2 翻滾現(xiàn)象的預防
2.1 LNG分層的檢測
由于LNG分層是引發(fā)翻滾的前提,因此,在實際操作過程中如何檢測LNG分層非常重要。一般可以采取下列方法檢測LNG分層情況:
(1)沿LNG儲罐高度設置測溫點,間距可為2.8 m左右,一般當溫差高達-14℃左右時,就有可能出現(xiàn)翻滾現(xiàn)象。這時為防止翻滾事故,就應該對儲罐進行冷卻。
(2)監(jiān)測新灌入的LNG與儲罐內剩余LNG的密度差,也可以通過兩者的熱值差來監(jiān)測。如果差值較大,應考慮出現(xiàn)翻滾的可能性。一般當密度差達5 kg/m3時,就要引起注意,應該采用進行循環(huán)的方法來消除密度差。
(3)監(jiān)測LNG的蒸發(fā)速度。LNG分層會抑制LNG的蒸發(fā)速度,使得出現(xiàn)翻滾前的蒸發(fā)速度比通常情況下的蒸發(fā)速度低。采用壓力表監(jiān)測罐內壓力時,大氣壓的變化會影響對LNG蒸發(fā)速度時監(jiān)測,可以采用絕對壓力監(jiān)測或記錄大氣壓的變化。
2.2 LNG分層和翻滾的預防
根據(jù)翻滾產生的機理,可以采取以下方法防止LNG分層和翻滾:
(1)分別貯存。這是防止分層的較好方法,即將密度不同的LNG儲存于不同的儲罐中。但這需要多個儲罐,使營運不僅經濟,而且操作方便。
(2)充分攪拌所有灌入儲罐的LNG,消除密度差,防止LNG的分層。一般采用循環(huán)泵進行循環(huán)(即用LNG泵由儲罐下部到上部打回流)的方法來使儲罐中的組分充分混合。
(3)控制灌入儲罐LNG組成成分的密度變化范圍,盡可能減小組分的密度差。
對于大型LNG儲罐,充分攪和比較困難。一旦發(fā)生LNG翻滾,汽化后的大量天然氣難以及時通過安全釋放閥排放。為了防止發(fā)生事故,設置安全釋放閥、放散火炬、回收壓縮系統(tǒng)等,防止LNG蒸發(fā)、翻滾造成儲罐超壓。一般同時采用上述兩個措施,并且盡量使一個儲罐僅用來儲存同一產地的LNG,控制其組分的變化范圍,從而防止LNG的翻滾現(xiàn)象。一般灌入儲罐的LNG的密度差盡量控制在15 kg/m3以內。
(4)選擇正確的充注方法。根據(jù)需要裝載的LNG與貨艙內原有的LNG密度有差異,正確選擇充注方法,可有效地防止分層。充注方法的選擇一般應遵循以下原則①密度相近時,一般底部充注。②將密度小的LNG充注到密度大的LNG貨艙中時,應該采用底部充注的辦法。③將密度大的LNG充注到密度小的LNG貨艙中時,應該采用頂部充注的辦法。④采用多孔管充注。多孔管即在充液管上開有一定數(shù)目的小孔,使用多孔管充注可使充注的新LNG和原有的LNG充分混合,從而壁面分層。
根據(jù)經驗,為了避免分層現(xiàn)象,在液化過程中,應注意分析進料天然氣組分,不要有較大的密度差(密度差應盡量小于15 kg/m3)。否則采取LNG不進儲罐,直接進入汽化器。汽化后再輸?shù)酵饨绻芫W進行循環(huán)的方式。進液過程中,選擇將溫度較低的LNG從罐頂部灌入。將溫度較高的LNG從罐底部灌入,使充液過程也成為不同密度的LNG混合的過程,從而防止LNG分層,避免翻滾現(xiàn)象的產生。
3 結束語
LNG罐船營運實踐表明,LNG在貨艙內因液體組分的密度不同,造成LNG的劇烈混合蒸發(fā),即“翻滾”的非穩(wěn)性現(xiàn)象。發(fā)生翻滾時,伴隨LNG大量蒸發(fā),艙內壓力迅速升高,對LNG船舶的安全產生很大的威脅。如果在發(fā)生翻滾現(xiàn)象時將儲罐的安全釋放閥打開,就會造成大量天然氣放空,污染環(huán)境,影響LNG船營運的經濟性。因此對翻滾現(xiàn)象必須引起足夠重視,采取積極有效的方法加以防范。