淺析 LNG 加氣站損耗因素與控制措施
發(fā)布時(shí)間：2019-06-04 發(fā)布作者：
摘 要：LNG 是一種以液態(tài)形式存在的商品，但是在 LNG 加氣站內(nèi)又存在氣液混合的狀態(tài)，它的流動性、易揮發(fā)性決定了它的運(yùn)輸、收發(fā)、儲存等環(huán)節(jié)不可避免的出現(xiàn)損耗，損耗在 LNG 質(zhì)量管理中是一個(gè)困擾公司老大難的一個(gè)問題，牽動的部門多、涉及的環(huán)節(jié)多、人員多。因此本文針對 LNG 庫存和銷售過程中的損耗原因的原發(fā)環(huán)節(jié)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)，采用全面質(zhì)量管理中五個(gè)影響產(chǎn)品質(zhì)量的“人機(jī)料法環(huán)”來進(jìn)行分析，分析了人為因素、設(shè)備因素、LNG來源、操作方法、環(huán)境溫度等各種因素結(jié)合公司已投運(yùn) LNG 加氣站損耗情況進(jìn)行分析，并且從管理結(jié)合實(shí)際操作，多次修改了充裝操作規(guī)程，反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，較后通過統(tǒng)計(jì)實(shí)施前后的數(shù)據(jù)，提出了在目前條件下四點(diǎn)經(jīng)濟(jì)有效的的具體措施：1、完善機(jī)制，全方位監(jiān)控 LNG 庫存；2、選擇較好的 LNG 來源；3、加強(qiáng)運(yùn)輸環(huán)節(jié)管理，從源頭上杜絕損耗；4、加強(qiáng)精細(xì)化操作管理，全力降低 LNG 損耗。這些措施及對策，將為 LNG 運(yùn)營行業(yè)提供一些經(jīng)驗(yàn)。
LNG 是液化天然氣的簡稱，是一種清潔、高效、方便、安全的能源，具有氣質(zhì)潔凈，能量密度大，熱值高、污染少、儲運(yùn)方便，可以大大節(jié)約儲運(yùn)空間和成本等特點(diǎn)，在提供相同熱值情況下，使用 LNG 可減少近 30%~45%的成本支出。在安全性方面，LNG 具有無色、無味、無毒、無腐蝕性等特點(diǎn)，密度也比空氣輕，發(fā)生泄漏事故時(shí)會很快自然氣化，不會對水體產(chǎn)生污染，是未來作為石油替代能源的較理想的燃料。采用 LNG 作為燃料不僅能滿足動力需求，而且碳、硫、煙塵、油廢水排量大大減少。LNG 加氣站的投運(yùn)是 LNG 市場化重要一環(huán)，對環(huán)保事業(yè)和節(jié)能減排做出了貢獻(xiàn)，但是LNG 加氣站實(shí)際運(yùn)營中的損耗帶來的經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的，為了保障 LNG 市場化發(fā)揮環(huán)保的同時(shí)，我們又要追求它的經(jīng)濟(jì)性，因此對LNG加氣站損耗情況進(jìn)行研究對以后LNG加氣站運(yùn)營是很意義的。
公司自 2011 年起開始全面推廣 LNG 新能源業(yè)務(wù)，作為新興業(yè)務(wù)的踐行者，筆者所在公司自 2012 年 4 月開始，投入大量人力和物力，用時(shí)兩個(gè)月相繼完成了西永、龍頭寺、四公里、陳家坪等四個(gè) LNG 加氣站的建設(shè)工作，也是中國石油在渝正式運(yùn)營的第一批 LNG 加氣站。損耗率的高低與站場運(yùn)營效果、利潤指標(biāo)的完成有著必然的聯(lián)系，而目前國內(nèi)同行業(yè)以及中石油內(nèi)部對此損耗指標(biāo)一直沒有一個(gè)明確的數(shù)字可供參考，大部分加氣站以控制在 5%以下的損耗率就認(rèn)為該加氣站的經(jīng)營非常良好，但是對于一個(gè)致力于在 CNG 及管道氣已經(jīng)非常發(fā)達(dá)地區(qū)進(jìn)行此項(xiàng)業(yè)務(wù)推廣應(yīng)用的公司來說，如何發(fā)揮 LNG 產(chǎn)品的利潤較大化是我們此次進(jìn)行分析的出發(fā)點(diǎn)。
