液化天然气场站气损控制分析

李怀雷 尚飞飞 李 明 周晓莉 强 龙 刘晓杰 鲍习中

（1.华港燃气集团有限公司，河北 任丘 062550；2.中国石油华北油田公司技术监督检验处，河北 任丘 062550）

0 引言

LNG加注技术在国内已经起步，部分技术和设备如储存设备、工艺管路、保冷、低温阀门、控制系统等基本可以满足LNG场站发展的需要，但与国外先进技术相比仍存在一定差距。LNG场站在充装过程中也常会由于设备、工艺、计量等原因产生气损，这不仅影响了LNG场站的正常运行，产生不必要的经济损失，更会造成LNG场站的安全隐患。目前，从事CNG加气站的技术人员和学者研究并提出了解决气损的方案以减少天然气交易的输差［1-7］，但对LNG场站气损控制的研究相对较少。因此，必须提高对LNG场站气损的重视程度，从专业技术的角度实现对LNG场站气损的有效控制。

1 气损原因分析

从LNG场站运营的角度看，LNG产生的气损与经济效益紧密相连，为保证场站长期运营、平稳发展，合理控制气损，节约成本是关键要素。为此必须合理分析气损产生的原因，并针对原因提出针对性的解决措施。结合LNG场站的LNG加注计量、设备构成及工艺流程等方面作出如下分析。

1.1 LNG场站计量器具的原因

LNG场站的计量器［8-13］一般选用科里奥利质量流量计［14-17］，它是利用流体在振动管中流动时，产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理制成的直接质量流量仪表。虽然其价格昂贵，但是准确性高，无需进行温压补偿，目前在LNG计量中应用较广。然而科里奥利质量流量计对气液两相要求高，由于LNG属于深冷低温介质，对环境温度极其敏感，易蒸发和气化，LNG液体进入LNG加注机中难免会有一些气体，当液体中含气量超过某一限制时会显著影响测量值。若不能持续加注LNG，便会产生较大误差，甚至出现不能准确计量的状况；同时科里奥利质量流量计对外界振动的干扰较为敏感，为避免管道振动的影响，流量计对设计及安装施工时的要求通常会比较高；另外外界的电磁干扰也会影响流量计的计量精度。

1.2 LNG场站设备的原因

1）若LNG储罐、工艺管线等保冷效果不好，会导致储罐及管线内的LNG气化率升高，储罐压力升高到一定程度只能通过管线放空，产生气损，且给整套装置带来不安全的隐患；工艺管线气体增多，会导致加注机内流量计计量误差增大。

2）LNG场站的排污阀、放空阀、安全阀等因产品质量、保养工作不及时、长期操作且处于低温环境等原因阀门密封不严也会产生气损。

3）LNG场站仪表如压力表、温度计、液位计、压力变送器、温度变送器等长期运行也会产生误差，连锁相关阀门误操作放出气体；同时，仪表失准往往会误导场站员工的判断分析，对后续的操作也会产生影响。

1.3 LNG场站工艺流程的原因

1）LNG场站处于超压或检修状态时，会将某一部分管道或设备中的气体通过放空阀和排污阀排出，该气体若无回收工艺，则只能放至大气或通过排污系统处理，产生LNG场站的气损。

2）在槽车向LNG场站低温储罐卸液的过程中，在不完全卸车或卸车时因储罐压力高而被迫放散时，也会导致气损。

3）生产过程中可能存在的“跑、冒、滴、漏”情况。

2 解决措施

2.1 加强计量装置控制与管理

1）质量流量计通常安装在加注机内，处于常温环境中，若不是持续加注LNG，管线会逐渐复温，管线里的LNG很容易气化，另外装车时低温的LNG遇到复温后的管线也很容易气化形成气液两相流，此时若通过流量计计量会产生较大的误差。因此，操作员工每次给气瓶加注前都应对储罐至LNG加注机的整个系统进行循环预冷，另外在工艺管线施工过程中要做好管道的保冷工作，减少管线内LNG的气化量，降低介质气液两相流对流量计计量精度的影响。

2）与流量计传感器相连的工艺管道应对中，两侧法兰应平行，传感器要与管道处于同一轴线上，并且对工艺管线进行应力分析，在合理的位置增加支撑，尽量减少工艺管线的振动，使传感器不受应力干扰，降低管线振动对流量计计量精度的影响。

