以启动增压管路，先人工打开增压阀13，让一部分液化天然气流出液化天然气储罐1，进入增压汽化器12，液态天然气吸热后，转变为气态，然后气态天然气经增压管路回到液化天然气储罐1，迅速增大凸包2外部的气压，与凸包2内部产生压力差，从而使液化天然气储罐1底部的液化天然气进入凸包2，凸包2内液化天然气液面上升。当凸包2内、外压力差增大到设定值时，电磁阀3自动打开，凸包2内、外气体相通，内、外压力相等。这时由于凸包2内、外液面高度不同，凸包2内液化天然气在重力作用下由凸包出液管8经浮球10上的孔11向储罐上方喷出，接着凸包2内、外液面等高，喷液结束，同时，在电磁阀3打开10-20分钟后，电磁阀控制装置5重新接收电信号，使电磁阀关闭，然后开始下一轮循环。

本发明通过外界热传递使一部分储罐内的液化天然气汽化，凸包2内部与外部产生压力差，间歇性地将储罐底部的液化天然气压入凸包2内，再从凸包2喷出到储罐上部，从而混合储罐内液化天然气，避免储罐内产生液体分层，该方法操作较为方便、可根据实际运行要求来选择自动运行或人工控制，具有较高的灵活性和安全性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种可避免液化天然气储罐内液体分层的方法，其特征在于：提供一装置，包括：液化天然气储罐、凸包、电磁阀、压力变送器、电磁阀控制装置、凸包进液管、进液单向阀、凸包出液管、出液单向阀和浮球，所述凸包呈漏斗形，所述凸包设置于液化天然气储罐内的上方，所述电磁阀安装于凸包顶部，所述压力变送器设有两个输入端及一个输出端，其中一个输入端与液化天然气储罐相连，另一个输入端与凸包相连，所述输出端与电磁阀控制装置相连，所述电磁阀控制装置与电磁阀相连接，所述进液单向阀设置于凸包进液管上，所述出液单向阀设置于凸包出液管上，所述浮球连接于凸包出液管的末端，所述浮球上开设有数个孔，电磁阀控制装置有自动和手动两种控制方式，首先往液化天然气储罐内充装液化天然气，然后采用手动控制方式将电磁阀打开，使液化天然气储罐内的液化天然气通入凸包内，充气结束后，凸包内、外气体压力相等，凸包内、外液面等高，然后，将电磁阀控制装置切换到自动控制方式，在自动控制方式下，电磁阀控制装置接收由压力变送器传送的表示凸包内、外气体压力差的电信号，并通过该电信号控制电磁阀的打开或关闭，当凸包内、外气体压力差小于设定值时，电磁阀关闭；当凸包内、外气体压力差大于设定值时，电磁阀打开，并且延时10-20分钟后重新接收电信号，该设定值范围为0.0025-0.005 MPa，此时由于凸包内、外气体压力相同，电磁阀自动关闭，随着液化天然气储罐内液化天然气从储罐壁吸热，液化天然气储罐内的液化天然气逐渐汽化，由于储罐内液化天然气的对流效应，且凸包呈漏斗形，因此凸包外的液化天然气汽化量比凸包内的大，从而使凸包外气体压力高于凸包内气体压力，在凸包内、外压力差的作用下，液化天然气储罐底部的液化天然气通过凸包进液管进入凸包，凸包内液化天然气液面升高；当凸包内、外的气体压力差增大到设定值时，电磁阀打开，凸包内、外气体相通，凸包内、外压力相等，这时由于凸包内、外液面高度不同，凸包内液化天然气在重力作用下由凸包出液管经浮球上的孔向储罐上方喷出，接着凸包内、外液面等高，喷液结束，同时，在电磁阀打开10-20分钟后，电磁阀控制装置重新接收电信号，使电磁阀关闭，然后开始下一轮循环。

2.如权利要求1所述的一种可避免液化天然气储罐内液体分层的方法，其特征在于：所述可避免液化天然气储罐内液体分层的方法的装置还包括增压管路，所述增压管路包括：增压汽化器、增压阀及管件，所述增压管路的一端与液化天然气储罐的上端相连，另一端与液化天然气储罐的下端相连，当需要提高混合频率时启动增压管路，先人工打开增压阀，让一部分液化天然气流出液化天然气储罐，进入增压汽化器，液态天然气吸热后，转变为气态，然后气态天然气经增压管路回到液化天然气储罐，迅速增大凸包外部的气压，与凸包内部产生压力差，从而使液化天然气储罐底部的液化天然气进入凸包，凸包内液化天然气液面上升；当凸包内、外压力差增大到设定值时，电磁阀自动打开，凸包内、外气体相通，内、外压力相等，这时由于凸包内、外液面高度不同，凸包内液化天然气在重力作用下由凸包出液管经浮球上的孔向储罐上方喷出，接着凸包内、外液面等高，喷液结束，同时，在电磁阀打开10-20分钟后，电磁阀控制装置重新接收电信号，使电磁阀关闭，然后开始下一轮循环。

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