為了查找 LNG 損耗的真正原因并能加以改進(jìn)，筆者對LNG 加氣站的損耗因素進(jìn)行了認(rèn)真的調(diào)查和深度的分析。
一、LNG 購進(jìn)過程中的損耗原因分析
1．原發(fā)環(huán)節(jié)
由于公司自身沒有 LNG 液化工廠，因此根據(jù)銷售量的變化需要從一家甚至多家周邊 LNG 液化工廠進(jìn)行購液，每家液化工程氣質(zhì)報(bào)告有不少差異，導(dǎo)致了氣化率也會出現(xiàn)不同，氣化率高的氣源產(chǎn)生的熱值高、LNG 汽車?yán)m(xù)航能力強(qiáng)、LNG儲罐存儲時(shí)間長，因此原材料不同（見表 1）也會產(chǎn)生賬面損耗。
注：以上氣化率數(shù)據(jù)收集整理與 2014 年 12 月。
從上表可以看出，根據(jù)賬戶處理的要求我們購液都是根據(jù)廠家提供的氣質(zhì)報(bào)告進(jìn)行核算，但從實(shí)際操作來看，不少生產(chǎn)商的 LNG 液某些批次并未達(dá)到報(bào)告上提及的氣化率，這部分的損耗便成了有買方承擔(dān)，因此需要選擇相對較好穩(wěn)定的氣源生產(chǎn)商。
2．運(yùn)輸環(huán)節(jié)
按照目前氣源運(yùn)距和運(yùn)輸合同，每車 LNG 的運(yùn)輸損耗在200kg 以內(nèi)的部分是由筆者公司承擔(dān)的，一車 20t 的液運(yùn)輸損耗理論應(yīng)該上應(yīng)該控制在 1%以內(nèi)；同時(shí)由于目前 4 個(gè)站均沒有地磅、西永站無卸車流量計(jì)的原因超出 200kg 以外部分的損失扔有購買方承擔(dān)。這對卸車次數(shù)較多的站場來說，
每個(gè)月的固定損耗也是一比不可小覷的數(shù)據(jù)。LNG 的損耗關(guān)乎到各方的利益，有的廠家為了減少利益損失，有意提高LNG 的密度，為的是將自身的利益損耗轉(zhuǎn)嫁給收貨方。 承運(yùn)方經(jīng)常會在槽車中設(shè)置一些夾層， 或者對槽車的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，利用這種手段，可以讓加氣站在卸車之后，在槽車內(nèi)仍舊存有余液，有的承運(yùn)方還對容積表進(jìn)行改造，致使其不能準(zhǔn)確地顯示數(shù)值。
二、LNG 庫存和銷售過程中的損耗原因分析
這里需要采用全面質(zhì)量管理中五個(gè)影響產(chǎn)品質(zhì)量的“人機(jī)料法環(huán)”來進(jìn)行分析，人，指制造產(chǎn)品的人員；機(jī)，制造產(chǎn)品所用的設(shè)備；料，指制造產(chǎn)品所使用的原材料；法，指制造產(chǎn)品所使用的方法；環(huán)，指產(chǎn)品制造過程中所處的環(huán)境。根據(jù) LNG 加氣站特點(diǎn)，如圖 1 所示。
1．人為因素
