張豪，楊偉紅，陳晨，余偉(.中海浙江寧波液化天然氣有限公司，浙江 寧波 3500； .國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)閔投(福建)天然氣有限責(zé)任公司，福建 福州 350000)

0 引言

LNG國(guó)際貿(mào)易已成為全球能源市場(chǎng)的熱點(diǎn)，LNG在我國(guó)天然氣供應(yīng)和使用中的比重日益增長(zhǎng)、作用日益突顯，LNG產(chǎn)業(yè)鏈也不斷發(fā)展和完善。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，沿海中小城市和內(nèi)河沿江城市對(duì)天然氣的需求日益增長(zhǎng)，在這些地區(qū)建設(shè)小型LNG接收站成為可能[1]，可通過(guò)小型LNG船從大型LNG接收站運(yùn)輸和分銷(xiāo)LNG，以滿足市場(chǎng)需求。

浙江LNG接收站為基本負(fù)荷型，功能為L(zhǎng)NG接卸、存儲(chǔ)、加壓汽化和外輸。接收站通過(guò)天然氣管道向下游工業(yè)用戶(hù)、燃?xì)怆姀S和城市居民用戶(hù)輸送天然氣，并通過(guò)汽車(chē)槽車(chē)運(yùn)輸向周邊地區(qū)供應(yīng)LNG，為浙江省和周邊地區(qū)提供優(yōu)質(zhì)、清潔能源[2]。為實(shí)現(xiàn)小型LNG船轉(zhuǎn)運(yùn)分銷(xiāo)，浙江LNG接收站設(shè)計(jì)了裝船返輸工藝，成為國(guó)內(nèi)首個(gè)具備裝船返輸功能的大型LNG接收站。

1 接收站裝船返輸

1.1 接收站裝船返輸工藝

浙江LNG接收站在碼頭卸料工藝上設(shè)有4根跨接管道，使卸料管道與低壓外輸管道連通，實(shí)現(xiàn)裝船返輸功能。裝船返輸時(shí)，低壓泵輸出的LNG通過(guò)跨接管道流向卸料總管，隨后通過(guò)卸料管道和卸料臂流向LNG船，進(jìn)行卸料，產(chǎn)生的BOG通過(guò)返氣臂返回到儲(chǔ)罐。

1.2 裝船返輸能力

接收站生產(chǎn)運(yùn)行分為四種工況：

工況1：接收站零外輸，即無(wú)氣態(tài)高壓外輸、槽車(chē)裝車(chē)外輸和裝船返輸，接收站只運(yùn)行一臺(tái)低壓泵對(duì)碼頭卸料管道、零輸出循環(huán)和槽車(chē)裝車(chē)循環(huán)管道保冷。接收站在調(diào)試初期即為這種模式。

工況2：接收站進(jìn)行氣態(tài)高壓外輸和槽車(chē)裝車(chē)外輸，并對(duì)碼頭卸料管道進(jìn)行保冷。

工況3：接收站進(jìn)行氣態(tài)高壓外輸、槽車(chē)裝車(chē)外輸，同時(shí)進(jìn)行LNG船的卸料。

工況4：接收站進(jìn)行氣態(tài)高壓外輸、槽車(chē)裝車(chē)外輸和裝船返輸。正常運(yùn)行期間，接收站處于工況3和工況4。

接收站按工況4運(yùn)行期間，外輸量在高峰值時(shí)，裝船返輸能力最小為401 t/h；在不放空的情況下，氣態(tài)外輸最小時(shí)，裝船返輸能力最大為930.7 t/h。

因此，接收站正常運(yùn)行期間，裝船返輸能力為401～930.7 t/h。

1.3 裝船返輸船期

裝船返輸時(shí)，若LNG船容積為80 000 m3，則LNG反裝船卸料平均時(shí)間為52.8 h，包括靠泊、系纜、離泊等的作業(yè)時(shí)間約9 h，裝船返輸作業(yè)約需60 h，共計(jì)3 d。故接收站每月最大可裝6船容積為80 000 m3的LNG船，但考慮LNG庫(kù)存和實(shí)際外輸量，實(shí)際裝船數(shù)較少。

