CN108036194A - 用于二期槽车系统的低压lng总管充装前预冷工艺 - Google Patents

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刘松
张豪
赵来
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Abstract

一种用于二期槽车系统的低压LNG总管充装前预冷工艺，它包括多个二期装车撬、低压LNG总管、LNG排放管、氮气输出口及旁路管道，所述的低压LNG总管与LNG输入口对接，所述的二期装车撬、LNG排放管及旁路管道均与低压LNG总管相通，所述的LNG排放管上设置有排放阀及注氮口，所述的注氮口与氮气输出口相连；本发明通过低温LNG对低压LNG总管预冷时，在LNG排放管注入氮气，使LNG排放管中的LNG迅速气化成BOG，在氮气的推动下BOG和氮气混合气体迅速走向管道末端的放空点，使整条管道的温度均匀下降，避免管道局部温降过快，使管道产生较大的位移，达到了使低压LNG总管快速均匀降温的目的，与省去了外接汽化器，大大降低了成本，提高了预冷效率。

Description

用于二期槽车系统的低压LNG总管充装前预冷工艺
技术领域
本发明涉及一种低温LNG的充装撬，具体的说是一种用于二期槽车系统的低压LNG总管充装前预冷工艺。
背景技术
LNG管道为不锈钢材料，具有优异的低温性能，但线性膨胀系数较大，在LNG温度掉价下，不锈钢收缩率约为千分之三。虽然在设计时考虑了冷收缩的补偿，但是在温度变化速度较大时，还存在形变过快、热应力过大而使管道或连接部位产生损坏的问题，这就要求在低温管道或设备预冷过程中，必须控制好温降和管道上下管壁温差，防止出现因位移过大造成泄漏等安全事故。
浙江LNG二期槽车系统投入试运行前，需要对低压LNG总管进行预冷。由于此次管道预冷作业不能影响一期槽车正常的充装作业，目前低压LNG管道预冷有三种方案，分别为液氮预冷管道、BOG预冷管道以及LNG预冷管道。
液氮预冷管道技术方案预冷初期效果明显，但管道预冷后期，由于氮气密度大，较易沉积在管道底部，不易流通，管道上下温差也会大，不易控制。另外，此方法需要额外增加一套液氮供应装置及液氮汽化器，设备占用生产用地。预冷管道和设备较多的话，使用液氮成本也较高。
BOG预冷管道需要外接汽化器对LNG进行气化，且BOG预冷最多只能讲管道预冷至-120℃，后期预冷完成后，一旦拆除汽化器时间过长，管道温度会大幅度升高。且LNG接收站一般在接卸首船时才具备条件使用BOG预冷，后期正常运行时，无法提供LNG进行气化，对管道进行预冷。
LNG预冷是指向管道内间断性注入少量LNG（-150℃），LNG吸收管道自身热量进行气化，气化后的BOG对管道进行降温。该方案耗时最短，缺点在于LNG注液的量不好掌控，从而导致温降速率不易控制。注入LNG量过大，则会导致初段预冷管道温降过快，且管道上下管壁温差过大，极易造成管道严重位移，造成安全事故。LNG注入量过小，BOG气化后压力不足，中后端管道预冷进度无进展，很难达到预期效果。
由于前两种方案都需要外接汽化器，且费用也高，第三种方案降温上下管壁温差过大，极易造成管道严重位移，因此都无法采用。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的缺陷和不足，为人们提供一种无需外接汽化器，能使整条管道的温度均匀下降，避免管道局部温降过快的LNG管道预冷工艺，用于用于二期槽车系统的低压LNG总管充装前预冷。
为实现上述目的本发明所采取的技术方案是：该用于二期槽车系统的低压LNG总管充装前预冷工艺，它包括多个二期装车撬、低压LNG总管、LNG排放管、氮气输出口及旁路管道，所述的低压LNG总管与LNG输入口对接，所述的二期装车撬、LNG排放管及旁路管道均与低压LNG总管相通，所述的LNG排放管上设置有排放阀及注氮口，所述的注氮口与氮气输出口相连；
在预冷时，先通过打开排放阀使低温LNG流入低压LNG总管和LNG排放管，通过低温LNG和管道进行换热，产生BOG进行放空，带走热量，通过控制排放阀的开度能调节LNG的流量；
在预冷时定时测量低压LNG总管和LNG排放管的上下表面温度以及LNG排放管的位移；在LNG排放管的上下表面温度差超过60℃或LNG排放管的位移超过10厘米后，打开氮气输出口对注氮口注入氮气，使LNG排放管中的LNG迅速气化成BOG，在氮气的推动下BOG和氮气混合气体迅速走向管道末端的放空点，降低管道前后及管道上下表面的温差，减少管道的位移距离；