接卸人員工作責(zé)任心強(qiáng)弱，工作水平高低在一定程度上也是影響 LNG 損耗大小的因素。員工如果不懂計(jì)量操作，或完成計(jì)量操作質(zhì)量不高，都會造成驗(yàn)收數(shù)量和罐存數(shù)量的不精確，第一手資料的不正確，就會給站場日常管理工作帶來被動。而接卸人員能否嚴(yán)格按照操作規(guī)程作業(yè)，如接頭是否接好？卸車時(shí)是否發(fā)生滲漏？卸車后是否再無余液？以及加氣時(shí)接口松動或者誤操作進(jìn)行空槍加氣操作等等，以上這些影響損耗量的原因都是員工工作責(zé)任心強(qiáng)弱的具體體現(xiàn)。因此，努力提高員工技術(shù)水平，增強(qiáng)員工責(zé)任心，認(rèn)真進(jìn)行操作，也是降低損耗的有效措施。
2．設(shè)備因素
（1）設(shè)備影響
因部分易損件損壞以及設(shè)備故障出現(xiàn)的損耗，例如法蘭接縫不嚴(yán)、密封墊圈老化等缺陷都能增加損耗量。解決該類問題的辦法仍然是加大巡檢力度、及時(shí)更換易損件、進(jìn)行檢維修，保證設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行方可避免。此類跑、冒、滴、漏的損耗據(jù)我們測算月度損耗應(yīng)在萬分之一以下，在銷售量大的站基本可以忽略不計(jì)。
（2）計(jì)量誤差
雖然加氣以及卸車都有流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，但是根據(jù)無論是卸車、加氣使用的質(zhì)量流量計(jì)還是 BOG 回收裝置使用的渦輪流量計(jì)，國家規(guī)定的計(jì)量誤差范圍都是正負(fù)千分之三，對加氣站而言，我們無法要求流量計(jì)誤差為零，只能寄希望于誤差決不能出現(xiàn)負(fù)差，并且越接近正千分之三越好。
（3）儲罐容積表
四個(gè)站兩套設(shè)備的庫存計(jì)算方式不同，而我們的庫存量均是按照設(shè)備廠商儲罐容積表進(jìn)行的估算，容積換算與我方氣源密度不符也會造成計(jì)算誤差進(jìn)而造成站場損耗，該損耗應(yīng)該是可以通過測算是可控的。
四公里、陳家坪、龍頭寺三個(gè)站均為華氣厚普的設(shè)備，設(shè)備容積表是由北京圣達(dá)因提供按照 470kg/m3進(jìn)行測算，而我方目前氣源密度為 424.6 kg/m3（即氣化率為 1.472標(biāo)方/kg），我方的氣質(zhì)好、氣化率高、密度小，導(dǎo)致每次庫存量多計(jì)算了 9.66%，此誤差率相對固定我們可根據(jù)不同購液單位進(jìn)行測算，基本可以摸索出更為準(zhǔn)確的庫存量。 西永站的設(shè)備容積表只存在毫米水柱與容積的換算，相對來說誤差較小。但西永站液位計(jì)損壞，無法準(zhǔn)確估值也造成誤差，只能待液位計(jì)校準(zhǔn)后方可準(zhǔn)確計(jì)算。而站上目前人員庫存是通過購進(jìn)液和銷售來預(yù)估的庫存，這里面的誤差應(yīng)該是大于 10%的。
3．LNG 來源
這個(gè)原因已經(jīng)在 LNG 購進(jìn)過程中提交了就不再累述，此處只針對不同氣質(zhì)的 LNG 液體帶來的損耗率進(jìn)行了估算，溫度低、壓力低的 LNG 液體帶來的放散量會也會相對減少。
4．操作方法
（1）加氣流程
兩種情況：
加車時(shí)，低溫泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的高壓氣體影響泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，部分站場甚至?xí)l(fā)出異響，需要把泵池上部的氣體及時(shí)排出，當(dāng)儲罐壓力在 0.5MPa 以上較為明顯。 當(dāng)車輛加注時(shí)間間隔超過 20min，低溫泵池中余下的LNG 氣化，在泵池內(nèi)產(chǎn)生高壓氣體，也必須打開泵池上氣相放空，不然會造成泵池及加氣機(jī)預(yù)冷無法完成。具體加氣流程操作氣體損耗量統(tǒng)計(jì)見表 2。
