LNG加气站储罐保持低压的措施

1LNC储罐工作压力

加气站LNG储罐的工作压力一般为0.4~0.8MPa。LNG主要组分为甲烷，因此，本文中LNG物性参数近似按甲烷考虑。根据饱和甲烷热力学性质，液态甲烷随着温度升高、压力升高，密度逐渐减小；气态甲烷随着温度升高、压力升高，密度逐渐增大。LNG储罐中储存的介质大部分为液体，当然希望密度越大越好，储存状态在低温、低压下较佳。因此，LNG储存、运输、加注系统，一般温度、压力越低越好。

1.1卸车过程对储罐工作压力的影响

储罐压力与进站槽车压力有关系。假设2辆槽车分别向同一个LNG储罐卸车，2辆槽车的压力不同，但均比储罐压力低，从储罐上部以喷淋方式进液。在其他条件都相同的情况下，槽车压力较低，相应的温度就较低，进入储罐后冷却储罐内的BOG较多，导致储罐压力较低；反之，槽车压力较高，导致储罐压力较高。

1.2加气工艺对储罐工作压力的影响

过去，在给汽车加气之前须对储罐中的LNG进行升压升温，从而压力的饱和液体，满足LNG汽车发动机需要车载气瓶内液体达到饱和状态的要求，一般要求压力为0.4~0.8MPa。

根据已运营的多座LNG加气站调研数据，现在LNG储罐一般不调饱和。随着LNG汽车车载气瓶技术的不断改进，现在普遍利用汽车发动机的冷却循环水将一小部分LNG气化，给车载气瓶增压，使气瓶中压力提高，满足发动机的进气压力要求。

对于LNG储罐，设计压力并不是越高越好。有些观点认为储罐设计压力高，BOG存量大可能有利于，笔者认为此观点欠妥。首先，解决BOG问题的措施是减少BOG的产生和对BOG进行回收利用，而非增大设计压力进行储存；其次，如果储罐设计压力高，则钢材耗量大，造价高。

3LNC储罐保持低压的措施

①加强储罐绝热效果

目前的真空设备制造水平，无法使LNG储罐达到真空状态，因此只能采取相应措施来控制，主要有以下几个途径。

首先，LNG储罐尽量选择绝热效果好的设备。其次，要定期检测真空设备的真空度，不合格时重新抽真空，使设备处于较佳工作状态。

再次，可考虑采用埋地储罐。加气站储罐一般为地上或半地下，全部或部分裸露于空气中。由于储罐与大气之间存在温差，产生热量传递，使储罐内LNG温度升高，压力升高。埋地式LNG储罐置于地下，与大气隔绝，在夏季和春秋季的一些月份，地温低于气温，产生的热量传递少，从而减缓了LNG的温升，使储罐保持低压。

②注重气源品质

用气方在购买LNG之前，应索取供气方LNG的组成参数，应要求所供LNG的饱和蒸气压尽量低。这样LNG槽车到站卸车时，槽车内的压力不会很高(与储存时间也有关系)，LNG的温度也不会很高，LNG通过上进液管以喷淋方式进入储罐，将储罐气相空间的气冷却，从而减少了储罐的蒸发气体。

③合理选择管道保冷方式

LNG加气站内的液相管道、气相管道与储罐均直接或间接相连，因此合理选用真空管或保冷管至关重要。

真空管：由内管、外管以及多层绝热材料组成，内外管之间的夹层为多层绝热材料复合而成，将夹层抽成高真空状态，从而把内管冷量损失控制到较低，充分满足低温流体输送的要求。

保冷管：为减少LNG在工艺管道输送过程中的冷量损失，采用在管道外包扎绝热材料的方式对低温管道进行保冷。

真空管与保冷管相比较：a.在绝热性能方面，真空管比保冷管绝热效果好；b.在结构尺寸方面，真空管结构复杂，但尺寸较小；保冷管结构简单，但尺寸较大；c.在造价方面，真空管远高于保冷管；d.在维护及使用寿命方面，真空管不及保冷管。

真空管比保冷管绝热性能佳，可减少传热量，但要根据具体情况合理选用。在LNG加气站管道设计中，管道走向复杂，管道上管件、仪表较多，长距离直管段较少的区域适合选择保冷管。而管道走向单一，管道上管件、仪表较少，又有较长距离的直管段的区域，适合选择真空管。

④回收利用BOG

a.站内生活供暖

LNG储罐产生的BOG，LNG潜液泵回气的BOG，LNG加气机回气的BOG汇聚至LNG储罐。储罐内的BOG导出，经加热器加热后，温度升至环境温度，再通过调压计量装置后，为站暖使用。

b.并入市政燃气管网

如果LNG加气站产生的BOG量较多，且就近有市政燃气管网的情况下，可将BOG进行收集、升温、调压计量、加臭后送至市政燃气管网进行回收利用。

c.作为CNG进行利用

将BOG进行收集、升温、调压、计量、加臭后送至压缩机进行压缩，成为CNG进行利用。

d.其他途径

BOG通过再冷凝转化为LNG进行回收利用的方法多见于气液化工厂或LNG大型储备站、接收站。由于LNG加气站LNG储存规模小，产生的BOG量少，且再冷凝装置的费用较高，因此在LNG加气站中BOG再冷凝转化为LNG的回收利用不多见。

⑤提高工艺操作水平

卸车、加气操作不当，会造成储罐压力升高。a.卸车需要将槽车压力增压到高于储罐压力才能进行。储罐经过一段时间运行后一般压力较高，通常能达到0.8MPa以上。而槽车压力一般较低，约为0.2MPa，甚至低。如果直接对槽车增压将使系统压力，应先将槽车气相空间与储罐气相空间相连通，进相平衡后再卸车。

b.加气完成后，LNG潜液泵会停止运行，这时泵池及管道中会存留许多LNG，这部分LNG气化速度相当快，如果产生的BOG通过泵后回气管回到储罐的气相空间，将造成储罐压力上升。建议这部分回气优先通过储罐下进液管进入储罐，这样储罐内大量的LNG会将少量BOG再次冷凝。

c.在LNG温度较低(一140℃以下)而储罐气相空间的压力和温度又较高时，进行“液一泵一上进液”的打循环操作，即储罐内LNG自液相管道经LNG潜液泵通过储罐上进液管(卧式储罐的上进液管为一根喷淋管，即均匀开孔的横管；立式储罐的上进液管末端装有一个喷嘴)进入储罐，将储罐内气相空间的部分BOG再液化，达到降低储罐压力的目的。

⑥增加加气站的LNG销量

许多LNG加气站运行之初，加气车辆太少导致加气量达不到设计规模，导致LNG储存时间过长，加气间隔较长，加气管道内LNG滞留时间长，吸热多。下一次加气时，打开加气机回气管与储罐气相管道之间的阀门，将加气机回气管初步预冷。再将储罐内少量LNG经潜液泵通过液相管道输送至加气机，这些LNG再通过加气机的回气管回到储罐下进液，将加气机的液相管道、回气管进一步预冷。这部分热量将回流到储罐，造成储罐升温，压力上升。加气间隔时间越长，产生的热量越多，储罐升温越多。增加加气站的LNG销量，是保持储罐低压的重要途径。