
LNG遇分層、翻滾如何合理充裝
密度較大的LNG積聚在lng儲罐底部,而密度小的則處于頂部;底部LNG因受到上面LNG重力的作用,壓力高于lng儲罐頂部LNG,蒸發(fā)溫度相應提高,相對于該壓力所對應的蒸發(fā)溫度來說,底部LNG成為具有一定過冷度的LNG,蒸發(fā)速度較上部LNG慢。而外界熱量總是不斷由外而內地傳遞,底部LNG獲得的熱量中有相當一部分促使LNG的溫度升高。由于溫度升高,密度將減小,當底部LNG的密度小于上部LNG的密度時,分層平衡將被破壞,形成所謂的“翻滾”。
由于天然氣,特別是來自不同氣田的天然氣,在組分上存在一定的差異,所以LNG的密度也會有所不同。如果不同密度的LNG儲存在同一lng儲罐內,容易引起LNG分層。
如果該調峰lng儲罐儲有LNG并持續(xù)一段時間未再注入或使用LNG,則由于外界熱量的導入,使LNG蒸發(fā),從而使罐內的LNG密度提高,這時再注入LNG就有可能形成LNG的分層。
根據翻滾產生的機理,可以采取以下方法防止LNG分層和翻滾:
(1)分別貯存。這是防止分層的較好方法,即將密度不同的LNG儲存于不同的儲罐中。但這需要多個儲罐,使營運不僅經濟,而且操作方便。
(2)充分攪拌所有灌入儲罐的LNG,消除密度差,防止LNG的分層。一般采用循環(huán)泵進行循環(huán)(即用LNG泵由儲罐下部到上部打回流)的方法來使儲罐中的組分充分混合。
(3)控制灌入儲罐LNG組成成分的密度變化范圍,盡可能減小組分的密度差。
對于大型LNG儲罐,充分攪和比較困難。一旦發(fā)生LNG翻滾,汽化后的大量天然氣難以及時通過安全釋放閥排放。為了防止發(fā)生事故,設置安全釋放閥、放散火炬、回收壓縮系統(tǒng)等,防止LNG蒸發(fā)、翻滾造成儲罐超壓。一般同時采用上述兩個措施,并且盡量使一個儲罐僅用來儲存同一產地的LNG,控制其組分的變化范圍,從而防止LNG的翻滾現象。一般灌入儲罐的LNG的密度差盡量控制在15kg/m3以內。
(4)選擇正確的充注方法。根據需要裝載的LNG與貨艙內原有的LNG密度有差異,正確選擇充注方法,可有效地防止分層。充注方法的選擇一般應遵循以下原則①密度相近時,一般底部充注。②將密度小的LNG充注到密度大的LNG貨艙中時,應該采用底部充注的辦法。③將密度大的LNG充注到密度小的LNG貨艙中時,應該采用頂部充注的辦法。④采用多孔管充注。多孔管即在充液管上開有一定數目的小孔,使用多孔管充注可使充注的新LNG和原有的LNG充分混合,從而壁面分層。
根據經驗,為了避免分層現象,在液化過程中,應注意分析進料天然氣組分,不要有較大的密度差(密度差應盡量小于15kg/m3)。否則采取LNG不進儲罐,直接進入汽化器。汽化后再輸到外界管網進行循環(huán)的方式。進液過程中,選擇將溫度較低的LNG從罐頂部灌入。將溫度較高的LNG從罐底部灌入,使充液過程也成為不同密度的LNG混合的過程,從而防止LNG分層,避免翻滾現象的產生。