（2）卸車流程
1）為了卸車而放散降壓是卸車損耗的主要部分。
由于加氣站的日銷量較低，加氣站儲罐中儲存時(shí)間較長LNG 的溫度和壓力都比較高，甚至與槽車“平壓”操作后還有高于槽車的壓力，由于 LNG 槽車安全閥起跳的壓力多設(shè)置在 0.75MPa，這時(shí)的槽車已經(jīng)沒有辦法再“增壓了”；如果儲罐壓力高于槽車壓力是沒有辦法卸車的，于是只有對加氣站儲罐放散降壓，使儲罐壓力低于槽車壓力一定數(shù)值才能正常卸車；損耗就在放散時(shí)產(chǎn)生了，這種放散有時(shí)需要持續(xù)很長時(shí)間，高達(dá)數(shù)百 kg 的氣體被排放，也是一種不得已而為之的方法，但是操作得當(dāng)可以減少排放氣體。
2）如果不能一次性將計(jì)劃卸完的槽車“卸空”，也會造成損失，有幾種情況：
①沒有控制好“壓差”，導(dǎo)致槽車出液被從泵排出口進(jìn)入的儲罐氣體從泵室中反頂出來，低溫泵吸空失壓，卸液中斷；重新建立壓差必須再次放散或是對槽車增壓，都會增加損耗。
②由于卸車時(shí)槽車儲罐的“水平傾斜度”沒有調(diào)整好，就是出液管口不在較低點(diǎn)，液體還沒有卸完就進(jìn)了氣體，導(dǎo)致低溫泵進(jìn)氣體失壓，而且氣體迅速進(jìn)入儲罐而使“壓差”喪失，已經(jīng)被增過一次壓的剩余液體溫度會大大升高，即使再調(diào)整車位卸出來的液體也是較熱的，對儲存周期沒有優(yōu)勢；所以調(diào)整槽車儲罐的“水平傾斜度”對一次性卸盡液體是很重要的。
3）卸車分液
上述幾個(gè)站點(diǎn)中陳家坪站由于占地面積原因，就是使用的 30m3 的儲罐，導(dǎo)致每次卸車存在分液計(jì)量誤差，而且運(yùn)輸損耗那 200kg 是分液的幾個(gè)站平分還是按卸液權(quán)重比進(jìn)行核算；同時(shí)根據(jù)以往卸液經(jīng)驗(yàn)，后分液站場并未全部根據(jù)卸車流量計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)上報(bào)，而是直接將出庫單減去上個(gè)站的卸車量全部計(jì)入本次卸車量的，運(yùn)輸誤差加上計(jì)量誤差全部累計(jì)在了較后分液的站場，此類誤差應(yīng)該是大于 200kg/次的，也就是大于 1%的誤差率。
5．環(huán)境溫度
LNG 具有易揮發(fā)、易膨脹的特性，夏季時(shí)間長且溫度較高的地區(qū)，溫度越高、壓力越高，LNG 揮發(fā)性越強(qiáng)，特別是在本來銷量較少的站場，儲罐內(nèi)液體經(jīng)過時(shí)間較長的憋壓，已經(jīng)形成了較大壓力，再注入液體，儲罐內(nèi)剩余液體會迅速翻滾、氣化進(jìn)行放散，重慶的環(huán)境溫度大大加快了氣化速度。
三、控制措施
在目前條件下，有的銷量較低的 LNG 加氣站為了卸車對儲罐氣體放散降壓，從技術(shù)操作角度來看是不得已的；但通過對操作條件和過程的有效控制，可以減少這種損耗。改善卸車條件可以有效減少不必要的損耗。另外對于上述銷量較低的站場，想辦法盡量減少蒸發(fā)氣體的產(chǎn)生，是目前可用于損耗控制的有效途徑。因此根據(jù)上述分析，找出了 LNG 加氣站損耗產(chǎn)生的諸多因素，現(xiàn)針對上述因素制定以下應(yīng)對措施：
1．完善機(jī)制，全方位監(jiān)控 LNG 庫存
