输气管道放空天然气回收方案探讨.doc

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1、输气管道放空天然气回收方案探讨1储罐蒸发气的产生LNG一般通过远洋运输船舶运至LNG接收站。船船抵岸后，通过码头和栈桥的卸料设施和管道,将LNG卸至LNG储罐［1］。以国内正在建设的某LNG接收站16X104m3储罐为例，阐述储罐蒸发气的产生和气量的计算。1.1储罐吸收外部热量产生蒸发气LNG接收站的储鑼类型冇全容罐、双容罐、单容罐、薄膜罐等［2］。LZG储罐结构复杂，特别是全容罐，其内外两层结构、钢璧和混凝土壁的交错形式，以及复杂的罐顶构件使储罐的吸热计算十分I木1难；罐内两相流体的热对流、热传递也非常复杂，迄今仍无可靠的方法计算储

2、罐吸收外部热量产生蒸发气的气量。在实际工程中，大多采用经验值法计算。经验值法是根据目前卅界上正在运行的LNG接收站储罐实际产生的蒸发气量进行估算的，公式如下：Qi几GF?4式中：G1为储罐因吸热产生的蒸发气量，kg/h；A为熬发气产生系数，(0.05%-0.08%)/d；Ve为储罐实际储存LNG的量m3；p1为储離储存LNG的密度kg/m3oLNG是一种混合物，在吸热时，蒸发气的纽•成与LNG混合物的纽•成比例不同，是以轻纽分为主的混合物。上述公式仅能计算储罐蒸发气的产生量，无法计算LNG蒸发气的组分。蒸发气的组分计算采用闪熬计算法，

3、在实际工程中，一般借助软件进行计算。1.2体积置换产生蒸发气I大I体积置换产生的蒸发气量是指在LNG进料或出料时，山于LNG的进出导致储罐内蒸发气的增减量：C?2—("Oout)pl式中：G2为因进出料变换引起的蒸发气量，kg/h；Qin为进入LNG储罐的LNG量,m3/h；Qout为排岀LNG储罐的LNG量,m3/h。在体积置换过程中，置换的蒸发气不是按原LNG的组分比例排出，同样存在轻纽分比例较大的现彖，这部分蒸发气组分采用理论计算比较困难，在实际工程中，按储罐吸热模式来计算。1.3其他原因产生的蒸发气其他原因产生的蒸发气是指在外

4、部条件发生变化或爭故情况下产生的蒸发气。外部条件变化主要包括因大气压下降而产生的蒸发气，事故状态主要包括因储罐蒸发气外输系统发生故障，紧急排放或打开安全装置产生的蒸发气。山于这部分蒸发气量受LNG接收站所处环境、丁艺系统设计方法和控控制水平限制，产生的蒸发气量各不相同。在实际中，这部分蒸发气的产生量较少，通常不做考虑。2卸料和非卸料期间蒸发气的计算2.1卸料期间的储罐蒸发气卸料期间是指当LNG船舶到达码头后，进行卸料作业的过程。卸料期间储罐内产生的蒸发气除了正常状态下产生的蒸发气外，还包括LNG吸收卸料管道热量产生的蒸发气和蒸发气返冋

5、船舱弥补真空的气量。吸收卸料管道热量产生的熬发气是指在卸料期间，船舶LNG在船泵输出压力下进入卸料管道后吸收的热量，此时LNG处于过冷状态，当I.NG到达储罐后，山于压力降低，部分LNG转化为蒸发气。卸料期间储罐产生的蒸发气为:Gu=G+G+Gp=f(Op)Op=g(P>T,L,D,n,E…)式中：GU为非卸料期间储罐的蒸发气量，血/h；GP为吸收卸料管道热量产生的蒸发气量,kg/h；QP为模拟储罐吸热所产生的蒸发气量，m3/h；T为LNG的温度，K：L为管道长度，m；D为管道直径，mm；n为弯头个数；E为高程，m0山于LNG在卸料管

6、道内处于单相液体状态，故其吸收热量的过程与普通管道的传热并无区别，当LNG经过调圧装置后压力降低，进入储罐时部分LNG转化为蒸发气，此时蒸发气的量与LNG从管道中吸収的热量存在函数关系。在实际工程中，此时产生的蒸发气GP按储罐吸热的模式计算，即LNG从管道中吸取的热量近似于储罐从外界吸取的热量。在软件模型中，将Q1〉作为储罐吸热来计算产生的熬发气量。储罐产生的蒸发气在进入蒸发气处理系统Z前将分流给LNG船舶补真空气，补真空气的蒸发气一般通过加圧设备加圧后进入船舱，加圧设备包括风扇、鼓风机、压缩机等，不同等级设备的选用主要是依据蒸发气补

7、真空气需要压力的高低。补真空气的目的是保障船册在卸料期间，使船舱保持一定的压力，避免形成真空状态。卸料期间进入再冷凝系统的储罐蒸发气的计算公式为:Gj・r=Gj■ss=VspQ式中：GR-S为蒸发气返冋船舱补真空的气量，kg/h；GUT为卸料期间进入再冷凝系统的储罐蒸发气量，kg/h；VS为船舱容积，m3；PB为船舱内蒸发气的密度，kg/ni3。2.2非卸料期间的储罐蒸发气非卸料期间储罐蒸发气与卸料期间相比，少了进入LNG储罐的置换蒸发气和吸收管道热量产生的蒸发气，增加了LNG吸收循环管道热量产生的蒸发气，蒸发气的计算与GP类似。非卸

8、料期间储罐蒸发气为：Gh=G+G式中：Go为LNG吸收循环管道热量产生的蒸发气量，kg/h；GH为非卸料期间储罐的蒸发气量,kg/ho此时对于LNG低压泵输入而产生的储罐真空，山蒸发气压缩机出口蒸发气弥补，储罐吸入的蒸发