最新LNG及L-CNG加气站损耗产生机制.doc

《最新LNG及L-CNG加气站损耗产生机制.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新LNG及L-CNG加气站损耗产生机制.doc（39页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateLNG及L-CNG加气站损耗产生机制LNG及L-CNG加气站损耗LNG及L-CNG加气站损耗产生机制和控制措施-陈飞行业常用技术术语和简称 LNG：液化天然气，95%以上组分为甲烷，低温、低压（或常压）液态保存； BOG：LNG在系统中由于温度（上升）、压力（降低）等原因气化，形成的气相； 液相：LNG系统中LNG气液混合态中液体的部分； 气相：LNG系统中LNG气液

2、混合态中气体的部分； EAG：由于安全阀起跳等原因，减压气化释放出的LNG； LNG加气机：为车辆加注低温液态LNG，计量加注量； CNG加气机：为车辆加注高压气态CNG（压缩天然气），计量加注量； LNG储罐：采用真空夹层保温，用于低温储存LNG；内罐设计为可以承受一定的工作压力； 质量流量计：常用于CNG加气机和除查特公司以外所有LNG加气机中，用于检测加注LNG液体或CNG气体的质量流量； 体积流量计：常用于测量气体的体积流量，需要根据温度和压力换算为标态的体积计量单位；查特公司特有的压差式体积流量计由于测量LNG液体的体积流量，再根据检测到的密度自动换算质量流量； 泵池：用于满足将LN

3、G潜液泵浸没在LNG液体使用而特制的一种从LNG储罐导入液体，并自动将其中产生的气体输送回储罐的装置； L-CNG柱塞泵：导入LNG液体，通过柱塞推送，将高压LNG液体排送到高压气化器中气化，生成CNG； CNG顺序控制盘：由于控制CNG储气瓶组高、中、低压气瓶充压前后顺序的装置； PLC控制柜：远程控制系统中气动阀门、潜液泵和柱塞泵等设备；自动采集和处理LNG工艺系统中温度、压力、液位、工作频率和燃气浓度等参数；根据人工输入运行指令，自动实现运行指令；兼具设备运行工况安全控制、自动连锁、运行参数显示、报警控制值设定和控制逻辑选择等复杂功能； SCADA系统：即上位机系统，配合PLC系统、其他

4、智能设备和网络设备，组成的高一级（相对PLC）人机界面；具备运行数据库和潜在的高级运行分析和诊断功能，以及未来实现联网监控的能力。一、LNG性质特点与损耗1. 首先，LNG是一种低温的、极易气化的液体（对于饱和态的LNG液体，任何一点温度升高和压力下降导致的直接结果就是气化成BOG）；而且在加气站设备条件下，LNG一旦气化就很难再被液化为液体了；2. 对目前设备条件下的加气站而言，只有液态的LNG有实际的销售价值（除了高压气化后的CNG）；系统中的BOG大多数难逃最终被放散出系统下场；加气站点，尤其是那些形势严峻的“高耗站点”，精细化的高水平操作将是除工艺技改和销量提升外唯一可以有效对抗损耗上

5、升的手段；每一次“粗放”的操作都会带来更多BOG的产生（损耗增加）3. 产生BOG对加气站运行管理、经济效益有很大的危害，所以抑制BOG产生是贯穿整个生产过程的首要任务（从流程设计、设备选型、新技术、新工艺运用、运行管理、规范操作、计量管理到设备维保修等等）；4. 加气站损耗产生的原因是多方面的，有工艺技术方面的原因，也有管理操作方面的，有一定的复杂性，但又有很强的规律性可循，有成熟的理论支撑和经验数据旁证；5. 高销量的优势：虽然加气站损耗综合反映了站点的工艺设备技术水平和操作管理水平，但在保持足够高的日销量情况下，上述缺陷可以被有效掩盖，甚至某些反而成为“优势”；二、 损耗分类运行损耗：是

