CN104565806A - 小型船用lng加注方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船用LNG加注方法，包括如下步骤：步骤一、管道预冷：露点检测，然后使BOG进入BOG储气罐或立柱放散管道去放空；步骤二、对外加注：打开LNG进液阀、第二液相加注臂球阀、受注船进液阀、受注船回气阀、第二气相加注臂球阀和BOG储罐回气阀进行LNG加注；步骤三、残液回收：打开BOG吹扫阀和第三液相加注臂球阀，将输送加注臂顶部管道的第一输送支管和三维接头内的残余LNG压入受注船罐，将输送加注臂顶部管道的第二输送支管和立柱内的残余LNG压入LNG储罐，完成残液回收。本发明能够实现对BOG气体和LNG残液的回收利用、节能减排、满足国家低碳环保的要求，可广泛应用于船舶能源运输领域。
Description
技术领域
本发明涉及船舶能源运输领域，具体地指一种小型船用LNG(Liquefied Natural Gas，液化天然气)加注方法。
背景技术
LNG加注臂在加注完毕后，管道中残余大量的LNG液体和BOG(Boil Off Gas，蒸发天然气)气体。目前，国内外的通用处理方式是直接将其排空，这对加注频率低、单次加注量大的大型船舶是可以接受的。但对于加注频率高、单次加注量小的小型船舶而言，其残液量占单次加注总量比例高，直接排空会造成严重的资源浪费和环境污染。为避免这一问题，需研究残余LNG液体和BOG气体的回收工艺，以提高加注经济性，填补国内外该技术领域空白。因此，针对小型船用加注臂管道内残余BOG气体和LNG残液，设计一套回收工艺流程，使其具有最大化回收加注臂内残液的能力，以实现对BOG气体和LNG残液的回收利用，节能减排，满足国家低碳环保要求。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种能够实现对BOG气体和LNG残液的回收利用、节能减排、满足国家低碳环保要求的小型船用LNG加注方法。
为实现上述目的，本发明所设计的一种船用LNG加注方法，包括如下步骤：步骤一、管道预冷：确认第一液相加注臂球阀、输送加注臂放空阀、第二液相加注臂球阀、LNG进液阀、支管惰性气体吹扫阀和BOG吹扫阀为关闭状态，将输送加注臂放空阀与露点检测仪连接，缓慢打开主管惰性气体吹扫阀引入惰性气体，打开露点检测仪控制阀，惰性气体流量控制在2.7～3.3L/min，当露点检测仪温度小于等于-20℃时，即判定露点检测合格，然后将小型船用LNG加注臂与受注船罐连接，并将输送加注臂的输送加注臂放空阀与回气加注臂的回气加注臂放空阀连接，即在输送加注臂和回气加注臂之间形成回路，然后依次打开BOG吹扫阀、输送加注臂放空阀、回气加注臂放空阀和第一气相加注臂球阀，以使BOG依次经过输送加注臂、输送加注臂放空阀、回气加注臂放空阀、回气加注臂和第一气相加注臂球阀进入BOG储气罐或立柱放散管道去放空；步骤二、对外加注：管道预冷结束后，依次关闭BOG吹扫阀、输送加注臂放空阀、回气加注臂放空阀和第一气相加注臂球阀，然后依次打开LNG进液阀、第二液相加注臂球阀、受注船进液阀、受注船回气阀、第二气相加注臂球阀和BOG储罐回气阀进行LNG加注；步骤三、残液回收：加注结束后，保持输送加注臂上的LNG进液阀和受注船进液阀开启，打开BOG吹扫阀和第三液相加注臂球阀，BOG经过第三液相加注臂球阀和单向阀进入输送加注臂顶部管道，将输送加注臂顶部管道的第一输送支管和三维接头内的残余LNG压入受注船罐，同时将输送加注臂顶部管道的第二输送支管和立柱内的残余LNG压入LNG储罐，完成输送加注臂的残液回收。
