技术领域
[0001] 本发明涉及一种多功能LNG装卸车装置及装卸车工艺，可实现LNG自动装车及自动卸车功能。
相关背景技术
[0002] 《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》的实施意见中，要求LNG充装采用LNG装车臂充装，代替以前使用的金属软管，这就对LNG装车装置提出了更高的要求。目前各个LNG场站中，无论是 LNG储配调峰站以及LNG接收站，均需使用LNG装车装置，进而对整个LNG装车工艺的安全性、可靠性以及人性化均需全面考虑，进而提高整个产品在行业的竞争性。
具体实施方式
[0044] 以下结合附图来进一步说明本发明。
[0045] 如图1所示，本发明多功能LNG装卸车装置包括用于与LNG槽车1连接的 LNG装卸臂(ZXB1，ZXB2)，LNG管线(或称为LNG进液卸液管线)L1，BOG回气管线L2，BOG增压管线L4，管输气增压管线L5，氮气进气管线L6，LNG保冷循环管线L7，LNG排净管线L8，氮气吹扫放空管线L9，流量调节阀小流量旁路管线L10，
[0046] LNG管线L1的一端与LNG装卸臂LNG管口相连，另一端依次与LNG泵和LNG储罐连接，在LNG管线上设有第一流量调节阀(LNG流量调节阀)FV1和第一切断阀XV1；
[0047] BOG回气管线L2的一端与LNG装卸臂气相臂管口相连，另一端与场站BOG 管线相连，使槽车BOG泄放至LNG储罐，BOG回气管线上设有第二切断阀XV2；
[0048] BOG增压管线L4的一端与BOG回气管线L2相连，另一端与BOG压缩机出口管线相连，使BOG进入槽车增压，BOG增压管线上设有第五切断阀XV5；
[0049] 管输气增压管线L5的一端与BOG回气管线L2相连，另一端与管输气入口管线相连，使管道气进入槽车增压，管输气增压管线上设有第六切断阀XV6；
[0050] 氮气进气管线L6的一端与场站氮气管线相连，另一端与装卸臂氮气管口相连，使氮气进入LNG装卸臂进行吹扫置换以及旋转接头密封(低温臂的旋转接头需要正压密封，避免空气中的水分进入旋转接头旋转缝隙处而造成冰冻，使旋转接头无法转动)，氮气吹扫放空管线L9与装卸臂氮气出口连接；
[0051] LNG保冷循环管线L7的一端与LNG管线L1相连，另一端与回储罐LNG管线相连，使LNG在停车时小流量循环，保证LNG管线处于低温状态，确保装卸车快速启动，LNG保冷循环管线上设有第三切断阀XV3；
[0052] 流量调节阀小流量旁路管线L10连接第一流量调节阀FV1进口和出口之间，在装车停止第一流量调节阀FV1关闭时打开，保持LNG管线畅通，保证小流量循环；
[0053] LNG排净管线L9的一端与LNG管线L1相连，另一端与回储罐LNG管线相连，装卸车停止时自动排尽LNG管线第一切断阀和LNG装卸臂之间残留的LNG 液体，避免残留LNG膨胀超压，LNG排净管线上设有第四切断阀XV4。
[0054] 本申请中的第一流量调节阀FV1安装在LNG进液卸液管线(LNG管线)上，通过调节调节阀开度，实现装置小流量预冷，大流量装卸车以及小流量关闭功能，保证装置启动预冷以及缓慢关闭功能，避免出现水击现象，保证设备稳定运行。
[0055] 本申请的多功能LNG装卸车装置进一步设置安全阀放空管线L3，其一端与场站放空管线相连，使超压放散气进入场站放空管线，另一端与在LNG管线的第一切断阀XV1的两端以及BOG回气管线L2上设置的第一、第二和第三安全阀 TSV‑01、TSV‑02和TSV‑03连接。第一、第二和第三安全阀的设置方式为从设置安全阀的管道处引出管道经手动阀门(V4、V6、V9)连接安全阀放空管线，在手动阀门的两侧并联一根管道，该并联的管道上设置手动阀门(V5、V7、V9)和安全阀(TSV‑01、TSV‑02和TSV‑03)。
[0056] LNG管线上设有LNG质量流量计FIT1，其具有计量LNG流量，确保计量精度，实现LNG定量装车功能及LNG卸车功能。在LNG质量流量计的上游可设有第二管道过滤器F2。
[0057] LNG装卸臂包括一端与槽车LNG口3连接的液相臂ZXB2(LNG进液臂)和一端与槽车BOG口2连接的气相臂ZXB1(BOG回气臂)，槽车还包括槽车增压口4，气相臂上设有第一拉断阀E1，液相臂上设有第二拉断阀E2，满足紧急脱离要求，采用旋转接头结构实现LNG灵活装车，液相臂的另一端与LNG管线L1 连接，气相臂的另一端与BOG回气管线L2连接。
[0058] 氮气进气管线L6分别经阀门连接气相臂ZXB1和液相臂ZXB2，氮气吹扫放空管线L9的一端也分别经阀门连接气相臂ZXB1和液相臂ZXB2的氮气出口相连，氮气吹扫放空管线的另一端与场站放空管线相连。氮气进气管线L6上可设有第一管道过滤器F1和手动阀门V2。
[0059] 管输气增压管线L5和BOG增压管线L4上可分别设有第一压力变送器P1和第二压力变送器P2。