6、指期初库存+期内实际入库量-销售量-期末库存所得到的结果（正值为亏损）；卸车损耗：是指槽车在液厂的装车量-槽车在加气站的实际卸车量（正值为亏损）；以下对两种损耗分别加以分析1. 运行损耗产生的途径1.1 BOG放散：各种将系统中气体自动或手动通过汇总排出系统放散排出的过程；见LNG及L-CNG加气站放散气体产生的原因（附件1）一文。1.1.1 加气站LNG系统及储罐中产生的BOG都会“收集”在储罐中，当储罐压力达到控制上限（1.1MPa），不得不手动开阀放散；大部分是这种情况；1.1.2 储罐液体温度过高或液位较低时，遇到泵池或L-CNG柱塞泵距离储罐较远，需要在泵前放散“引液”才能完成预冷和

7、启泵建压；1.1.3 加气间隔长的站点需要在LNG加气机下放散出“热气体”引流预冷，避免“热气体”回流到储罐产生更多BOG；1.1.4 卸车增压操作时需要在增压气化器后放散引流到增压器中，遇到低温液或卸液口法兰过高站点，单次放散量也会较高；1.1.5 有时为了检修设备，放空置换系统时，也需要将相关部位管道甚至是储罐中的气体排空。1.2 L-CNG柱塞泵卸载排放：为满足L-CNG柱塞泵空载启动的要求，每次启停泵时自动将出口管线排空；1.2.1 正常情况下排放量与启泵打压的次数有关（洪湖站每天打压12次，每月单项放散量估算结果是1.5吨左右）；1.2.2 当柱塞泵进出口气动阀、单向阀和浮动排液阀出

8、现泄漏时，就不仅仅是每次启泵时的“定量”放散了。1.3 EAG排放：由于管线超压，安全阀起跳，将LNG排出系统的情况；1.3.1 往往是在手动操作状态下，储罐压力高又过高的设置了潜液泵频率，结果加气机里的安全阀起跳了，泄压后自动复位了，不一定会被发现；1.3.2 还是在手动操作状态，错误地关闭了某条管道两端的气动阀，被封闭的管道上的安全阀起跳了，泄压后自动复位了，如不是有人正好在旁边，一定不会被发现；2. 卸车损耗产生的途径之一首先：基于目前我们所运用的工艺技术 ，以及采购、运输、卸车和 销售流程，卸车损耗（运输损耗）有其产生的必然性。（见LNG及L-CNG加气站卸车损耗分析附件二 一文） 2

9、.1 由于实施单站卸车200KG和两站卸车300KG磅差考核控制的措施，需要严格控制的是各种将“卸车损耗”转移到运行损耗中的做法；由于运行损耗产生的情况更复杂，监控技术手段不够健全；严格执行湖北新捷LNG卸车过磅计量管理办法（附件三）是防止各种舞弊的基础和有效手段；从产生卸车的原因上分析，主要有以下几个方面：2.1.1 LNG残留：部分LNG液相和气相残留在槽车储罐中无法有效卸出的情况；原因如下分析：2.1.2 站点储罐内LNG温度高、压力高；（销量低、管线长、保温差、CNG销售比例高、设备工艺技术水平低等）；2.1.3 站点场地、工艺管线缺陷；（卸车位无法实现头高尾低、卸车口太高、站点增压能

10、力和效果不足等）；2.1.4 站点人员操作水平低或工作责任心差；（操作粗放、不能有效地按照操作规程中卸车末端的技术要点来控制流程等）；2.1.5 气源调配和策略使用不合理；（未能有效利用调配手段降耗、销量突变等情况下应变措施不及时、两个高温站点分卸时卸车时机和措施使用不当等）2.1.6 LNG气源温度高，对站点降压降温效果差；（在黄冈工厂供液期间，尤其是每次投产初期和停产后用底库液时会有明显反应）3. 卸车损耗产生的途径之二3.1 利益驱使（或主观逃避追责），典型做法：3.1.1 过磅作假：为满足少卸多计的目的，采取满车过磅时增加总重和空车过磅时减少总重的做法；结果导致计算后的卸车量高于实际卸

