文档介绍：第三届中国 LNG 论坛论文编号:1261101
LNG 管道间歇泉的发生与应对措施
王斌,陈伟
(中海石油海南天然气有限公司,海南洋浦,578101)
摘要:LNG 间歇泉是 LNG 在液化、储存和生产调试过程中可能发生的一种非正常工况。LNG 间隙泉是由于管道
内的 LNG 吸收外界热量后,不能及时的释放而发生的一种非正常工况,LNG 管道间隙泉的发生会引起储罐内的 LNG
大量闪蒸成 BOG,造成 LNG 储罐压力骤然升高,可能会导致大量的 BOG 通过火炬放空和 LNG 储罐液位波动、管
道振动及发生位移,也有可能引起储罐 PSV 起跳等事故。文章以国内某 LNG 接收站为例,通过对发生间隙泉的理论
分析计算和在装置调试过程中发生的“间歇泉”现象进行分析比较,提出了预防控制措施和一些建议,可为其他 LNG
项目提供借鉴参考。
关键词:LNG 管道,间歇泉,生产调试,LNG 储罐
1背景
间歇泉是由于管路内 LNG 对热量的吸收,产生了大量的气泡,这些气泡不能及时地上升到液面,
它们在管内的底部大量积聚,同时温度也在不断升高,底部的 LNG 密度减小但同时压力升高,当压
力升高到足以克服 LNG 液柱高度所产生的压力时,气泡会突然喷发快速上升,气体上升时,将管路
中的 LNG 液体带到储罐内;由于这部分气体温度比较高,上升时与 LNG 进行热交换,使 LNG 大量
闪蒸成 BOG,进入储罐内使储罐的压力迅速升高。在管内液体被推到储罐的过程中,管内部分空间
被排空,又有新的液体补充,压力下降后气泡又重新开始积聚,过一段时间以后,再次形成喷发,
这种间歇式的喷发,称之为间歇泉现象。如果竖直管路的底部又有比较长的水平管,这种现象更为
严重。
由于某 LNG 接收站采用先将 LNG 卸入到储罐再进行下游工艺设备调试的试车方案(下游工艺
设备调试约需 30 天),故在完成第一船卸料后,为了减少码头保冷循环而导致每天 20 多吨 BOG 的
放空及对故障阀门进行检修,用氮气加压将码头卸料总管和循环保冷管道内的 LNG 吹扫到储罐,在
吹扫过程中,由于采取的工艺方案不太合理,操作人员缺乏经验,导致 LNG 储罐进料竖管间隙泉现
象的发生。
2 间歇泉发生过程
间歇泉发生所需压力理论值
由液体内部压强公式 P=ρGH 可知:
(1) P1=*10*1=
(2) P2=*10*42=
P:产生间歇泉所需要的压力;
ρ:LNG 的密度;
H:管道内 LNG 的高度;
P1:储罐竖直管内 LNG 的最小高度(1m);
P2:储罐竖直管内 LNG 的最大高度(42m)。
由于储罐竖直管内不可能全部充满 LNG,故 H 取最小值 1m 和最大值 42m,由液体内部压强公
式可知当压力在 ~ kpa 之间,都可能会引起码头卸料管道间歇泉的发生。
某 LNG 接收站“间歇泉”的发生
发生原因
在完成LNG卸船后,由于各种条件不具备,不能进行BOG再冷凝回收,为了减少码头循环保冷
产生大量BOG放空和对故障阀门的检修,通过打开码头卸料主管道上的阀门,用氮气加压对码头卸