在低压LNG总管上下表面的平均温度低于-130℃后，关闭排放阀及氮气输出口，通过旁路管道排出热气，预冷完毕。
所述的低压LNG总管为12寸管道，LNG排放管为3寸管道。
所述的低压LNG总管的上下表面分别设有总管上温度计和总管下温度计，所述的LNG排放管的上下表面分别设有排放管上温度计和排放管下温度计。
所述的LNG流量为每小时1-20立方米，且流量根据低压LNG总管和LNG排放管温度的降低而增加，控制LNG总管和LNG排放管上下表面平均温度降幅不超过20℃每小时。
所述注氮口注入氮气的流量为每小时1-5立方米，使低压LNG总管和LNG排放管的上下表面温度差降低到50℃以下，LNG排放管的位移控制在12厘米以下。
本发明利用低温LNG对管道进行预冷，为防止温降速率过快，我们在注入LNG液体的同时，注入气态氮气，利用热的氮气来提高低温LNG的温度，管道预冷初期温降速率不会太快。另外，由于初期注入的LNG量较少，LNG会积在管道底部，也易导致管道上下温差大。注入氮气后，排放管中的LNG迅速气化成BOG，在氮气的推动下BOG和氮气混合气体迅速走向管道末端的放空点，让整条管道温度处于均匀下降，避免管道局部温降过快，产生较大的管道位移。本发明不仅节省了配备外借汽化器和相应场地的费用，同时避免了预冷时上下游管段及管道上下温差过大造成严重位移的情况，大大降低了成本，提高了预冷效率。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于二期槽车系统的低压LNG总管充装前预冷工艺，它包括多个二期装车撬9、低压LNG总管6、LNG排放管5、氮气输出口7及旁路管道2，所述的低压LNG总管6为12寸管道，LNG排放管5为3寸管道。所述的低压LNG总管6与LNG输入口对接，所述的二期装车撬9、LNG排放管5及旁路管道2均与低压LNG总管6相通。所述的LNG排放管5上设置有排放阀1及注氮口8，只需要一根软管和两个快速接头就能将注氮口8与氮气输出口7相连，使氮气能进入LNG排放管5。
在预冷时，先通过打开排放阀1使低温LNG流入低压LNG总管6和LNG排放管5，通过低温LNG和管道进行换热，产生BOG进行放空，带走热量，通过控制排放阀1的开度能调节LNG的流量。在预冷时定时测量低压LNG总管6和LNG排放管5的上下表面温度以及LNG排放管5的位移。所述的低压LNG总管6的上下表面分别设有总管上温度计4A和总管下温度计4B，所述的LNG排放管5的上下表面分别设有排放管上温度计3A和排放管下温度计3B，这样能随时监控低压LNG总管6和LNG排放管5的上下表面温度差。所述的LNG流量为每小时1-20立方米，且流量根据低压LNG总管6和LNG排放管5温度的降低而增加，控制LNG总管和LNG排放管5上下表面平均温度降幅不超过20℃每小时。
在LNG排放管5的上下表面温度差超过60℃或LNG排放管5的位移超过10厘米后，打开氮气输出口7对注氮口8注入氮气，使LNG排放管5中的LNG迅速气化成BOG。所述注氮口8注入氮气的流量为每小时1-5立方米，使低压LNG总管6和LNG排放管5的上下表面温度差降低到50℃以下，LNG排放管5的位移控制在12厘米以下。由于氮气密度较BOG稍大，在管道中BOG处于管道上部，被换热后处于冷态的氮气处于管道下部，在氮气压力的推动下，BOG和氮气混合气体迅速走向管道末端的放空点，将整段管道各个部分都进行了预冷，避免了管道前后端温差和管道上下温差过大造成的管道位移。
在低压LNG总管6上下表面的平均温度低于-130℃后，关闭排放阀1及氮气输出口7，通过旁路管道2排出热气，预冷完毕。本发明利用低温LNG对管道进行预冷，为防止温降速率过快，我们在注入LNG液体的同时，注入气态氮气，利用热的氮气来提高低温LNG的温度，管道预冷初期温降速率不会太快。另外，由于初期注入的LNG量较少，LNG会积在管道底部，也易导致管道上下温差大。注入氮气后，排放管中的LNG迅速气化成BOG，在氮气的推动下BOG和氮气混合气体迅速走向管道末端的放空点，让整条管道温度处于均匀下降，避免管道局部温降过快，产生较大的管道位移。
具体实施例，本公司在对二期槽车系统的低压LNG总管6充装前预冷时，每半小时一次记录了低压LNG总管6时LNG排放管5温度，测压LNG排放管5位移，预估氮气及LNG流量数据，祥见表1。通过该实施例使低压LNG总管6在10小时内完成了预冷，并且LNG总管和LNG排放管5上下表面的温度差及位移均控制在合理范围，达到了使低压LNG总管6快速均匀降温的目的，与省去了外接汽化器，大大降低了成本，提高了预冷效率。

