渦街流量計加氣站BOG產(chǎn)生的原因和控制方法
點擊次數(shù):2263 發(fā)布時間:2021-03-19 08:17:32
摘要 :由于新能源技術的不斷進步,我國汽車能源供應也在發(fā)生變化。LNG 加氣型汽車的出現(xiàn),改變了市場的燃料供應局面。其中*大的變化之一在于 LNG 加氣站數(shù)量不斷增多,這種趨勢對于我國能源的高效利用以及環(huán)境保護具有一定的現(xiàn)實意義。但蒸發(fā)氣體(BOG)產(chǎn)生過多,在一定程度上也造成了資源的浪費。重點闡述了 LNG 加氣站 BOG 產(chǎn)生的原因和控制方法。為保證安全存儲,通常 LNG 的溫度會遠遠小于環(huán)境溫度,因此加氣站在加氣過程中,由于溫差的存在,會出現(xiàn)不同程度的蒸發(fā)現(xiàn)象,從而產(chǎn)生 BOG,這將對加氣站的能量消耗、安全運行以及環(huán)保等方面產(chǎn)生嚴重的負面效應。因此加強研究加氣站的結構,通過采取針對性措施降低 BOG 的產(chǎn)生量,對于促進我國能源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有非常重要的影響。
1 渦街流量計加氣站BOG產(chǎn)生原因分析
BOG 產(chǎn)生的原因在于蒸發(fā)情況的發(fā)生,由于加氣站結構的設計原因,在運行時難免會發(fā)生不同程度的熱交換,導致蒸發(fā),通過進一步的研究,發(fā)現(xiàn)主要原因如下。
1.1 設計層面的原因
加氣站結構設計不合理會增加蒸發(fā)現(xiàn)象,部分加氣站將加氣區(qū)與儲存區(qū)分配在站場的兩端,導致區(qū)位劃分上呈現(xiàn)出嚴重問題,增加了 LNG 在渦街流量計內(nèi)氣化的可能,對于加氣站的后期運營管理也造成一定的阻礙。由于使用的低溫渦街流量計過長,中間的零部件過多,也是造成BOG產(chǎn)量過多的一個重要原因。LNG采用低溫儲存的方式,盡管在相關零部件的使用上也采用低溫處理的方式,但這種低溫材料相對于 LNG 的儲存溫度依然要高出許多,因此儲存區(qū)的 LNG 一旦經(jīng)過這些位置,將會發(fā)生熱量交換,引起蒸發(fā)問題。另外渦街流量計設計的過長、零部件使用的過多,也會造成內(nèi)部的溫度存在差異,增加了 BOG 產(chǎn)生的數(shù)量和可能性。如圖1所示。
1.2 加液間隔時間過長
由于汽油柴油價格的不穩(wěn)定因素,導致能源公司在能源供應上存在一定的政策性變化,這種變化一旦過度傾向于柴油和汽油,將導致 LNG 車輛的加液間隔過長,在這種情況下會引起 LNG 儲存罐的溫度和壓強升高,導致出現(xiàn)大量的 BOG。
1.3 設備層面的原因
由于技術方面的原因,絕對的真空環(huán)境難以打造,導致LNG 使用到的真空設備不夠先進,難以實現(xiàn)絕對的隔熱,這就為熱交換創(chuàng)造了條件。圖2為加氣站工藝流程圖。
儲罐和渦街流量計是 BOG *容易產(chǎn)生的位置。當前 LNG 儲罐采用*多的是雙層真空夾層絕熱結構,但這種結構本身依然會受到環(huán)境溫度、陽光、結構設計等多方面的影響,外界熱量通過結構設計的盲點進入儲罐內(nèi)部,將會導致儲罐內(nèi)部的溫度迅速升高,導致蒸發(fā)量增多。部分儲罐的真空度相對較低,因此在夾層處甚至會發(fā)生漏氣現(xiàn)象,導致 BOG 產(chǎn)生量快速增加。由于制冷工藝和施工水平等因素的影響,LNG 使用的渦街流量計出現(xiàn)冷損失也是一種必然情況。
1.4 運行過程中產(chǎn)生的BOG
加氣站的工作人員操作是否規(guī)范,對于 BOG 的產(chǎn)生量也會造成直接影響。由于卸車儲罐內(nèi)部的壓力和槽車內(nèi)的壓力存在明顯的差值,因此在運行過程中槽車存在快速的加壓情況,這一過程將會導致大量的氣體損失,如果在運行前對槽車和儲罐之間的壓力進行平衡處理,就可以緩解這種情況。在正式進行加氣前,需對車載氣瓶和儲罐平壓,對車載瓶進行回氣處理,從而控制壓力。由于加氣過程中氣體回路的產(chǎn)生也會造成熱量的交換。因此卸車和加氣過程以及潛液泵的運作對于 BOG 的產(chǎn)生量也會造成直接影響。
