文/王福荣 廉英学 武学军
作者单位:甘肃中油交通油品有限公司
加气站损耗原因多种多样,降损耗的关键是提高销量,快进快销,提高周转率。
《能源发展“十三五”规划》指出,到2030 年我国天然气消费量占比需提高到15%,天然气消费量可能达到5000 亿立方米。《中国天然气发展白皮书》预计,到 2030 年我国实现天然气车辆1400 万辆,重点推进公路网络完善、物流发达地区使用 LNG 重卡,产业空间巨大。前瞻产业研究院预测,到2025年我国LNG加气站超过7700座。中石油远期目标是,在全国布局5000 座以上LNG 加气站。
目前,LNG 加气站在日常经营管理过程中存在一些突出的问题,反映出LNG 损耗管理方面还存在多种原因、诸多环节,特别是对于日销量小于4 吨的加气站损耗问题严重,造成了设备运行困难、维护成本增加、排放量增大,从而影响了加气站的经济效益。本文以甘肃中油交通油品有限公司所属LNG 加气站运行实践为例,就LNG 加气站损耗产生的环节及根源进行浅析,并提出降低损耗的对策。
部分LNG 加气车辆加气时,车载气瓶压力大于或等于加液机压力,无法实现正常加气,必须用加液机回气枪对车载气瓶泄压回气。回收气体沿管线进入储罐,导致储罐气相体积增大,罐内压力升高。
由于储罐材质和工艺不同不能完全绝热,库存LNG 和外界空气产生一定热交换导致储罐压力升高。从卸车加气管线系统“回入”。低温泵在运行过程中产生的热量,也被LNG 如数吸收。卸车增压操作时,需要操作阀门使少量LNG 液体进入增压器中,LNG吸热气化后被导入槽车中便于增压卸车;液体卸完后气相平压时气体又流回储罐。工艺管线内流动的LNG 吸热气化后再回到储罐,导致储罐压力增高。
LNG 加气站工艺设计中管线布局不合理,导致弯头多、管线长、安装出现U 形弯,致使泵池在运行过程中回气不畅,泵池中BOG 压力高于储罐内气体压力,影响储罐液体顺利流入泵池。加液机启动时,潜液泵瞬时将泵池底部液体抽走而泵池进液不畅,导致潜液泵空载报警停机。
为确保潜液泵正常运转和加液机正常加气,操作人员需排放泵池中气体,降低泵池压力引流,使储罐与泵池产生顺压差,利于LNG 顺利流入泵池。这是以排放造成损耗为代价换来的正常加气。因此,加气站加气间隔越长,排放时间越长,排放次数越多,损耗越大。目前,甘肃中油交通油品有限公司武威南服务区LNG 加气站B 站管线长达50 多米,就存在这种现象。
液氮调试置换是所有LNG 加气站必做的环节,一般先用液氮对储罐、泵橇、工艺管线、控制系统、加液机等进行功能调试,全部调试合格后才具备卸入LNG 的条件。
◇盯紧每个环节,杜绝任何不必要的损耗发生。 供图/廉英学
LNG 卸入储罐前,液氮始终保持预冷系统状态,直至 LNG 槽车卸液前才排放液氮。为防止液氮置换不达标,要求氮气必须置换达标,使用可燃气体分析仪测试氮气含量,以氮气体积分数小于1.79%为合格。用槽车内的 LNG 低温液进行置换,必然会产生一定的损耗。根据现场调试经验,一般需要损耗1~2 吨LNG 才能全部置换达标。
接卸环节损耗,主要有正常损耗、隐性损耗、非正常损耗、差压液位计误差等。
为了卸车而放散降压是主要损耗。加气站日销量较低,储罐中液体储存较久,LNG 温度和压力都较高,甚至与槽车“平压”操作后压力高于槽车。由于槽车安全阀起跳压力多设为0.75MPa,这时槽车已无法“增压”,只有储罐压力低于槽车压力0.2MPa 时才能卸车。损耗在排放时产生,有时持续很久。只有操作得当,方可减少排放。
正常卸车损耗。LNG 槽车卸液时对卸车管线吹扫置换,排放泵池气体将槽车内LNG 引流入泵池预冷泵;槽车卸液后期对泵池排放引流;拆除卸车管线前的排放,部分LNG 液相和气相残留在槽车储罐中无法有效卸出;槽车增压过度导,致卸车后槽车压力过高而就地排放。其中,对卸车管线吹扫置换和拆管前关闭阀门后的排空,都是正常流程。
隐形损耗。主要指槽车司乘人员舞弊行为。