11、车量，结果会直接增加站点的运行损耗；补足自用或盗卸的漏洞，也是逃避磅差超标追责的做法之一（常用满车过磅上人和空车过磅防水的方法，据说也有遥控地磅的做法）3.1.2 放空降压后过磅：这是典型的逃避磅差超标追责的做法，表面上看磅差是达标了，却直接增加了站点的运行损耗；（通常是站点人员配合或默许司机操作）利益驱使型，一旦形成利益链，联合作假将不容小视3.2 接管自用，燃料费变现或节约奖励：LNG车头通过加装管道，直接燃用大罐LNG的情况；（已将该类车辆排除出我公司运输队伍）3.3 满车盗卸变现：在液厂到站途中盗卸LNG；（已通过多种措施监控）3.4 空车盗卸变现：卸车完成离站后，采用专用设备盗卸残留

12、LNG液相和气相的情况；（监管盲区，未得到应有重视）3.5 其他情况：3.5.1 装车计量偏差：槽车在液厂实际装车量小于装车单数量的情况（应在允许计量偏差范围内1%，但估计没有正偏的可能）；3.5.2 槽车系统泄漏：偶有遇见，忽略不计。附件一、LNG及L-CNG加气站放散气体形成的原因在目前部分LNG和L-CNG加气站的日常操作中，手动操作排放BOG气体（EAG）成为常态，而且有的站点由于特有的情况，每天排放的总量相当可观，造成存量损失和环境危害；减少排放有必要先了解其生成的原因。1. 来源于加气车辆：每次加气时都有必要回收LNG车辆自用气瓶气相，LNG车辆自用气瓶在每次加气前往往都有一定的压

13、力存在，气瓶中大部分都是气相；如果不能有效地排出去，会影响加气速度，在加气过程中气相空间被压缩，压力会迅速升高，低温泵的排压也被迫升高，最后达到加气机设定停机压力自动停机，而导致车辆“加不满”气；所以加气时回收气相是有必要的；2. 由于热量“漏入”，LNG液体气化产生的BOG，大量积存后导致储罐系统压力过高而不得不手动放散；热量“漏入”途径如下：2.1 从真空绝热的储罐外壁漏入，虽然可以控制在一定范围内，却也是不可避免的；2.2 从卸车加气管道系统“漏入”，包括低温泵池、控制阀门、流量计、加气和卸液软管、加气枪等暴露在空气中的设备表面，都是热量漏入的途径；在为车辆加气和预冷的时候，热量被带回储

14、罐；2.3 低温泵在运行过程中产生的热量也被LNG如数吸收；3. 在卸车增压操作时，需要操作阀门使少量LNG液体进入增压空温增压器中，LNG吸热气化后被导入槽车中，以便于卸车；液体卸完后气相平压时气体又流回储罐；4L-CNG加气站中运用的高压低温柱塞泵停用后会从外界吸收热量而升温，每次运行前都必须对其预冷，否则无法正常工作；尤其是停用过长时间后，每次预冷时都会使大量LNG直接气化为低压气体，只能排入储罐中；5. L-CNG加气站中运用的高压低温柱塞泵要求空载启动，所以每次停用时必须将排出口管段的部分气液混合态LNG排放掉；6. 槽车运输到站的LNG已经“过热”（相对加气站存量LNG）了，卸入加

15、气站储罐后把原来的液体也“加热”了，大量液体“被”气化；7.当一次LNG加气或卸液作业结束后，由于两端阀门关闭而被封闭在相应液相管线中LNG液体会因为温度升高而气化，直接从管道安全阀排出，经过BOG加温器放散；8.如果储罐内液体没有足够的“过冷度”，已是或接近饱和的液体会在进入低温泵吸口前达到饱和状态而气化，低温泵的输送效率下降，甚至难以建立排出压力；设备厂家应该从变频控制策略的角度来防止低温泵的“空转”。 陈飞 2013年5月16日附件二、LNG和L-CNG加气站卸车损耗分析LNG和L-CNG加气站卸车过程中产生的损耗可以分为以下几个部分：一为了卸车而放散降压是卸车损耗的主要部分。由于加气站