作为优选方案，还包括步骤四、BOG回收：残液回收结束后，依次关闭BOG吹扫阀、LNG进液阀、受注船进液阀、受注船回气阀和BOG储罐回气阀，然后打开第一液相加注臂球阀和第一气相加注臂球阀将BOG引入BOG储气罐，当输送加注臂和回气加注臂内BOG压力降至BOG储气罐压力时，剩余BOG通过输送加注臂和回气加注臂的立柱放散管道去放空，放空结束后，输送加注臂和回气加注臂管道内的介质压力为一个大气压(绝压)。
进一步地，还包括步骤五、惰化处理：将小型船用LNG加注臂与受注船舶维修靠板对接，同时连接输送加注臂的输送加注臂放空阀与回气加注臂的回气加注臂放空阀形成回路，依次打开主管惰性气体吹扫阀、输送加注臂放空阀、回气加注臂放空阀和第一气相加注臂球阀，惰性气体通过输送加注臂和回气加注臂，再通过回气加注臂的立柱放散管道去放空。
再进一步地，所述步骤一中，通过低温软管将输送加注臂的输送加注臂放空阀与回气加注臂的回气加注臂放空阀连接；所述步骤五中，通过低温软管同时连接输送加注臂的输送加注臂放空阀与回气加注臂的回气加注臂放空阀，以形成回路，惰性气体通过输送加注臂、低温软管和回气加注臂。
还进一步地，所述步骤一、管道预冷之前还包括管道吹扫步骤，所述管道吹扫步骤具体过程如下：确认第一液相加注臂球阀、输送加注臂放空阀、第二液相加注臂球阀、LNG进液阀、支管惰性气体吹扫阀和BOG吹扫阀为关闭状态，打开主管惰性气体吹扫阀引入惰性气体，吹扫压力为0.5～0.7MPa，吹扫速度不得小于20m/s，采用爆破法对小型船用LNG加注臂管道进行清理，直至爆破气体中无尘土及其它杂质，即吹扫合格。
更进一步地，所述管道吹扫步骤中，所述爆破法即利用输送加注臂放空阀重复开闭对小型船用LNG加注臂管道进行清理；所述吹扫合格即或者目测无灰尘、杂质排出，或者在吹扫气体出口处设置白布或涂有白漆的扁钢靶板检验时爆破气体中无尘土及其它杂质。
更进一步地，所述步骤一中，若小型船用LNG加注臂管道内为纯BOG，依次打开BOG吹扫阀、输送加注臂放空阀、回气加注臂放空阀和第一气相加注臂球阀，以使BOG依次经过输送加注臂、输送加注臂放空阀、回气加注臂放空阀、回气加注臂和第一气相加注臂球阀进入BOG储气罐。
更进一步地，所述管道吹扫步骤、管道预冷步骤和惰化处理步骤中，所述惰性气体为氮气或压缩空气。
更进一步地，所述步骤一中，惰性气体流量控制在3L/min。
更进一步地，所述步骤四中，放空结束后，输送加注臂和回气加注臂管道内的介质压力为0.1MPa(绝压)。
本发明的工作原理是这样的：管道吹扫步骤：在小型船用LNG加注臂正式投入使用前，或者长期没有使用，再次投入使用前，以压缩空气或者氮气为使用介质，对小型船用LNG加注臂管道内的残留杂物、多余物进行清理，保证小型船用LNG加注臂管道内清洁干净。
管道预冷步骤：吹扫完毕后，关闭输送加注臂放空阀，将其与露点检测仪连接，缓慢打开主管惰性气体吹扫阀引入氮气或压缩空气，打开露点检测仪控制阀，氮气或压缩空气流量控制在3L/min为宜，此时小型船用LNG加注臂管道空气中的水分由氮气或压缩空气通过露点检测仪带出，当露点检测仪温度小于等于-20℃时，即露点检测合格。小型船用LNG加注臂在加注之前使用BOG进行降温，避免直接LNG加注对小型船用LNG加注臂工艺管道产生的剧烈的冷负荷冲击。
对外加注步骤：LNG从输送加注臂进入受注船罐的同时，受注船罐中的BOG通过回气加注臂进入BOG储罐中，保证了受注船罐与LNG储罐的气相平衡。
残液回收步骤：将输送加注臂内残余的LNG压入受注船罐和LNG储罐。
BOG回收步骤：使输送加注臂和回气加注臂内的BOG逐渐进入BOG储气罐中，实现输送加注臂、回气加注臂和BOG储气罐的气相平衡。
惰化处理：小型船用LNG加注臂在长时间不使用时需要进行惰化处理，即用氮气或压缩空气置换小型船用LNG加注臂内的BOG，以提高安全性。
综上所述，本发明的优点在于：与现有技术相比，本发明工艺简单、操作方便、安全可靠，独具残气残液高效回收功能，是一种新颖的、特别针对小型船用LNG加注臂的对外加注工艺。
