LNG儲罐冷卻工藝及冷卻方式

LNG儲罐冷卻工藝主要是通過(guò)LNG對充滿(mǎn)氮氣的LNG儲罐進(jìn)行噴淋，按3~5℃/h的降溫速率對LNG儲罐內壁及底部進(jìn)行冷卻，直至LNG儲罐底部溫度冷卻至-155℃以下，LNG儲罐開(kāi)始小流量緩慢進(jìn)液，并建立液位，LNG儲罐冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的BOG通過(guò)火炬進(jìn)行放空，冷卻時(shí)要求LNG儲罐底部或罐壁任意兩個(gè)相鄰檢測點(diǎn)的溫度梯度不得超過(guò)30℃，內罐底部和罐壁表面的溫度梯度不得超過(guò)50℃，LNG儲罐預冷過(guò)程。

LNG儲罐冷卻實(shí)現BOG零排放主要存在以下難點(diǎn)：①冷卻前LNG儲罐內充滿(mǎn)氮氣，冷卻時(shí)BOG中氮氣含量高，對工藝系統造成影響；②LNG儲罐冷卻過(guò)程中LNG的消耗量大，短時(shí)間內產(chǎn)生較多BOG；OLNG接收站正常工藝流程無(wú)法處理儲罐冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的大量BOG。因此實(shí)施LNG儲罐冷卻過(guò)程中BOG零排放需要首先解決BOG中氮氣含量高和短時(shí)間內BOG生成量大的問(wèn)題。

傳統LNG儲罐冷卻方式并未考慮LNG儲罐氮氣置換，只是利用卸料管道冷卻時(shí)產(chǎn)生的BOG對LNG儲罐進(jìn)行初步置換或不置換直接冷卻，導致LNG儲罐冷卻時(shí)BOG中氮氣含量高，LNG儲罐冷卻完成投用一段時(shí)間后，殘留氮氣逐步減少。結合甲烷(LNG的主要成分)與氮氣的密度特性及LNG儲罐的管道設置，提出如下氮氣置換技術(shù)思路：①利用甲烷及氮氣的密度性質(zhì)，將常溫氣(BOG)通過(guò)工藝管道從LNG儲罐頂部注入常溫儲罐；②控制LNG儲罐處于穩壓狀態(tài)，通過(guò)LNG儲罐底部氮氣吹掃管線(xiàn)將氮氣排出；③密切監測氮氣出口的可燃氣體濃度，將含有可燃氣的氮氣引入火炬放空直至置換合格。

調整LNG接收站低溫BOG壓縮機負荷，將出口常溫(15一20℃)氣(BOG)通過(guò)LNG接收站放空管線(xiàn)由LNG儲罐頂部進(jìn)入LNG儲罐，控制LNG儲罐壓力為20kPa，調整進(jìn)入LNG儲罐的氣體量約5000m3/h，氮氣由LNG儲罐內底部氮氣吹掃管線(xiàn)引出，整個(gè)置換過(guò)程持續40h，當氮氣出口檢測甲烷含量為85%時(shí)停止置換。

LNG儲罐冷卻的常規方法為直接采用LNG噴淋方式冷卻LNG儲罐，噴入的LNG對周?chē)臍怏w進(jìn)行冷卻，再由冷卻的氣體對LNG儲罐內壁吸熱冷卻(主要指內罐鋼板、吊頂鋼板、罐底、罐頂及環(huán)形空間保溫材料)，直至LNG儲罐冷卻完成。

兩種LNG儲罐冷卻方式比較

1)兩種方式均可完成LNG儲罐冷卻。

2)采用噴淋方式冷卻LNG儲罐時(shí)間短，約59h；

采用“BOG+LNG”方式冷卻LNG儲罐耗時(shí)長(cháng)，約122h。

3)采用噴淋方式冷卻LNG儲罐單位時(shí)間的LNG消耗量大，LNG儲罐冷卻速率快；采用&quot；BOG+LNG”方式冷卻LNG儲罐單位時(shí)間的LNG消耗量小，LNG儲罐降溫速率慢。

4)采用“BOG+LNG”方式冷卻LNG儲罐在冷卻后期降溫速度慢，需要加大LNG噴淋量。

利用已投用儲罐自蒸發(fā)氣冷卻LNG儲罐的過(guò)程，利用已投用LNG儲罐1，2自然蒸發(fā)的低溫BOG(溫度可達-140℃)，由卸料總管經(jīng)底部進(jìn)料管線(xiàn)進(jìn)入預冷LNG儲罐3，BOG由LNG儲罐頂部管線(xiàn)排出儲罐，經(jīng)BOG壓縮機處理外輸。LNG儲罐冷卻過(guò)程中通過(guò)向卸料總管?chē)娏躄NG對自蒸發(fā)BOG進(jìn)行控溫，以L(fǎng)NG儲罐溫降速度為-1~-4℃/h，LNG儲罐冷卻后期引入少量LNG對儲罐進(jìn)行深冷直至LNG儲罐冷卻完成。

結論

1)LNG儲罐在冷卻前可以采取底部排氮氣法置換儲罐中的氮氣，置換效果非常理想。

2)采用儲罐底部進(jìn)氣法比頂部噴淋LNG法冷卻，冷能利用充分，消耗冷量少。

3)采用“BOG+LNG”冷卻法能夠減少LNG儲罐冷卻過(guò)程中BOG的產(chǎn)生量，匹配LNG接收站BOG處理能力，實(shí)現LNG儲罐冷卻BOG零排放。

4)“BOG+LNG”冷卻法在LNG儲罐冷卻過(guò)程中LNG消耗量少，能夠實(shí)現節能減排，減少損耗。

5)儲罐底部氮氣置換法及“BOG+LNG”儲罐冷卻法可作為今后LNG儲罐投產(chǎn)試車(chē)的借鑒和參考。