庫存管理水平高低以及所造成的 LNG 損耗大小，直接影響到 LNG 加氣站經(jīng)營成果。站上設(shè)置兼職計(jì)量員，負(fù)責(zé)和接班實(shí)物保管共同計(jì)量交班庫存，交班交庫存，計(jì)量員獨(dú)立于班組之外，對出具的計(jì)量數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)，任何人無權(quán)擅自改動計(jì)量結(jié)果，攪拌班組憑計(jì)量結(jié)果如實(shí)填制表單。這樣，就從機(jī)制上堵塞了庫存管理的一些漏洞。
2．選擇較好的 LNG 來源
比如加氣流程的損耗均因?yàn)楸脙?nèi)氣體壓力增高造成的，這主要與氣體來源有關(guān)，氣質(zhì)好的情況下本部分放空頻率會大幅降低。根據(jù)公司已經(jīng)使用氣源情況看，較好廠家的氣品（卸車進(jìn)罐壓力在 0.2MPa 以下的）的氣質(zhì)會使該部分放散減少約 5%。
3．加強(qiáng)運(yùn)輸環(huán)節(jié)管理，從源頭上杜絕損耗
較好的方式肯定是采取全程裝卸車前后過磅計(jì)量的方式，運(yùn)輸損失在可控范圍內(nèi)；在此之前，每次準(zhǔn)確的卸車計(jì)量是目前較好的的辦法。 必須對收、發(fā)貨方的保量運(yùn)輸合同進(jìn)行規(guī)范，合同上應(yīng)明確規(guī)定運(yùn)輸超耗完全由承運(yùn)方單方面負(fù)責(zé)，擇優(yōu)選用符合條件的承運(yùn)公司。加氣站的檢測器具都應(yīng)當(dāng)保證其有效性，并在有效期使用，一些不合格的計(jì)量器具絕對不能在計(jì)量交接工作中使用，運(yùn)輸單位的槽車都需要嚴(yán)格經(jīng)過省級計(jì)量中心的檢測，將容積表的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在案，避免質(zhì)量低劣的容積表混入其中。
4．加強(qiáng)精細(xì)化操作管理，全力降低 LNG 損耗
無論在加氣過程還是卸車過程、乃至卸車分液過程，員工的責(zé)任心與操作技能才是此項(xiàng)管理的重點(diǎn)。
（1）如果槽車到站時(shí)是滿車，而且壓力較低，表明槽車中的液體溫度較低，要做好利用低溫新液為儲罐降壓（吸收一部分氣體）的準(zhǔn)備工作。
（2）如果槽車到站時(shí)是半車，而且壓力較高，表明槽車中的液體溫度較高；要做好利用增壓器為槽車增壓和繼續(xù)放散的準(zhǔn)備工作。
實(shí)踐證明，采取以上措施后，公司所屬四個(gè) LNG 加氣站的損耗有效降低。
四、結(jié)束語
本文通過對 LNG 加氣站生產(chǎn)操作方面充裝損耗的分析，總結(jié)了造成充裝損耗大的因素，針對這些因素一一查找根源，如何進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，減少浪費(fèi)是每一個(gè) LNG 經(jīng)營企業(yè)必須考慮的問題，能源的損耗問題必須有效控制。我公司為加強(qiáng)精細(xì)化管理，從管理結(jié)合實(shí)際操作，多次修改了充裝操作規(guī)程，反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)。較后通過統(tǒng)計(jì)實(shí)施前后的數(shù)據(jù)，在LNG 的發(fā)貨、運(yùn)輸、收獲環(huán)節(jié)中下足功夫，各級部門上下聯(lián)動、協(xié)調(diào)合作的共同努力下，較大限度地降低了 LNG 損耗。
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