Claims (5)

1.一种用于二期槽车系统的低压LNG总管充装前预冷工艺，它包括多个二期装车撬（9）、低压LNG总管（6）、LNG排放管（5）、氮气输出口（7）及旁路管道（2），所述的低压LNG总管（6）与LNG输入口对接，所述的二期装车撬（9）、LNG排放管（5）及旁路管道（2）均与低压LNG总管（6）相通，其特征在于所述的LNG排放管（5）上设置有排放阀（1）及注氮口（8），所述的注氮口（8）与氮气输出口（7）相连；
在预冷时，先通过打开排放阀（1）使低温LNG流入低压LNG总管（6）和LNG排放管（5），通过低温LNG和管道进行换热，产生BOG进行放空，带走热量，通过控制排放阀（1）的开度能调节LNG的流量；
在预冷时定时测量低压LNG总管（6）和LNG排放管（5）的上下表面温度以及LNG排放管（5）的位移；在LNG排放管（5）的上下表面温度差超过60℃或LNG排放管（5）的位移超过10厘米后，打开氮气输出口（7）对注氮口（8）注入氮气，使LNG排放管（5）中的LNG迅速气化成BOG，在氮气的推动下BOG和氮气混合气体迅速走向管道末端的放空点，降低管道前后及管道上下表面的温差，减少管道的位移距离；
在低压LNG总管（6）上下表面的平均温度低于-130℃后，关闭排放阀（1）及氮气输出口（7），通过旁路管道（2）排出热气，预冷完毕。
2.根据权利要求1所述的用于二期槽车系统的低压LNG总管充装前预冷工艺，其特征在于所述的低压LNG总管（6）为12寸管道，LNG排放管（5）为3寸管道。
3.根据权利要求1所述的用于二期槽车系统的低压LNG总管充装前预冷工艺，其特征在于所述的低压LNG总管（6）的上下表面分别设有总管上温度计（4A）和总管下温度计（4B），所述的LNG排放管（5）的上下表面分别设有排放管上温度计（3A）和排放管下温度计（3B）。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于二期槽车系统的低压LNG总管充装前预冷工艺，其特征在于所述的LNG流量为每小时1-20立方米，且流量根据低压LNG总管（6）和LNG排放管（5）温度的降低而增加，控制LNG总管和LNG排放管（5）上下表面平均温度降幅不超过20℃每小时。
5.根据权利要求1或2或3所述的用于二期槽车系统的低压LNG总管充装前预冷工艺，其特征在于所述注氮口（8）注入氮气的流量为每小时1-5立方米，使低压LNG总管（6）和LNG排放管（5）的上下表面温度差降低到50℃以下，LNG排放管（5）的位移控制在12厘米以下。
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