2 裝船返輸操作

2.1 裝船返輸操作步驟

(1)卸料臂、返氣臂連接：裝船返輸時(shí)，外輸流量?jī)H為697～930.7 t/h，遠(yuǎn)小于單個(gè)卸料臂設(shè)計(jì)流量，操作時(shí)只連接一個(gè)卸料臂(如卸料臂A)和返氣臂。

(2)卸料管道氮?dú)庵脫Q：用氮?dú)庵脫Q卸料臂和返氣臂，降低管道氧氣含量并使管道干燥，要求氧氣含量≤2%，水露點(diǎn)≤-40 ℃。

(3)卸料臂預(yù)冷：打開(kāi)16″蝶閥提供小流量LNG預(yù)冷卸料臂，至管道溫度降至-110 ℃，產(chǎn)生的BOG排放到LNG船貨艙并通過(guò)返氣臂返回岸上BOG總管。

(4)裝船前計(jì)量：關(guān)閉LNG船貨艙進(jìn)出口閥，通過(guò)CTMS計(jì)量貨艙中的LNG。

(5)裝船返輸：設(shè)置好裝船流程，岸方啟動(dòng)低壓泵，通過(guò)岸方16″蝶閥或船方卸料閥HV-002控制裝船LNG流量和壓力。外輸流量穩(wěn)定后運(yùn)行在線色譜儀分析LNG組分，并出具分析報(bào)告。

(6)卸料臂氮?dú)獯祾撸悍笛b船結(jié)束，關(guān)停低壓泵。吹掃卸料臂和返氣臂，直至合格。

(7)裝船后計(jì)量：停止裝船后，關(guān)閉LNG船貨艙進(jìn)出口閥，通過(guò)CTMS計(jì)量貨艙的LNG并出具計(jì)量報(bào)告。

(8)卸料臂、返氣臂脫離：氮?dú)庵脫Q合格后，脫開(kāi)并收回卸料臂和返氣臂。

2.2 裝船返輸操作HAZOP分析

通過(guò)HAZOP分析對(duì)裝船返輸操作進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，分析結(jié)果如表1所示。

表1 裝船返輸操作風(fēng)險(xiǎn)分析

3 裝船返輸工藝優(yōu)化

3.1 閥門(mén)改造

裝船返輸時(shí)，手動(dòng)操作16″蝶閥V-001調(diào)節(jié)流量，控制LNG的流量和壓力，由于受到氣態(tài)高壓外輸和槽車(chē)裝車(chē)的影響，裝船返輸流量和壓力波動(dòng)較大，降低了控制的穩(wěn)定性，且設(shè)計(jì)上蝶閥V-001不能用于調(diào)節(jié)。如閥門(mén)失效或操作不當(dāng)，將影響再冷凝器操作的穩(wěn)定性?；谝陨显?，可將V-001改造為用于調(diào)節(jié)流量的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，并設(shè)置手輪以便應(yīng)急操作。

小型LNG船貨艙容積較小，裝船時(shí)壓力對(duì)系統(tǒng)影響較大，可在控制閥下游設(shè)置一臺(tái)遠(yuǎn)程壓力表檢測(cè)、監(jiān)控裝船壓力，并設(shè)置壓力高報(bào)警和低報(bào)警。同時(shí)，對(duì)閥門(mén)設(shè)置壓力控制器。

3.2 增設(shè)旁路及小口徑閥門(mén)

卸料臂預(yù)冷時(shí)，V-001閥門(mén)尺寸較大，不利于控制流量和預(yù)冷效果，可增設(shè)2″旁路閥用于預(yù)冷。

裝船返輸工藝經(jīng)優(yōu)化后，可提高接收站操作的穩(wěn)定性和自動(dòng)化水平，有力于接收站安全平穩(wěn)生產(chǎn)。優(yōu)化后裝船返輸工藝流程圖如1所示。

圖1 優(yōu)化后裝船返輸工藝流程圖

4 結(jié)語(yǔ)

(1)目前接收站裝船返輸量較小，僅為401～930.7 t/h。

(2)接收站裝船返輸應(yīng)考慮LNG船的接卸、氣態(tài)高壓外輸和槽車(chē)裝車(chē)外輸情況，并兼顧庫(kù)存的平衡，合理安排裝船的船期。

(3)通過(guò)優(yōu)化裝船返輸工藝，增設(shè)預(yù)冷旁路和控制閥組，有利于提高接收站生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化水平，提高生產(chǎn)操作的平穩(wěn)性。