2 降低渦街流量計加氣站中BOG產(chǎn)生量的措施
2.1 改善設計水平
對于總體布局應該保證科學合理性,對于生產(chǎn)區(qū)和輔助區(qū)應該力求合理,盡量縮短儲存區(qū)和加氣區(qū)之間的距離,從而有效減少渦街流量計的長度,避免發(fā)生過多的熱交換。對于場站的設計,在滿足安全規(guī)范的前提下,應該對低溫渦街流量計進行合理布置,縮短泵與儲罐的直線距離、泵和加液機設備之間的距離,簡化結構,為維修提供便利條件。在進行設計過程中,應該充分借助伯努利方程對有關的參數(shù)進行計算,從而降低儲罐與潛液泵之間的差值,在結構上對加氣站的設計進行優(yōu)化。對于工藝設備的使用和管路的布置設計,應該做到因地制宜,提高工藝和交通組織設計水平。
減少管線的壓力和流體損失也是改善設計的一種重要舉措。對于進液渦街流量計和回氣管的設計應該設定一定的坡度,在渦街流量計運行過程中會產(chǎn)生一定的力減緩渦街流量計的摩擦情況,從而提升進液和回氣的速度。對于接口的設計應該避免使用彎頭設備,同時不應該使用過多的閥門,避免由于管線壓力過大,造成熱量的交換,導致蒸發(fā)情況出現(xiàn),增加 BOG 的數(shù)量。具體在實際設計中應該減少不必要的閥門,避免使用直角彎頭和垂直三通連接,盡量采用自然補償?shù)姆绞竭M行設計。這樣流體進入閥門以后,阻力值就會大大降低,在設計過程中還應該注意的是,應該保證設備的使用符合相關的安全標準和工藝要求。
對于整個設計而言,應該重視設計單位對渦街流量計和設備的配置,對于相應的保冷技術應該有明文的規(guī)定,在設計文件中務必呈現(xiàn)保冷工藝、厚度以及相應的施工方式。對于 LNG儲罐應該提出明確的保冷指標,從而有效地對蒸發(fā)情況進行控制。
2.2 重視對工藝設備的維修保養(yǎng)
LNG 加氣站在日常運行過程中,由于熱量交換和壓力交換情況的存在,導致設備的故障率相對較高,加上設備的老化情況,將會導致 BOG 的產(chǎn)量上升。因此需要及時對儲罐的保冷情況進行檢查,并定期對儲罐內(nèi)部的真空情況進行測試,通過相關的測試參數(shù)判斷真空情況,一旦出現(xiàn)問題應該及時進行維修處理,確保保冷效果。
3 結束語
BOG 的產(chǎn)生會對加氣站的安全運行造成重要影響,不僅會造成能源的浪費,也會增加加氣站的成本投入。因此需要從設計層面和管理層面采取措施降低 BOG 的產(chǎn)生量,從而改善我國能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況。希望通過本文論述,為類似研究提供借鑒,提升加氣站運行質(zhì)量。
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1 渦街流量計加氣站BOG產(chǎn)生原因分析
BOG 產(chǎn)生的原因在于蒸發(fā)情況的發(fā)生,由于加氣站結構的設計原因,在運行時難免會發(fā)生不同程度的熱交換,導致蒸發(fā),通過進一步的研究,發(fā)現(xiàn)主要原因如下。
1.1 設計層面的原因
加氣站結構設計不合理會增加蒸發(fā)現(xiàn)象,部分加氣站將加氣區(qū)與儲存區(qū)分配在站場的兩端,導致區(qū)位劃分上呈現(xiàn)出嚴重問題,增加了 LNG 在渦街流量計內(nèi)氣化的可能,對于加氣站的后期運營管理也造成一定的阻礙。由于使用的低溫渦街流量計過長,中間的零部件過多,也是造成BOG產(chǎn)量過多的一個重要原因。LNG采用低溫儲存的方式,盡管在相關零部件的使用上也采用低溫處理的方式,但這種低溫材料相對于 LNG 的儲存溫度依然要高出許多,因此儲存區(qū)的 LNG 一旦經(jīng)過這些位置,將會發(fā)生熱量交換,引起蒸發(fā)問題。另外渦街流量計設計的過長、零部件使用的過多,也會造成內(nèi)部的溫度存在差異,增加了 BOG 產(chǎn)生的數(shù)量和可能性。如圖1所示。
1.2 加液間隔時間過長
由于汽油柴油價格的不穩(wěn)定因素,導致能源公司在能源供應上存在一定的政策性變化,這種變化一旦過度傾向于柴油和汽油,將導致 LNG 車輛的加液間隔過長,在這種情況下會引起 LNG 儲存罐的溫度和壓強升高,導致出現(xiàn)大量的 BOG。