非正常损耗。卸车完毕后,实际卸车量与槽车装车量存在较大偏差。气源温度、压力、储罐压力、人员操作技能等因素,导致槽车内液体不能完全卸净;加气站场地、工艺管线缺陷;卸车人员技能不足或责任心不强;配送到站液温高,对储罐降压降温效果差;气源调配和策略使用不合理等等。
差压液位计误差。差压液位计的检测精度受储罐内引压管的安装位置、现场连接的密封性、平衡阀的密封性、液位计安装位置、机械振动、指针调零等因素影响。目前,行业内普遍使用的差压液位计标注精度为2.5%。但差压液位计在高液位和低液位时实际精度,都大于此精度值。
储罐放散BOG。加气站储罐刚卸完车时压力较低,如槽车液体温度在-150℃时,储罐卸车后压力可降到0.3 MPa 左右。储罐材质和工艺不同不能完全绝热,日蒸发率小于0.3%。如果储罐液体温度升高压力达到自动排放上限未售完,同时加气站没有新卸入LNG,加气站需在高温高压下运行一段时间,也会排放一段时间,直到新卸入LNG 才能将罐内压力降低,周而复始。
加液机预冷引流。加气间隔长的加气站需在加气前手动打开加气机排放阀,排放出管线“高温气体”引流预冷,避免“高温气体”回流到储罐,导致储罐压力升高产生更多的BOG。
加液机计量准确度误差。流量计的校正值俗称零点漂移,在对汽车加气时,实际加气量大于理论量,造成间接损耗。
潜液泵参数设置——加气频率。潜液泵频率过高,储罐压力较高时会造成加液压力过高,导致加液安全阀跳起,造成气损。根据储罐压力调整潜液泵压力,储罐压力越高泵频率越低,调整范围是85HZ~90HZ,保证泵池进出液流量平衡。
当一次LNG 加气或卸液作业结束后,由于两端阀门关闭而被封闭在相应液相管线中,LNG 液体会因温度升高而气化,直接从安全阀排出经BOG 放散。
◇槽车接卸,每步都要规范。 供图/廉英学
加气站设备维修排放。加气站的工艺管线由PLC 控制其开关状态,来实现各种功能。系统在运营过程中,因长时间冷热交替、热胀冷缩,造成工艺管线接头密封件泄漏、潜液泵轴承磨损、加气枪密封件损坏或加气枪撞针松动与损伤等等,引起加气枪漏液漏气。
维修时,需关闭泄漏点上下游阀门,手动排放LNG,直到管路压力降为常压后才能维修。
要想解决以上问题,需做到以下几点。
在LNG 加气站工艺设计、安装环节应强化源头控制,优化工艺管路设计。将管线设计长度控制在最佳范围内,对工艺管线设计不合理的加气站管线进行改造,缩短管线,降低损耗。加气站建设时按设备技术要求设置储罐出液口与泵池进液口的高度差,形成顺压差,降低泵池排放。
管线保温选材选用保温效果较好的绝热材料,预防管线吸收大量热量。热量将沿管线流回储罐,造成储罐温度快速升高,压力持续增大。加气站要定期对储罐进行真空度检查。如果真空度不合格,需要进行抽真空操作,使储罐达到最佳的绝热状态。
一是加气站要强化员工培训,提升员工技术水平和责任心,熟练掌握卸液流程和工艺流程。所有加气站员工必须持证上岗,从卸车方法、工艺操作流程方面降低卸车损耗。
二是利用槽车低温新液为储罐高温旧液降压。操作方法:将槽车的“水平倾斜度”调整到出液管口为最低点,用储罐气相与槽车液相连接平衡压力,一般情况下能平压1 ~3 个压。由于储罐高温气体遇到槽车低温液体时可液化,一个压约80 kg,通过平衡压力可回收80kg~240kg 液,从而降低排放损耗。
需要注意的是,要根据加气站储罐实际情况或工艺管线选择储罐进液模式。
储罐上进液:选择储罐上部的进液管进行卸车。优点是,通过喷洒LNG 将储罐里已成气态的LNG重新液化,降低储罐内液压,可使储罐压力降至O.2 MPa 以下。当储罐内液位过高、气相空间小时,上进液降压效果不明显。
储罐下进液:槽车内液体卸至3 吨左右或压差为0.2MPa 时,关闭上进液,开启下进液,在后台电脑系统中将卸车频率调整为60HZ。