3）质量流量计的安装地点应远离大的变压器或电机场所，因为流量计的传感器与变送器之间的连接电缆如被较强的电磁场覆盖或靠近就会造成干扰，使变送器误读传感器送来的信号而产生误差。为避免可能的电子干扰，不要将输出接线安装到传感器电缆或电源接线所使用的导管或电缆槽中，传感器电缆和输出电缆也必须分开，以降低电磁干扰对流量计计量精度的影响。

4）作好流量计的日常维护保养和定期校验工作。日常巡检时要检查流量计及工艺管道接口处有无渗漏，并及时清理流量计内的污垢；定期对流量计进行零点调校以保证流量计的精确计量；另外为保证流量计的稳定运行还要定期对流量计的电仪接线和元件盒的密封情况进行检查。

2.2 抓好设备的定期检查

1）LNG储罐。定期对储罐的整体外观进行检查；日常巡检时观察储罐是否存在结霜、“冒汗”情况；储罐基础是否存在沉降、倾斜、开裂等情况；罐体是否存在腐蚀现象，必要时可对焊缝进行检查；定期对真空绝热储罐夹层的真空度进行测定并及时采取措施以保证储罐的保冷效果；定期巡检并记录储罐压力、液位、温度等参数，通过基本参数的对比来测算储罐中LNG的闪蒸量，若出现LNG蒸发量突然增加或减小的情况，应立即查找原因，并制定针对性的解决措施。

2）LNG气化器。检查LNG气化器的整体外观状况，日常巡检时观察设备气化结霜是否均匀、翅片有无变形、焊口是否有开裂、介质有无渗漏现象等，必要时可对焊口进行无损检测；定期检查设备基础是否存在沉降、倾斜、开裂等情况；多组并联的气化器要严格按照维护保养手册规定的时间进行切换，避免个别气化器长期过度使用造成翅片间结霜过多“涨坏”气化器，翅片上的霜要及时进行清理。

3）LNG工艺管线。检查槽车卸液管线、潜液泵进出口管线、储罐及气化器相连管线及设备到LNG加注机往返管线的保冷情况是否完好，若出现某段结霜等问题应及时进行修补或更换；日常巡检时检查整套工艺中的焊口、阀门、法兰等位置是否存在渗漏或结霜现象；管线保冷施工时必须严格按照规范要求做好保冷工作，涉及需拆除保冷的作业在工作完成后一定要及时对管线保冷进行修复；定期检查不锈钢裸管的渗碳情况。

4）安全附件。定期对整套装置的设备及工艺管线上的安全阀、压力表、温度计、液位计、压力变送器、温度变送器及连锁装置等进行校验，以保证其正常使用。

2.3 作好生产过程中的工艺控制

1）定时巡检，及时处理生产过程中的“跑、冒、滴、漏”情况。根据对生产工艺系统的分析，找到影响系统内外泄漏的关键因素，包括管线或设备上的阀门外漏及不当操作造成的天然气损耗。因此，场站操作工必须定时对系统进行全面检查，并作好相关记录，若在巡检过程中发现问题，一定要采取针对性的措施及时处理。

2）生产工艺设备缺陷的处理，通过对工艺系统中卸车系统、产品质量控制系统、储存系统、回收系统及潜液泵装车系统存在的缺陷进行完善处理，减小天然气输差，并解决设备长期存在的漏气隐患，确保设备安全平稳运行。

3）加强LNG场站工艺阀门的日常维护和保养，避免因阀门损坏造成天然气损耗。

4）尽量减少BOG（蒸发气）的产生，主要措施包括：① 低温泵的流量、LNG贮槽的储存容量与日加注量应合理匹配；② 尽可能缩短低温液体储运管线的长度，采用可靠而经济的保冷方式，减少低温液体的蒸发损失；③ 尽量集中加注，尽可能减少低温液体泵的启动频次，减少需使用预冷泵的次数；④缩短卸液间隔时间，用新液给储罐降温降压，减少气损。

5）控制LNG的气压。在LNG场站实际运营过程中，气压过高或过低都会使气损增加，因此要通过工艺操作解决调压过程中的气化问题。

3 结束语

由于计量工作、设备工艺、技术运用等原因，加之LNG场站特殊的工作种类和技术类型， LNG场站经常会产生气损，因此应该在对计量器具合理选型安装并定期校验，加强设备维护保养、工艺优化和新技术推广运用的基础上，减少LNG场站的气损，为LNG场站的进一步建设和运营提供节能、减损、确保安全的技术基础和运行环境。