LNG储罐冷却工艺及冷却方式

LNG储罐冷却工艺主要是通过LNG对充满氮气的LNG储罐进行喷淋，按3~5℃/h的降温速率对LNG储罐内壁及底部进行冷却，直至LNG储罐底部温度冷却至-155℃以下，LNG储罐开始小流量缓慢进液，并建立液位，LNG储罐冷却过程中产生的BOG通过火炬进行放空，冷却时要求LNG储罐底部或罐壁任意两个相邻检测点的温度梯度不得超过30℃，内罐底部和罐壁表面的温度梯度不得超过50℃，LNG储罐预冷过程。

LNG储罐冷却实现BOG零排放主要存在以下难点：①冷却前LNG储罐内充满氮气，冷却时BOG中氮气含量高，对工艺系统造成影响；②LNG储罐冷却过程中LNG的消耗量大，短时间内产生较多BOG；OLNG接收站正常工艺流程无法处理储罐冷却过程中产生的大量BOG。因此实施LNG储罐冷却过程中BOG零排放需要首先解决BOG中氮气含量高和短时间内BOG生成量大的问题。

传统LNG储罐冷却方式并未考虑LNG储罐氮气置换，只是利用卸料管道冷却时产生的BOG对LNG储罐进行初步置换或不置换直接冷却，导致LNG储罐冷却时BOG中氮气含量高，LNG储罐冷却完成投用一段时间后，残留氮气逐步减少。结合甲烷(LNG的主要成分)与氮气的密度特性及LNG储罐的管道设置，提出如下氮气置换技术思路：①利用甲烷及氮气的密度性质，将常温气(BOG)通过工艺管道从LNG储罐顶部注入常温储罐；②控制LNG储罐处于稳压状态，通过LNG储罐底部氮气吹扫管线将氮气排出；③密切监测氮气出口的可燃气体浓度，将含有可燃气的氮气引入火炬放空直至置换合格。

调整LNG接收站低温BOG压缩机负荷，将出口常温(15一20℃)气(BOG)通过LNG接收站放空管线由LNG储罐顶部进入LNG储罐，控制LNG储罐压力为20kPa，调整进入LNG储罐的气体量约5000m³/h，氮气由LNG储罐内底部氮气吹扫管线引出，整个置换过程持续40h，当氮气出口检测甲烷含量为85%时停止置换。

LNG储罐冷却的常规方法为直接采用LNG喷淋方式冷却LNG储罐，喷入的LNG对周围的气体进行冷却，再由冷却的气体对LNG储罐内壁吸热冷却(主要指内罐钢板、吊顶钢板、罐底、罐顶及环形空间保温材料)，直至LNG储罐冷却完成。

两种LNG储罐冷却方式比较

1)两种方式均可完成LNG储罐冷却。

2)采用喷淋方式冷却LNG储罐时间短，约59h；

采用“BOG+LNG”方式冷却LNG储罐耗时长，约122h。

3)采用喷淋方式冷却LNG储罐单位时间的LNG消耗量大，LNG储罐冷却速率快；采用&quot；BOG+LNG”方式冷却LNG储罐单位时间的LNG消耗量小，LNG储罐降温速率慢。

4)采用“BOG+LNG”方式冷却LNG储罐在冷却后期降温速度慢，需要加大LNG喷淋量。

利用已投用储罐自蒸发气冷却LNG储罐的过程，利用已投用LNG储罐1，2自然蒸发的低温BOG(温度可达-140℃)，由卸料总管经底部进料管线进入预冷LNG储罐3，BOG由LNG储罐顶部管线排出储罐，经BOG压缩机处理外输。LNG储罐冷却过程中通过向卸料总管喷淋LNG对自蒸发BOG进行控温，以LNG储罐温降速度为-1~-4℃/h，LNG储罐冷却后期引入少量LNG对储罐进行深冷直至LNG储罐冷却完成。

结论

1)LNG储罐在冷却前可以采取底部排氮气法置换储罐中的氮气，置换效果非常理想。

2)采用储罐底部进气法比顶部喷淋LNG法冷却，冷能利用充分，消耗冷量少。

3)采用“BOG+LNG”冷却法能够减少LNG储罐冷却过程中BOG的产生量，匹配LNG接收站BOG处理能力，实现LNG储罐冷却BOG零排放。

4)“BOG+LNG”冷却法在LNG储罐冷却过程中LNG消耗量少，能够实现节能减排，减少损耗。

5)储罐底部氮气置换法及“BOG+LNG”储罐冷却法可作为今后LNG储罐投产试车的借鉴和参考。