1.3 設備層面的原因
由于技術方面的原因,絕對的真空環(huán)境難以打造,導致LNG 使用到的真空設備不夠先進,難以實現(xiàn)絕對的隔熱,這就為熱交換創(chuàng)造了條件。圖2為加氣站工藝流程圖。
儲罐和渦街流量計是 BOG *容易產(chǎn)生的位置。當前 LNG 儲罐采用*多的是雙層真空夾層絕熱結構,但這種結構本身依然會受到環(huán)境溫度、陽光、結構設計等多方面的影響,外界熱量通過結構設計的盲點進入儲罐內(nèi)部,將會導致儲罐內(nèi)部的溫度迅速升高,導致蒸發(fā)量增多。部分儲罐的真空度相對較低,因此在夾層處甚至會發(fā)生漏氣現(xiàn)象,導致 BOG 產(chǎn)生量快速增加。由于制冷工藝和施工水平等因素的影響,LNG 使用的渦街流量計出現(xiàn)冷損失也是一種必然情況。
1.4 運行過程中產(chǎn)生的BOG
加氣站的工作人員操作是否規(guī)范,對于 BOG 的產(chǎn)生量也會造成直接影響。由于卸車儲罐內(nèi)部的壓力和槽車內(nèi)的壓力存在明顯的差值,因此在運行過程中槽車存在快速的加壓情況,這一過程將會導致大量的氣體損失,如果在運行前對槽車和儲罐之間的壓力進行平衡處理,就可以緩解這種情況。在正式進行加氣前,需對車載氣瓶和儲罐平壓,對車載瓶進行回氣處理,從而控制壓力。由于加氣過程中氣體回路的產(chǎn)生也會造成熱量的交換。因此卸車和加氣過程以及潛液泵的運作對于 BOG 的產(chǎn)生量也會造成直接影響。
2 降低渦街流量計加氣站中BOG產(chǎn)生量的措施
2.1 改善設計水平
對于總體布局應該保證科學合理性,對于生產(chǎn)區(qū)和輔助區(qū)應該力求合理,盡量縮短儲存區(qū)和加氣區(qū)之間的距離,從而有效減少渦街流量計的長度,避免發(fā)生過多的熱交換。對于場站的設計,在滿足安全規(guī)范的前提下,應該對低溫渦街流量計進行合理布置,縮短泵與儲罐的直線距離、泵和加液機設備之間的距離,簡化結構,為維修提供便利條件。在進行設計過程中,應該充分借助伯努利方程對有關的參數(shù)進行計算,從而降低儲罐與潛液泵之間的差值,在結構上對加氣站的設計進行優(yōu)化。對于工藝設備的使用和管路的布置設計,應該做到因地制宜,提高工藝和交通組織設計水平。
減少管線的壓力和流體損失也是改善設計的一種重要舉措。對于進液渦街流量計和回氣管的設計應該設定一定的坡度,在渦街流量計運行過程中會產(chǎn)生一定的力減緩渦街流量計的摩擦情況,從而提升進液和回氣的速度。對于接口的設計應該避免使用彎頭設備,同時不應該使用過多的閥門,避免由于管線壓力過大,造成熱量的交換,導致蒸發(fā)情況出現(xiàn),增加 BOG 的數(shù)量。具體在實際設計中應該減少不必要的閥門,避免使用直角彎頭和垂直三通連接,盡量采用自然補償?shù)姆绞竭M行設計。這樣流體進入閥門以后,阻力值就會大大降低,在設計過程中還應該注意的是,應該保證設備的使用符合相關的安全標準和工藝要求。
對于整個設計而言,應該重視設計單位對渦街流量計和設備的配置,對于相應的保冷技術應該有明文的規(guī)定,在設計文件中務必呈現(xiàn)保冷工藝、厚度以及相應的施工方式。對于 LNG儲罐應該提出明確的保冷指標,從而有效地對蒸發(fā)情況進行控制。
2.2 重視對工藝設備的維修保養(yǎng)
LNG 加氣站在日常運行過程中,由于熱量交換和壓力交換情況的存在,導致設備的故障率相對較高,加上設備的老化情況,將會導致 BOG 的產(chǎn)量上升。因此需要及時對儲罐的保冷情況進行檢查,并定期對儲罐內(nèi)部的真空情況進行測試,通過相關的測試參數(shù)判斷真空情況,一旦出現(xiàn)問題應該及時進行維修處理,確保保冷效果。
3 結束語
BOG 的產(chǎn)生會對加氣站的安全運行造成重要影響,不僅會造成能源的浪費,也會增加加氣站的成本投入。因此需要從設計層面和管理層面采取措施降低 BOG 的產(chǎn)生量,從而改善我國能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況。希望通過本文論述,為類似研究提供借鑒,提升加氣站運行質(zhì)量。