附图说明
图1为本发明船用LNG加注方法的流程示意图；
图2为本发明船用LNG加注方法所涉及的输送加注臂及随附设备的结构示意图；
图3为本发明船用LNG加注方法所涉及的回气加注臂及随附设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
参见图1至图3，本发明船用LNG加注方法，包括如下步骤：
步骤一、管道吹扫：在小型船用LNG加注臂正式投入使用前，或者长期没有使用，再次投入使用前，以压缩空气或者氮气为使用介质，对小型船用LNG加注臂管道内的残留杂物、多余物进行清理，保证小型船用LNG加注臂管道内清洁干净。具体操作为：确认第一液相加注臂球阀1、输送加注臂放空阀2、第二液相加注臂球阀3、LNG进液阀4、支管惰性气体吹扫阀5和BOG吹扫阀6为关闭状态，打开主管惰性气体吹扫阀7引入惰性气体，所述惰性气体为氮气或压缩空气，吹扫压力为0.5～0.7MPa，在最优实施例中，吹扫压力为0.6MPa，吹扫速度不得小于20m/s，采用爆破法即利用输送加注臂放空阀2重复开闭对小型船用LNG加注臂管道进行清理，直至爆破气体中无尘土及其它杂质，即吹扫合格，所述吹扫合格即或者目测无灰尘、杂质排出，或者在吹扫气体出口处设置白布或涂有白漆的扁钢靶板检验时爆破气体中无尘土及其它杂质；
步骤二、管道预冷：吹扫完毕后，关闭输送加注臂放空阀2，将其与露点检测仪连接，缓慢打开主管惰性气体吹扫阀7引入氮气或压缩空气，打开露点检测仪控制阀，氮气或压缩空气流量控制在3L/min为宜，此时小型船用LNG加注臂管道空气中的水分由氮气或压缩空气通过露点检测仪带出，当露点检测仪温度小于等于-20℃时，即露点检测合格。小型船用LNG加注臂在加注之前使用BOG进行降温，避免直接LNG加注对小型船用LNG加注臂工艺管道产生的剧烈的冷负荷冲击。具体操作为：确认第一液相加注臂球阀1、输送加注臂放空阀2、第二液相加注臂球阀3、LNG进液阀4、支管惰性气体吹扫阀5和BOG吹扫阀6为关闭状态，将输送加注臂放空阀2与露点检测仪(图中未示出)连接，缓慢打开主管惰性气体吹扫阀7引入惰性气体，所述惰性气体为氮气或压缩空气，打开露点检测仪控制阀，惰性气体流量控制在2.7～3.3L/min，在最优实施例中，惰性气体流量控制在3L/min，当露点检测仪温度小于等于-20℃时，即判定露点检测合格，然后将小型船用LNG加注臂与受注船罐8连接，并通过低温软管(图中未示出)将输送加注臂9的输送加注臂放空阀2与回气加注臂10的回气加注臂放空阀11连接，这样可以通过低温软管在输送加注臂9与回气加注臂10之间建立内部循环，不必受限于受注船循环管路，即在输送加注臂9和回气加注臂10之间形成回路，然后依次打开BOG吹扫阀6、输送加注臂放空阀2、回气加注臂放空阀11和第一气相加注臂球阀12，以使BOG依次经过输送加注臂9、输送加注臂放空阀2、回气加注臂放空阀11、回气加注臂10和第一气相加注臂球阀12进入BOG储气罐或立柱放散管道去放空，若小型船用LNG加注臂管道内为纯BOG，使BOG经过回气加注臂10和第一气相加注臂球阀12进入BOG储气罐；
步骤三、对外加注：LNG从输送加注臂9进入受注船罐8的同时，受注船罐8中的BOG通过回气加注臂10进入BOG储罐中，保证了受注船罐8与LNG储罐的气相平衡。具体操作为：管道预冷结束后，依次关闭BOG吹扫阀6、输送加注臂放空阀2、回气加注臂放空阀11和第一气相加注臂球阀12，然后依次打开LNG进液阀4、第二液相加注臂球阀3、受注船进液阀13、受注船回气阀14、第二气相加注臂球阀15和BOG储罐回气阀16进行LNG加注；
