渦街流量計加氣站BOG產(chǎn)生的原因和控制方法

摘要 ：由于新能源技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國汽車(chē)能源供應也在發(fā)生變化。LNG 加氣型汽車(chē)的出現，改變了市場(chǎng)的燃料供應局面。其中最大的變化之一在于 LNG 加氣站數量不斷增多，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實(shí)意義。但蒸發(fā)氣體（BOG）產(chǎn)生過(guò)多，在一定程度上也造成了資源的浪費。重點(diǎn)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(huì )遠遠小于環(huán)境溫度，因此加氣站在加氣過(guò)程中，由于溫差的存在，會(huì )出現不同程度的蒸發(fā)現象，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(guò)采取針對性措施降低 BOG 的產(chǎn)生量，對于促進(jìn)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(shí)難免會(huì )發(fā)生不同程度的熱交換，導致蒸發(fā)，通過(guò)進(jìn)一步的研究，發(fā)現主要原因如下。
1.1 設計層面的原因
加氣站結構設計不合理會(huì )增加蒸發(fā)現象，部分加氣站將加氣區與儲存區分配在站場(chǎng)的兩端，導致區位劃分上呈現出嚴重問(wèn)題，增加了 LNG 在渦街流量計內氣化的可能，對于加氣站的后期運營(yíng)管理也造成一定的阻礙。由于使用的低溫渦街流量計過(guò)長(cháng)，中間的零部件過(guò)多，也是造成BOG產(chǎn)量過(guò)多的一個(gè)重要原因。LNG采用低溫儲存的方式，盡管在相關(guān)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，因此儲存區的 LNG 一旦經(jīng)過(guò)這些位置，將會(huì )發(fā)生熱量交換，引起蒸發(fā)問(wèn)題。另外渦街流量計設計的過(guò)長(cháng)、零部件使用的過(guò)多，也會(huì )造成內部的溫度存在差異，增加了 BOG 產(chǎn)生的數量和可能性。如圖1所示。

1.2 加液間隔時(shí)間過(guò)長(cháng)
由于汽油柴油價(jià)格的不穩定因素，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(guò)度傾向于柴油和汽油，將導致 LNG 車(chē)輛的加液間隔過(guò)長(cháng)，在這種情況下會(huì )引起 LNG 儲存罐的溫度和壓強升高，導致出現大量的 BOG。
1.3 設備層面的原因
由于技術(shù)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(jìn)，難以實(shí)現絕對的隔熱，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 最容易產(chǎn)生的位置。當前 LNG 儲罐采用最多的是雙層真空夾層絕熱結構，但這種結構本身依然會(huì )受到環(huán)境溫度、陽(yáng)光、結構設計等多方面的影響，外界熱量通過(guò)結構設計的盲點(diǎn)進(jìn)入儲罐內部，將會(huì )導致儲罐內部的溫度迅速升高，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(huì )發(fā)生漏氣現象，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冷損失也是一種必然情況。
1.4 運行過(guò)程中產(chǎn)生的BOG
加氣站的工作人員操作是否規范，對于 BOG 的產(chǎn)生量也會(huì )造成直接影響。由于卸車(chē)儲罐內部的壓力和槽車(chē)內的壓力存在明顯的差值，因此在運行過(guò)程中槽車(chē)存在快速的加壓情況，這一過(guò)程將會(huì )導致大量的氣體損失，如果在運行前對槽車(chē)和儲罐之間的壓力進(jìn)行平衡處理，就可以緩解這種情況。在正式進(jìn)行加氣前，需對車(chē)載氣瓶和儲罐平壓，對車(chē)載瓶進(jìn)行回氣處理，從而控制壓力。由于加氣過(guò)程中氣體回路的產(chǎn)生也會(huì )造成熱量的交換。因此卸車(chē)和加氣過(guò)程以及潛液泵的運作對于 BOG 的產(chǎn)生量也會(huì )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(xué)合理性，對于生產(chǎn)區和輔助區應該力求合理，盡量縮短儲存區和加氣區之間的距離，從而有效減少渦街流量計的長(cháng)度，避免發(fā)生過(guò)多的熱交換。對于場(chǎng)站的設計，在滿(mǎn)足安全規范的前提下，應該對低溫渦街流量計進(jìn)行合理布置，縮短泵與儲罐的直線(xiàn)距離、泵和加液機設備之間的距離，簡(jiǎn)化結構，為維修提供便利條件。在進(jìn)行設計過(guò)程中，應該充分借助伯努利方程對有關(guān)的參數進(jìn)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(jìn)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(xiàn)的壓力和流體損失也是改善設計的一種重要舉措。對于進(jìn)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(guò)程中會(huì )產(chǎn)生一定的力減緩渦街流量計的摩擦情況，從而提升進(jìn)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(shí)不應該使用過(guò)多的閥門(mén)，避免由于管線(xiàn)壓力過(guò)大，造成熱量的交換，導致蒸發(fā)情況出現，增加 BOG 的數量。具體在實(shí)際設計中應該減少不必要的閥門(mén)，避免使用直角彎頭和垂直三通連接，盡量采用自然補償的方式進(jìn)行設計。這樣流體進(jìn)入閥門(mén)以后，阻力值就會(huì )大大降低，在設計過(guò)程中還應該注意的是，應該保證設備的使用符合相關(guān)的安全標準和工藝要求。
對于整個(gè)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(shù)應該有明文的規定，在設計文件中務(wù)必呈現保冷工藝、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(jìn)行控制。
2.2 重視對工藝設備的維修保養
LNG 加氣站在日常運行過(guò)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(huì )導致 BOG 的產(chǎn)量上升。因此需要及時(shí)對儲罐的保冷情況進(jìn)行檢查，并定期對儲罐內部的真空情況進(jìn)行測試，通過(guò)相關(guān)的測試參數判斷真空情況，一旦出現問(wèn)題應該及時(shí)進(jìn)行維修處理，確保保冷效果。
3 結束語(yǔ)
BOG 的產(chǎn)生會(huì )對加氣站的安全運行造成重要影響，不僅會(huì )造成能源的浪費，也會(huì )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(guò)本文論述，為類(lèi)似研究提供借鑒，提升加氣站運行質(zhì)量。

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