16、的日销量较低，加气站储罐中储存时间较长LNG的温度和压力都比较高，甚至与槽车“平压”操作后还有高于槽车的压力，由于LNG槽车安全阀起跳的压力多设置在0.75MPa, 这时的槽车已经没有办法再“增压了”；如果储罐压力高于槽车压力是没有办法卸车的，于是只有对加气站储罐放散降压，使储罐压力低于槽车压力一定数值才能正常卸车；于是损耗就在放散时产生了，这种放散有时需要持续很长时间，高达数百公斤的气体被排放，也是一种不得已而为之的方法；单操作得当可以减少排放气体。1操作技巧之一：如果槽车到站时是满车，而且压力较低，表明槽车中的液体温度较低，要做好利用低温新液为储罐降压（吸收一部分气体）的准备工作；具体操作

17、：1.1 尽可能在平压时等槽车安全阀即将起跳再关气相阀（达到0.75MPa）；1.2 放散结束时间确定：在储罐压力低于槽车压力0.03-0.05MPa（立式储罐要加上液位差产生的静压头（大约1米高差相当于0.004 MPa），即可果断停止放散；1.3 仅开启液相卸车管线阀门，液体会自动流入泵室，启泵后储罐上进液产生的喷淋效果将使有明显下降；同时槽车压力也会下降；1.4 这时要密切观察槽车压力和储罐压力的变化，略高于储罐的槽车压力是顺利卸车的前提，在这个“压差”消失前有必要开启卸车增压工艺来保持-即从泵的排出口引一点液相到增压器中气化，用气体为槽车增压。2. 第二种情况：如果槽车到站时是半车，而

18、且压力较高，表明槽车中的液体温度较高；要做好利用增压器为槽车增压和继续放散的准备工作；具体操作：2.1同上1.1；2.2同上1.2；2.3 启泵进液后要注意储罐压力是否有上升趋势，如有这种情况，有必要保持对储罐的放散降压，维持正向的卸车压差；2.4 必要时的增压操作也是维持正向的卸车压差的有效方法。二 如果不能一次性将计划卸完的槽车“卸空”，也会造成损失，有几种情况：1没有控制好“压差”，导致槽车出液被从泵排出口进入的储罐气体从泵室中反顶出来，低温泵吸空失压，卸液中断；重新建立压差必须再次放散或是对槽车增压，都会增加损耗；2由于卸车时槽车储罐的“水平倾斜度”没有调整好，就是出液管口不在最低点，

19、液体还没有卸完就进了气体，导致低温泵进气体失压，而且气体迅速进入储罐而使“压差”丧失，已经被增过一次压的剩余液体温度会大大升高，即使再调整车位卸出来的液体也是较热的，对储存周期没有优势；所以调整槽车储罐的“水平倾斜度”对一次性卸尽液体是很重要的；2.1 调整槽车储罐的“水平倾斜度”对于尾部出液的槽车来说较为容易一些，调整前支撑使车尾略低于车头即可；对于中部出液的槽车来说则困难一些，要调整前支撑使储罐尽可能水平最好；有的站点地势坡度过大，调整不到最佳位置，有必要采取措施加以整改。3. 卸车结束后，如果槽车中有较高的气相压力，而且高于储罐压力，这时应该将槽车中气相导入储罐中“平压”，减少排放又使储

20、罐液体有一定的“过冷度”，有利于加气。4. 当槽车来液温度和压力都较低（-152以下，0.1MPa以下），而且储罐的温度和压力也较低的情况下，可以考虑对槽车增压后采取不启泵的方式卸车，要求能建立0.2MPa的压差，储罐采用上进液来降压。减少低温泵的使用可以降低电力耗费、泵的磨损和运行热量的吸收。三 运输损失：按照目前气源运距和运输合同，每车LNG的运输损耗在200公斤以上的部分是由我们公司承担的；由于目前采取全程装卸车前后过磅计量的方式，运输损失在可控范围内。小结：1. 在目前条件下，有的销量较低的LNG和L-CNG加气站为了卸车对储罐气体放散降压，从技术操作角度来看是不得已的；但通过对操作条