[0060] BOG回气管线可设有第三压力变送器P3和第一温度变送器T1，LNG管线上设有第四压力变送器P4和第二温度变送器T2。
[0061] 在LNG保冷循环管线L7上设置第五压力变送器P5和第三温度变送器T3。 LNG保冷循环，使管道保持低温状态，减少预冷时间，同时保证LNG定量装车精度，使精度偏差≤3％。
[0062] 另外，在氮气进气管线上L6引出一根支管设置第一手动阀门V1，将氮气引至ZXB1/ZXB2旋转接头密封使用，使旋转接头旋转缝隙处于正压密封状态，避免空气中的水分进入而引起旋转接头冰冻。
[0063] 另外，可在LNG管线、LNG保冷循环管线、氮气吹扫放空管线和氮气进气管线上设置LNG进液止回阀CH1(例如可设置在LNG流量调节阀和第一切断阀之间)、LNG出液止回阀CH2、氮气吹扫气体出口止回阀CH3、氮气入口止回阀CH4，保证介质单向流动。
[0064] 本申请中，所有切断阀优选为自动切断阀，全自动实现各管线启闭功能，实现LNG装车装置一键启停。
[0065] 使用多功能LNG装卸车装置的LNG装车工艺包括以下步骤：
[0066] 1)氮气置换工艺：将氮气从氮气进气管线L6引入到LNG装卸臂(气相臂和液相臂)，进行氮气置换，置换后从氮气吹扫放空管线L9排出。装车时，装卸臂与槽车连接，打开装卸臂上氮气置换阀门开始氮气置换，避免空气残留于装卸臂与槽车连接处。
[0067] 2)预冷工艺：将LNG从LNG储罐经LNG管线L1进入槽车，从槽车出来经 BOG回气管线L2返回LNG储罐。LNG通过LNG质量流量计FIT1开始流量计量，初始LNG流量调节阀FV1给出5％开度，第一自动切断阀和第二自动切断阀 XV1/XV2打开，使LNG液体进入LNG进液管线进入槽车，槽车BOG气体进入BOG 回气管线，使LNG装车装置开始预冷。
[0068] 3)大流量装车工艺：当BOG回气管线L2管线上的T1温度达到‑100℃，代表预冷完成，此时开始大流量装车。此时LNG流量调节阀FV1开度逐渐打开30％、 50％、100％等，开始LNG槽车大流量装车工艺，装车过程中有温度及压力报警装置，当出现异常情况时，系统报警切断。
[0069] 4)小流量停装工艺：当LNG槽车装车90％左右，LNG管线L1上的LNG流量调节阀FV1开始调节开度至5％，使装置开始小流量停装工艺，当设定流量到达 100％时，装车停止。保证稳定停车，避免出现水击现象。
[0070] 5)LNG放净工艺：当LNG装车结束，LNG管线L1上的阀门FV1和XV1自动关闭，LNG排净管线L8上的第四自动切断阀XV4自动打开，开始LNG管路放净，避免残留LNG膨胀超压。
[0071] 6)保冷循环工艺：当LNG装车结束，LNG保冷循环管线L7压力P5达到 1.0MPag时，第三自动切断阀XV3自动打开，开始LNG管路保冷循环工艺。保冷循环保证在停车时LNG管线一直处于低温状态，同时避免质量流量计存在气液两相流而造成损坏。
[0072] 使用本发明的多功能LNG装卸车装置的LNG卸车工艺包括以下步骤：
[0073] 1)氮气置换工艺：将氮气从氮气进气管线L6引入到LNG装卸臂(气相臂和液相臂)，进行氮气置换，置换后从氮气吹扫放空管线L9排出。装车时，装卸臂与槽车连接，打开装卸臂上氮气置换阀门开始氮气置换，避免空气残留于装卸臂与槽车连接处。
[0074] 2)增压工艺：当使用LNG卸车工艺时，BOG回气管线L2管线上的第二自动切断阀XV2自动关闭，检测BOG增压管线L4管线压力P2≥2.5barg时，第五自动切断阀XV5自动开启给槽车增压，场站BOG经BOG压缩机增压管线进入装卸车装置开始槽车增压。若检测P2＜2.5barg，同时管输气增压管线L5上的管线压力P1≥2.5barg时，第六自动切断阀XV6自动打开给槽车增压，此时第五自动切断阀XV5不动作。
[0075] 3)卸车工艺：当BOG回气管线L2管线压力P3大于等于2.5barg时，LNG 保冷循环管线L7上的第三自动切断阀XV3自动开启，开始卸车工艺。
[0076] 4)LNG放净工艺：当检测到LNG管线L1的管线压力P4≤1barg时，LNG卸车结束，BOG增压管线L4和管输气增压管线L5上的第五和第六自动切断阀XV5 和XV6自动关闭，LNG保冷循环管线L7上的第三自动切断阀XV3自动关闭，LNG 排净管线L8上的第四自动切断阀XV4自动打开，开始LNG管路放净，避免残留 LNG膨胀超压。
[0077] 装车与卸车功能通过批量控制器切换使用。
[0078] 本发明利用场站储罐已有BOG气体或管网气体对LNG槽车进行增压，无需额外增加LNG增压泵或LNG增压气化器对槽车卸车增压即可实现LNG卸车功能。较大地减少了LNG增压气化量以及增压时间，减少卸车管路及拉断阀，出口压力稳定，卸车速度快，可靠程度高，设备投入低。
[0079] 以上描述了本发明的优选实施方式，然而，以上描述不用于限制的目的。本领域普通技术人员在不偏离本发明主旨和范围的情况下，可以对本发明做出许多变化或修饰。所述变化或修饰应纳入所附权利要求的范围内。
