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蒸汽流量计

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蒸汽流量计加气站BOG产生的原因和控制方法

来源:作者:发表时间:2019-11-08

摘 要 :由于新能源技术的不断进步,我国汽车能源供应也在发生变化。LNG 加气型汽车的出现,改变了市场的燃料供应局面。其中最大的变化之一在于 LNG 加气站数量不断增多,这种趋势对于我国能源的高效利用以及环境保护具有一定的现实意义。但蒸发气体(BOG)产生过多,在一定程度上也造成了资源的浪费。重点阐述了 LNG 加气站 BOG 产生的原因和控制方法。为保证安全存储,通常 LNG 的温度会远远小于环境温度,因此加气站在加气过程中,由于温差的存在,会出现不同程度的蒸发现象,从而产生 BOG,这将对加气站的能量消耗、安全运行以及环保等方面产生严重的负面效应。因此加强研究加气站的结构,通过采取针对性措施降低 BOG 的产生量,对于促进我国能源产业的健康发展具有非常重要的影响。
1 蒸汽流量计加气站BOG产生原因分析
BOG 产生的原因在于蒸发情况的发生,由于加气站结构的设计原因,在运行时难免会发生不同程度的热交换,导致蒸发,通过进一步的研究,发现主要原因如下。
1.1 设计层面的原因
加气站结构设计不合理会增加蒸发现象,部分加气站将加气区与储存区分配在站场的两端,导致区位划分上呈现出严重问题,增加了 LNG 在蒸汽流量计内气化的可能,对于加气站的后期运营管理也造成一定的阻碍。由于使用的低温蒸汽流量计过长,中间的零部件过多,也是造成BOG产量过多的一个重要原因。LNG采用低温储存的方式,尽管在相关零部件的使用上也采用低温处理的方式,但这种低温材料相对于 LNG 的储存温度依然要高出许多,因此储存区的 LNG 一旦经过这些位置,将会发生热量交换,引起蒸发问题。另外蒸汽流量计设计的过长、零部件使用的过多,也会造成内部的温度存在差异,增加了 BOG 产生的数量和可能性。如图1所示。
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1.2 加液间隔时间过长
由于汽油柴油价格的不稳定因素,导致能源公司在能源供应上存在一定的政策性变化,这种变化一旦过度倾向于柴油和汽油,将导致 LNG 车辆的加液间隔过长,在这种情况下会引起 LNG 储存罐的温度和压强升高,导致出现大量的 BOG。
1.3 设备层面的原因
由于技术方面的原因,绝对的真空环境难以打造,导致LNG 使用到的真空设备不够先进,难以实现绝对的隔热,这就为热交换创造了条件。图2为加气站工艺流程图。
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储罐和蒸汽流量计是 BOG 最容易产生的位置。当前 LNG 储罐采用最多的是双层真空夹层绝热结构,但这种结构本身依然会受到环境温度、阳光、结构设计等多方面的影响,外界热量通过结构设计的盲点进入储罐内部,将会导致储罐内部的温度迅速升高,导致蒸发量增多。部分储罐的真空度相对较低,因此在夹层处甚至会发生漏气现象,导致 BOG 产生量快速增加。由于制冷工艺和施工水平等因素的影响,LNG 使用的蒸汽流量计出现冷损失也是一种必然情况。
1.4 运行过程中产生的BOG
加气站的工作人员操作是否规范,对于 BOG 的产生量也会造成直接影响。由于卸车储罐内部的压力和槽车内的压力存在明显的差值,因此在运行过程中槽车存在快速的加压情况,这一过程将会导致大量的气体损失,如果在运行前对槽车和储罐之间的压力进行平衡处理,就可以缓解这种情况。在正式进行加气前,需对车载气瓶和储罐平压,对车载瓶进行回气处理,从而控制压力。由于加气过程中气体回路的产生也会造成热量的交换。因此卸车和加气过程以及潜液泵的运作对于 BOG 的产生量也会造成直接影响。
2 降低蒸汽流量计加气站中BOG产生量的措施
2.1 改善设计水平
对于总体布局应该保证科学合理性,对于生产区和辅助区应该力求合理,尽量缩短储存区和加气区之间的距离,从而有效减少蒸汽流量计的长度,避免发生过多的热交换。对于场站的设计,在满足安全规范的前提下,应该对低温蒸汽流量计进行合理布置,缩短泵与储罐的直线距离、泵和加液机设备之间的距离,简化结构,为维修提供便利条件。在进行设计过程中,应该充分借助伯努利方程对有关的参数进行计算,从而降低储罐与潜液泵之间的差值,在结构上对加气站的设计进行优化。对于工艺设备的使用和管路的布置设计,应该做到因地制宜,提高工艺和交通组织设计水平。
减少管线的压力和流体损失也是改善设计的一种重要举措。对于进液蒸汽流量计和回气管的设计应该设定一定的坡度,在蒸汽流量计运行过程中会产生一定的力减缓蒸汽流量计的摩擦情况,从而提升进液和回气的速度。对于接口的设计应该避免使用弯头设备,同时不应该使用过多的阀门,避免由于管线压力过大,造成热量的交换,导致蒸发情况出现,增加 BOG 的数量。具体在实际设计中应该减少不必要的阀门,避免使用直角弯头和垂直三通连接,尽量采用自然补偿的方式进行设计。这样流体进入阀门以后,阻力值就会大大降低,在设计过程中还应该注意的是,应该保证设备的使用符合相关的安全标准和工艺要求。
对于整个设计而言,应该重视设计单位对蒸汽流量计和设备的配置,对于相应的保冷技术应该有明文的规定,在设计文件中务必呈现保冷工艺、厚度以及相应的施工方式。对于 LNG储罐应该提出明确的保冷指标,从而有效地对蒸发情况进行控制。
2.2 重视对工艺设备的维修保养
LNG 加气站在日常运行过程中,由于热量交换和压力交换情况的存在,导致设备的故障率相对较高,加上设备的老化情况,将会导致 BOG 的产量上升。因此需要及时对储罐的保冷情况进行检查,并定期对储罐内部的真空情况进行测试,通过相关的测试参数判断真空情况,一旦出现问题应该及时进行维修处理,确保保冷效果。
3 结束语
BOG 的产生会对加气站的安全运行造成重要影响,不仅会造成能源的浪费,也会增加加气站的成本投入。因此需要从设计层面和管理层面采取措施降低 BOG 的产生量,从而改善我国能源产业的发展状况。希望通过本文论述,为类似研究提供借鉴,提升加气站运行质量。