浅析LNG加气站BOG的产生及控制方法

浅析LNG加气站BOG的产生及控制方法

曾伟

重庆忠县燃气有限责任公司市场科重庆忠县404300

摘要：介绍了忠县公司苏家LNG/CNG加气站的基本情况，重点阐述分析了LNG加气站运行过程中，BOG产生的原因；并从设计布局、设备管理、操作规程、人员培训、市场开拓5方面提出控制措施。

关键词：苏家LNG加气站；BOG产生；控制措施

一、引言

近年来电动车辆的推广，导致天然气车用CNG市场的逐步萎缩，LNG的推广是当前车用燃气市场大的趋势。忠县公司苏家LNG/CNG加气站是重庆燃气集团第一家投产运行的LNG加气站。由于LNG的温度远低于环境温度，加气站在运行过程中，LNG会蒸发产生BOG，随着BOG的不断产生，对加气站的能耗、安全、环保等会产生不利影响。因此，了解LNG加气站的结构，分析其运行过程中产生BOG的途径，提出BOG处理的有效措施，对今后重庆燃气集团和忠县公司LNG加气站的发展及BOG的控制具有十分重要的意义。

二、苏家加气站的基本情况

苏家加气站由重庆忠县燃气有限责任公司投资建设，建设于重庆市忠县忠州镇苏家组团郭家转盘处，日供CNG能力为4.0×104Nm³的CNG加气站及日供LNG能力为2.0×104Nm³的加注站。该项目规划征地面积4515.38㎡，占地面积为4261.56㎡，建筑面积为581.16㎡，总投资为2800万元，定员18人。项目于2012年3月取得重庆市经济和信息化委员会下发的核准批复，于2016年4月25日取得忠县城乡建设委员会颁发的建筑工程施工许可证开工建设，历经1年零3个月的建设，于2017年7月3日苏家LNG加气站投产试运行。

三、BOG产生的原因分析

LNG是将原料天然气经预处理后，在常压（0.1MPa）下降温到-162℃时获得的天然气液态产品，由于LNG的温度远低于环境温度，因此在LNG加气站运行过程中，尽管对储罐和管道等设备采取了很好的保冷措施，但热量传入是不可能完全避免的，热量的传入引起LNG自然蒸发产生BOG，该部分产生BOG量的多少除与设备绝热性能有关外还受到环境温度、设备状态、日常运行维护等方面的影响。具体有以下几个方面的原因：

3.1车辆加液间隔时间过长

苏家加气站LNG加注车辆较少，平均加注量不足1×104Nm³，进液周期约为20-30日。由于加注车辆的不饱和，加满一辆车后很长时间才来第二辆车，加液管线与回流管线内的液体从储罐的底进液口回到储罐，导致LNG储罐升温、升压，形成大量的BOG。残液在管道内停留时间长，吸收的热量多也会气化。

3.2设备方面的原因

目前的真空设备制造技术条件受限，储罐、潜液泵等设备还无法达到绝对的真空状态。

（1）储罐、管道产生BOG

虽然LNG储罐多使用双层真空夹层绝热结构，但是仍不可避免受环境温度、储罐结构等多种因素的影响。外界环境的热量侵入会促使储罐内LNG温度过高，继而造成蒸发量的增加。LNG绝热管道也不能完全隔绝环境的热量，受保冷工艺和施工质量的影响，特别是阀门、三通处，有结霜、流汗的现象。

（2）潜液泵产生BOG

加气站的LNG潜液泵在工作过程中会消耗电能，其中大部分转变为LNG的机械能，另一小部分因为摩擦等作用则转化成了热能，该热能被LNG吸收后则引起LNG蒸发产生BOG。

3.3其他原因

在泄液过程中，储罐内的液相体积增大，气相体积减小，为了降低储罐内压力压力，储罐内部分BOG被排出；还有在泄液时由于加气站储罐和槽车罐内的LNG温度不同，这两种不同温度的LNG接触则会出现瞬间的闪蒸现象，产生BOG。

四、BOG的控制措施

4.1合理布局、优化工艺流程

（1）场站前期设计时合理布置储罐区、加气区，尽量减少储罐液相与加液机的距离；

（2）优化工艺流程，减少低温管道长度，严格控制连接管件，减少摩擦阻力，降低加液和待机状态下LNG的换热面积。

（3）严格控制LNG储罐与潜液泵进液口之间高度，确保潜液泵预冷的有效性。

（4）设计图纸中明确管道、阀门和三通处的保冷措施，最好针对阀门、三通采取预制保冷材料，后期填充发泡型保冷材料，提高保冷效率。

4.2加强设备管理，健全管理制度

（1）完善设备台账，了解设备的规格型号、设计参数、生产厂家以及维护保养、检验周期，掌握设备的结构、原理以及正常运行情况；

（2）根据场站设备情况和使用说明书等情况制定日巡查、周巡查、月巡查、季度巡查、半年巡查、年度巡查计划，明确巡查内容和标准。

（3）建立巡检巡查、隐患排查治理、交接班管理制度、节能增效等管理制度，确保及时发现问题、解决问题，确保设备处于检定有效期和安全运行状态，

4.3规范设备操作，完善操作规程

（1）编制泄液操作规程，明确泄液前的过磅、引导限位、设立警戒区域、静电接地、安全确认、正确穿戴劳保用品、平压至0.28MPa，泄液至槽车泄液至150mm时，关顶部进液阀，开底部进液阀，以及二次平压至少至0.28MPa为宜，在不低于0.2MPa的前提下，越低越好等要求。

（2）编制加液操作规程，明确加液前引导限位、静电接地、正确穿戴劳保用品、检查气瓶组情况，在气瓶压力较高时，对气瓶回气经加夜机回流管路通过放空阀进行放空，不再从底部进液等要求。

4.4加强人员培训，提高全员素质

（1）及时宣贯规范、文件精神，加大操作规程和应知应会知识的培训教育力度；

（2）积极开展槽车泄液、加液手指口述活动；

（3）建立考试题库，并定期更新。根据题库编制考试试卷，定期组织人员培训考试，将考试成绩与年终考核挂钩。

4.5加强市场开拓

（1）严格控制气体质量，加强计量管理，定期开展气质分析和计量器具校验工作；

（2）制定营销方案，开展营销活动。例如：办理加气IC卡，9.5折优惠或积分换洗车票、过节期间小礼品活动；与银行合作办理信用卡，让刷信用卡加气，开展9.5折或9折活动。

（3）改变经营观念，提高服务质量。例如：微笑评分；建立意见箱，定期收集意见并及时修正；建立出租车微信群，出现停电、优惠活动等情况，能够及时告知，避免跑空趟；规范LNG加注操作规程，缩短LNG加注时间。

五、结语

LNG加气站是为LNG汽车供应LNG燃料的加注站，目前国内LNG加气站技术已基本成熟，但各省份LNG加气站发展水平很不均衡，尚处在起步阶段，未来发展仍有着广阔的空间和市场前景。BOG的产生会影响LNG加气站的安全运行，造成能源浪费和运行成本增加。无论是设计单位还是运行管理部门，都应以熟悉LNG性质为基础，抓住LNG抓住LNG加气站工艺特点，从前期设计、设备管理、操作规程、人员培训和市场开拓等方面控制BOG的过量产生，提高场站经营水平。

参考文献：

[1]王宁.LNG/L－CNG加气站供销差分析与管控.煤气与热力.2017年9月。

[2]NB/T1001-2011液化天然气（LNG）汽车加气站技术规范。

[3]GB50156-2012（2014版）汽车加油加气站设计与施工规范。