步骤四、残液回收：将输送加注臂9内残余的LNG压入受注船罐8和LNG储罐。具体操作为：加注结束后，保持输送加注臂9上的LNG进液阀4和受注船进液阀13开启，打开BOG吹扫阀6和第三液相加注臂球阀17，BOG经过第三液相加注臂球阀17和单向阀18进入输送加注臂9顶部管道，将输送加注臂9顶部管道的第一输送支管19和三维接头内的残余LNG压入受注船罐8，同时将输送加注臂9顶部管道的第二输送支管20和立柱内的残余LNG压入LNG储罐，完成输送加注臂9的残液回收；
步骤五、BOG回收：使输送加注臂9和回气加注臂10内的BOG逐渐进入BOG储气罐中，实现输送加注臂9、回气加注臂10和BOG储气罐的气相平衡。具体操作为：残液回收结束后，依次关闭BOG吹扫阀6、LNG进液阀4、受注船进液阀13、受注船回气阀14和BOG储罐回气阀16，然后打开第一液相加注臂球阀1和第一气相加注臂球阀12将BOG引入BOG储气罐，当输送加注臂9和回气加注臂10内BOG压力降至BOG储气罐压力时，剩余BOG通过输送加注臂9和回气加注臂10的立柱放散管道去放空，放空结束后，输送加注臂9和回气加注臂10管道内的介质压力为0.1MPa(即绝压为一个大气压)；
步骤六、惰化处理：小型船用LNG加注臂在长时间不使用时需要进行惰化处理，即用氮气或压缩空气置换小型船用LNG加注臂内的BOG，以提高安全性。具体操作为：将小型船用LNG加注臂与受注船舶维修靠板对接，通过低温软管同时连接输送加注臂9的输送加注臂放空阀2与回气加注臂10的回气加注臂放空阀11形成回路，依次打开主管惰性气体吹扫阀7、输送加注臂放空阀2、回气加注臂放空阀11和第一气相加注臂球阀12，惰性气体通过输送加注臂9、低温软管和回气加注臂10，再通过回气加注臂10的立柱放散管道去放空，所述惰性气体为氮气或压缩空气。
Claims (10)
1.一种船用LNG加注方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、管道预冷：确认第一液相加注臂球阀(1)、输送加注臂放空阀(2)、第二液相加注臂球阀(3)、LNG进液阀(4)、支管惰性气体吹扫阀(5)和BOG吹扫阀(6)为关闭状态，将输送加注臂放空阀(2)与露点检测仪连接，缓慢打开主管惰性气体吹扫阀(7)引入惰性气体，打开露点检测仪控制阀，惰性气体流量控制在2.7～3.3L/min，当露点检测仪温度小于等于-20℃时，即判定露点检测合格，然后将小型船用LNG加注臂与受注船罐(8)连接，并将输送加注臂(9)的输送加注臂放空阀(2)与回气加注臂(10)的回气加注臂放空阀(11)连接，即在输送加注臂(9)和回气加注臂(10)之间形成回路，然后依次打开BOG吹扫阀(6)、输送加注臂放空阀(2)、回气加注臂放空阀(11)和第一气相加注臂球阀(12)，以使BOG依次经过输送加注臂(9)、输送加注臂放空阀(2)、回气加注臂放空阀(11)、回气加注臂(10)和第一气相加注臂球阀(12)进入BOG储气罐或立柱放散管道去放空；
步骤二、对外加注：管道预冷结束后，依次关闭BOG吹扫阀(6)、输送加注臂放空阀(2)、回气加注臂放空阀(11)和第一气相加注臂球阀(12)，然后依次打开LNG进液阀(4)、第二液相加注臂球阀(3)、受注船进液阀(13)、受注船回气阀(14)、第二气相加注臂球阀(15)和BOG储罐回气阀(16)进行LNG加注；
步骤三、残液回收：加注结束后，保持输送加注臂(9)上的LNG进液阀(4)和受注船进液阀(13)开启，打开BOG吹扫阀(6)和第三液相加注臂球阀(17)，BOG经过第三液相加注臂球阀(17)和单向阀(18)进入输送加注臂(9)顶部管道，将输送加注臂(9)顶部管道的第一输送支管(19)和三维接头内的残余LNG压入受注船罐(8)，同时将输送加注臂(9)顶部管道的第二输送支管(20)和立柱内的残余LNG压入LNG储罐，完成输送加注臂(9)的残液回收。
