LNG遇到分层、翻滚,怎样合理充装
天然气

LNG遇到分层、翻滚,怎样合理充装

密度较大的LNG积聚在lng储罐底部,而密度小的则处于顶部;底部LNG因受到上面LNG重力的作用,压力高于lng储罐顶部LNG,蒸发温度相应提高,相对于该压力所对应的蒸发温度来说,底部LNG成为具有一定过冷度的LNG,蒸发速度较上部LNG慢。而外界热量总是不断由外而内地传递,底部LNG获得的热量中有相当一部分促使LNG的温度升高。由于温度升高,密度将减小,当底部LNG的密度小于上部LNG的密度时,分层平衡将被破坏,形成所谓的“翻滚”。此时,底部LNG的温度高于上部LNG温度,混合后温度低的LNG被底下翻上来的温度较高的LNG加热而蒸发加剧,底部温度较高的LNG翻上来以后,失去了上面LNG重力的作用,压力降低,成为过热的LNG,也将产生剧烈的蒸发。因此,平衡被破坏以后,液体“翻滚”引起LNG蒸发率剧增。如来不及排出大量的LNG蒸发气体,lng储罐内压力将超过没计工作压力,对LNG的安全储存非常不利。

由于天然气,特别是来自不同气田的天然气,在组分上存在一定的差异,所以LNG的密度也会有所不同。如果不同密度的LNG储存在同一lng储罐内,容易引起LNG分层。

如果该调峰lng储罐储有LNG并持续一段时间未再注入或使用LNG,则由于外界热量的导入,使LNG蒸发,从而使罐内的LNG密度提高,这时再注入LNG就有可能形成LNG的分层。

根据翻滚产生的机理,可以采取以下方法防止LNG分层和翻滚:

(1)分别贮存。这是防止分层的较好方法,即将密度不同的LNG储存于不同的储罐中。但这需要多个储罐,使营运不仅经济,而且操作方便。

(2)充分搅拌所有灌入储罐的LNG,消除密度差,防止LNG的分层。一般采用循环泵进行循环(即用LNG泵由储罐下部到上部打回流)的方法来使储罐中的组分充分混合。

(3)控制灌入储罐LNG组成成分的密度变化范围,尽可能减小组分的密度差。

对于大型LNG储罐,充分搅和比较困难。一旦发生LNG翻滚,汽化后的大量天然气难以及时通过安全释放阀排放。为了防止发生事故,设置安全释放阀、放散火炬、回收压缩系统等,防止LNG蒸发、翻滚造成储罐超压。一般同时采用上述两个措施,并且尽量使一个储罐仅用来储存同一产地的LNG,控制其组分的变化范围,从而防止LNG的翻滚现象。一般灌入储罐的LNG的密度差尽量控制在15kg/m3以内。

(4)选择正确的充注方法。根据需要装载的LNG与货舱内原有的LNG密度有差异,正确选择充注方法,可有效地防止分层。充注方法的选择一般应遵循以下原则①密度相近时,一般底部充注。②将密度小的LNG充注到密度大的LNG货舱中时,应该采用底部充注的办法。③将密度大的LNG充注到密度小的LNG货舱中时,应该采用顶部充注的办法。④采用多孔管充注。多孔管即在充液管上开有一定数目的小孔,使用多孔管充注可使充注的新LNG和原有的LNG充分混合,从而壁面分层。

根据经验,为了避免分层现象,在液化过程中,应注意分析进料天然气组分,不要有较大的密度差(密度差应尽量小于15kg/m3)。否则采取LNG不进储罐,直接进入汽化器。汽化后再输到外界管网进行循环的方式。进液过程中,选择将温度较低的LNG从罐顶部灌入。将温度较高的LNG从罐底部灌入,使充液过程也成为不同密度的LNG混合的过程,从而防止LNG分层,避免翻滚现象的产生。

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(文章来源:网络综合整理)