21、件和过程的有效控制，可以减少这种损耗。2. 改善卸车条件可以有效减少不必要的损耗。3. 对于上述销量较低的LNG和L-CNG加气站，想办法尽量减少蒸发气体的产生，是目前可用于损耗控制的有效途径。 陈飞 2013年5月30日附件三、天然气公司LNG槽车卸车过磅计量的管理办法2013年11月28日发布第一条 基于我们目前与气源厂和运输公司的结算计量方法合同约定，到站卸车过磅记录将作为我方加气站接受LNG数量的重要结算依据；为了确保公司利益不受侵害，进一步加强公司LNG槽车卸车过磅计量管理工作，制定本办法。第二条 本办法适用于公司所属LNG加气站、L-CNG加气站和LNG气化站。第三条 每个站点卸车

22、过磅计量都是由卸车前过磅和卸车后过磅两次过磅来完成的，不能将前一站离站轻车过磅数量作为后一站的到站重车过磅数量；第四条 从LNG槽车到站准备卸车到卸车完毕离站的这段时间内，必须保证LNG槽车在我方的严密监控之下；这个阶段包括：1. 我方站点人员与槽车一同前往过磅地点做卸车前重车过磅，过磅后我方站点人员与槽车一同回加气站卸车;2. 卸车完毕后，我方站点人员与槽车一同前往过磅地点做卸车前轻车过磅；过磅后我方站点人员与槽车一同回加气站签卸车接受单，之后槽车离站；3. 在上述过程中，槽车不能离开我方人员监控范围，不得由司机自主以各种理由开出站点；需要在站“压车”的情况，停放到由我方选定的暂时停放场地后

23、，不得在未经我方许可的情况下移动车辆。第五条 过磅过程是涉及卸车量计算的最重要步骤，要防止作弊事件的发生；主要注意事项如下：1. 槽车过磅点必须是我方选定的、由我方付费的正规过磅点，地磅的计量检定在法定的有效期内；2. 在槽车过磅过程中，严格按照统一的规定来执行；比如：过磅时驾驶室人员必须全部下车，离开过磅区域；槽车必须按规定的方向上下地磅，停放在磅台上固定的位置等; 3. 在卸车前重车过磅重量出来后，我方站点人员必须及时将其与装车单上出厂重量对比，差别应在合理的范围内（燃料，冷却水存量的变化），最多不应超过150kg；必要时询问槽车司机原因，没有得到合理解释前不得接管卸车；4. 在两次过磅期

24、间，不得对车辆实施加油、加水、放水和装卸随车重物等影响过磅重量的操作；尤其需要注意的是：很多车辆对车辆制动系统冷却水箱（可装水500kg）的放水操作可以在驾驶室内遥控，在下雨天，司机有意的放水操作不容易被察觉; 5. 卸车过程中严格按照卸车计划的数量来执行，包括卸空的情况；密切监控卸车过程，及时停止卸车，并通过技术手段争取较为精确地预估卸车后槽车内的剩余重量，以避免过磅后又会站二次卸车;6. 在到站卸空的情况下, 站点不仅仅要计算本站的卸液量，还要对比计算总卸液量和在气源液厂装车量之间的差值，即“磅差”，我们可以接受的“磅差”：单站卸车少于200kg，两地卸液少于300kg；超过情况必须及时向公司生产运营部请示处理方案。第六条 槽车一旦完成卸车全过程，并由站点签注卸车数据后离站，即脱离我方监控，如再次返回对计量数据提出异议，要求重新过磅等，将不予接受。第七条 请各运营站点依照上述要求实施槽车过磅管理，没有条件满足以上要求的，有必要提前报告情况，以便采取有效地替代措施。-