2.根据权利要求1所述的船用LNG加注方法，其特征在于：还包括步骤四、BOG回收：残液回收结束后，依次关闭BOG吹扫阀(6)、LNG进液阀(4)、受注船进液阀(13)、受注船回气阀(14)和BOG储罐回气阀(16)，然后打开第一液相加注臂球阀(1)和第一气相加注臂球阀(12)将BOG引入BOG储气罐，当输送加注臂(9)和回气加注臂(10)内BOG压力降至BOG储气罐压力时，剩余BOG通过输送加注臂(9)和回气加注臂(10)的立柱放散管道去放空，放空结束后，输送加注臂(9)和回气加注臂(10)管道内的介质压力为一个大气压。
3.根据权利要求2所述的船用LNG加注方法，其特征在于：还包括步骤五、惰化处理：将小型船用LNG加注臂与受注船舶维修靠板对接，同时连接输送加注臂(9)的输送加注臂放空阀(2)与回气加注臂(10)的回气加注臂放空阀(11)形成回路，依次打开主管惰性气体吹扫阀(7)、输送加注臂放空阀(2)、回气加注臂放空阀(11)和第一气相加注臂球阀(12)，惰性气体通过输送加注臂(9)和回气加注臂(10)，再通过回气加注臂(10)的立柱放散管道去放空。
4.根据权利要求3所述的船用LNG加注方法，其特征在于：所述步骤一中，通过低温软管将输送加注臂(9)的输送加注臂放空阀(2)与回气加注臂(10)的回气加注臂放空阀(11)连接；所述步骤五中，通过低温软管同时连接输送加注臂(9)的输送加注臂放空阀(2)与回气加注臂(10)的回气加注臂放空阀(11)，以形成回路，惰性气体通过输送加注臂(9)、低温软管和回气加注臂(10)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的船用LNG加注方法，其特征在于：所述步骤一、管道预冷之前还包括管道吹扫步骤，所述管道吹扫步骤具体过程如下：确认第一液相加注臂球阀(1)、输送加注臂放空阀(2)、第二液相加注臂球阀(3)、LNG进液阀(4)、支管惰性气体吹扫阀(5)和BOG吹扫阀(6)为关闭状态，打开主管惰性气体吹扫阀(7)引入惰性气体，吹扫压力为0.5～0.7MPa，吹扫速度不得小于20m/s，采用爆破法对小型船用LNG加注臂管道进行清理，直至爆破气体中无尘土及其它杂质，即吹扫合格。
6.根据权利要求5所述的船用LNG加注方法，其特征在于：所述管道吹扫步骤中，所述爆破法即利用输送加注臂放空阀(2)重复开闭对小型船用LNG加注臂管道进行清理；所述吹扫合格即或者目测无灰尘、杂质排出，或者在吹扫气体出口处设置白布或涂有白漆的扁钢靶板检验时爆破气体中无尘土及其它杂质。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的船用LNG加注方法，其特征在于：所述步骤一中，若小型船用LNG加注臂管道内为纯BOG，依次打开BOG吹扫阀(6)、输送加注臂放空阀(2)、回气加注臂放空阀(11)和第一气相加注臂球阀(12)，以使BOG依次经过输送加注臂(9)、输送加注臂放空阀(2)、回气加注臂放空阀(11)、回气加注臂(10)和第一气相加注臂球阀(12)进入BOG储气罐。
8.根据权利要求5所述的船用LNG加注方法，其特征在于：所述管道吹扫步骤、管道预冷步骤和惰化处理步骤中，所述惰性气体为氮气或压缩空气。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的船用LNG加注方法，其特征在于：所述步骤一中，惰性气体流量控制在3L/min。
10.根据权利要求2至4中任一项所述的船用LNG加注方法，其特征在于：所述步骤四中，放空结束后，输送加注臂(9)和回气加注臂(10)管道内的介质压力为0.1MPa。
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