三是当槽车液温和压力较低(-152℃以下,0.1MPa 以下)且储罐液温和压力较低时,可采取自增压卸车。槽车与储罐形成0.2MPa 的压差,储罐采用上进液降低液压,停用泵(泵功率为11KW)卸车可降低电费、泵的磨损和运行热量的吸收。
四是为加快储罐周转和降低储罐液温,高速公路服务区加气站(AB 站)可分站分罐接卸槽车。按AB 站需求合理接卸,快进快销,良性循环。不放散或少放散,就是创造效益。需要注意的是,分站接卸要经历管路吹扫、升压、管线排放等步骤,卸车损耗相对增加。但比储罐高压放散、分站接卸损耗相对较小。应做到高效站单站卸,低效站分站卸。
海外中餐馆作为媒介的情境传播,与大众媒体的文字或影像传播的差异在于:通过大众媒介表现的世界,放弃了世界的某些维度,如屏幕里的物体失去体积,丢失了气味和触感;而在餐馆里,人所接触的食物及其表征的文化内涵,调动了身体的视觉、听觉、嗅觉、触觉和味觉。置身其中,海外中餐馆的文化空间既是由器物构成的客观秩序,又是人认知确认的主观秩序。在中餐馆里,人们所确认的文化是食客与餐馆的物质环境密切互动的结果,由人细微的身体知觉项目结合而成。
五是强化隐形损耗管理。槽车毛重过磅和皮重过磅时,必须安排责任心强的员工押车监督。毛重过磅前必须放空车载水箱,杜绝司机一切舞弊行为和影响卸车数据的操作,必要时留有影像资料。
六是加强差压液位计日常保养维护,确保外观完好。若计量误差较大时,应及时更换。
七是加气站经理是加气站数质量管理的第一责任人,应加强精细化管理,全方位多层次研究和探索实践LNG 降损降耗方法,努力降损降耗。
在日常运行环节中,应加强巡查维护,提高效率效能,加快周转。
严格落实日、周、月检查制度,杜绝跑冒滴漏发生。定期检查加液控制阀是否内漏。检查方法为空枪加液,如显示屏有加液量可判定为阀门内漏,及时更换主垫片或阀芯。加液时,加液控制阀未起跳时,加气软管有吱吱声也可判定内漏,应找准漏点及时维修。定期检查管线法兰垫片是否完好,对所有法兰处螺栓进行紧固,杜绝跑冒滴漏。要定期更换加气枪垫片,上紧撞针。
强化设备日常维护保养,避免不必要的泄漏损耗。定期(3 年)对LNG 储罐及管道进行检验。定期(6 个月)邀请相关部门对加液机进行校准。定期(12 个月)对安全阀进行校验更换。定期(6 个月)对仪表风系统压力表进行校验更换。定期(12 个月)对燃气泄漏报警仪进行校验更换。
设备故障进行维修时,加气站经理与维修人员应选择降低维修放散的最佳方案。详细记录,由维修人员和站经理签字确认。
潜液泵参数设置——加气频率。潜液泵频率过高、储罐压力较高时,会造成加液压力过高,导致加液安全阀跳起,造成气损。加气频率调整范围是85HZ~90HZ,保证泵池进出液流量平衡。
加气操作中,部分车辆加气时车载气瓶压力大于或等于加液机压力(1.0MPa),气加不进去,必须对车载气瓶进行泄压。当车载气瓶压力降至0.8 MPa以下时,及时关闭回气阀门,减少回收气体沿管路进入储罐。
提升日销量或分站分罐接卸槽车,加快储罐周转,缩短存放时间,快进快销,良性循环。
降损降耗关键是提高日销量。甘肃中油交通油品有限公司所属武南LNG 加气站2019 年5 月销售LNG 天然气849.1 吨,库存盘亏-44.6 吨,盘亏率-52.52‰;2020 年5 月销售LNG 天然气7274.67 吨,库存盘盈68 吨,盘盈率9.35‰,同期对比增长率61.87‰。说明销量越大,周转越快,损耗越小,盈余率越高。
因此,应加大LNG 市场的开发力度,利用互联网+,将新技术、新手段融入客户开发和管理过程中;稳定客户群体是实施降损降耗的基础;密切关注各液厂LNG 质量、温度,合理分配调度。营销、财务、储运、加气站定期做好账务核对,保证数据准确有效,及时分析损耗产生的原因及解决办法。
综上所述,加气站损耗产生的原因是多方面的,有工艺技术的,也有管理操作的,具有一定的复杂性,但又有很强的规律性可循。同时,有成熟的理论支撑和经验数据旁证。但降损降耗关键仍是提高销量,快进快销,提高周转效率。