隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城鎮(zhèn)發(fā)展也上升到了一個新的水平，政府對環(huán)境的整治力度越來越大，人們對能源要求也越來越高，天然氣作為優(yōu)質(zhì)的清潔能源越來越備受青睞，天然氣也因此逐步步入人們的生活。伴著西氣東輸一線、二線和中亞油氣管道、中緬油氣管道的建成與投產(chǎn)，天然氣的供應(yīng)量得到大幅度的增加，天然氣的應(yīng)用在能源結(jié)構(gòu)中的比例也明顯提高，可以說中國已經(jīng)逐漸走向天然氣時代。
天然氣管道，尤其是長距離管道具有輸送工程規(guī)模大、成本高，建設(shè)周期長等特點，這就很難對城市的天氣需求給予滿足，全部城鎮(zhèn)短時期內(nèi)都普及使用管輸天然氣并不現(xiàn)實，就出現(xiàn)了天然氣供需的矛盾。液化天然氣（LNG）能夠很好的將資源地域分布與市場需求之間的矛盾解決，為了使能源短缺的問題得到解決，我國引進了液化天然氣，各類液化天然氣儲存氣化站、儲配站、簡易撬裝供應(yīng)站便應(yīng)運而生，并等到了快速的發(fā)展。這些場站建設(shè)、投產(chǎn)與運營管理中的技術(shù)和安全問題也一直為人們所重視，特別是 LNG 儲罐的預(yù)冷和投產(chǎn)一直被列為天然氣場站管理中的重中之重。
一、LNG 儲配站組成及預(yù)冷流程
目前，我國大多數(shù) LNG 儲配站主要包括卸車臺、增壓系統(tǒng)、LNG 儲罐、氣化系統(tǒng)及調(diào)壓、計量、加臭系統(tǒng)以及低溫管道。儲配站的 LNG 是由低溫槽車運過來的，槽車儲罐的增壓采用的是增壓器，然后通過壓力差距的作用，將 LNG通過卸車臺的管道輸送到氣站的儲罐中；同樣是采用增壓器，來使 LNG 儲罐的壓力達到一定標準，然后通過出液管道將LNG 輸送給氣化系統(tǒng)進行升溫氣化，接著由出站調(diào)壓器進行降壓，壓力降到要求值后，通過計量和加臭系統(tǒng)輸送至燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)。
LNG 儲配站預(yù)冷的介質(zhì)一般為液氮，這是由于液氮為惰性、無色、無嗅、無腐蝕性、不可燃燒，不支持燃燒，溫度極低，是構(gòu)成大氣的大部分（體積比78.03%，重量比 75.5%），來源廣，因此液氮成為 LNG 儲配站的預(yù)冷的理想介質(zhì)。
預(yù)冷大體指導(dǎo)思想，設(shè)備及管道的初級預(yù)冷先使用氣相氮氣，然后用液相氮再進行深度預(yù)冷。具體流程為：液氮槽車→卸車增壓器→氣相管道→進液管道→儲罐→出液管道→汽化器→ BOG 汽化器→ EAG 汽化器→儲罐增壓器。見圖1。
二、常見的預(yù)冷步驟
步驟一：低溫氣閥氮氣對系統(tǒng)的預(yù)冷
首先把氮氣槽車氣相管與 LNG 氣相管連接起來，然后將閥門打開讓低溫氮氣進入氣相管道，打開閥門的動作一定要慢；通過 BOG 汽化器、調(diào)壓、計量設(shè)備后在放散塔放空。待 BOG 汽化器以及管道系統(tǒng)恢復(fù)正常后，在進液管上連接低溫氣相氮氣，讓氣相氮氣慢慢進入液相管和儲罐，當(dāng)儲罐的壓力達到設(shè)定值（一般為0.2MPa）時，將下進液管閥門關(guān)閉 15 分鐘保冷，然后將溢流管閥門打開，對排出氣體的露點進行檢測，如不合格，重復(fù)以上程序，以露點低于 -40℃為標準。達到標準后，通過儲罐出液閥門將低溫氣相氮氣緩慢引入汽化器、調(diào)壓、計量設(shè)備后放空。汽化器預(yù)冷正常后再對 EAG 汽化器、儲罐增壓器、卸車增壓器、剩余管道進行預(yù)冷。
檢查該完畢后，要關(guān)閉所有的閥門，才能進行下一步驟。
步驟二：液氮的預(yù)冷
系統(tǒng)溫度經(jīng)過氣相氮氣的預(yù)冷大約在-40℃左右，但要滿足運行狀態(tài)，溫度必須還必須降至 -160℃，這就需要液態(tài)氮氣預(yù)冷。把槽車液相管與進液管連接起來，打開儲罐上的進液閥門，讓低溫氮氣緩慢的進入儲罐內(nèi)。液相氮氣進入儲罐后會立刻氣化，然后把儲罐氣相管出口管道上的閥門打開，讓已經(jīng)氣化了的氮氣經(jīng)過 BOG 管道以及放散塔放散。此時要對儲罐溢流口處的氣體溫度進行檢測，當(dāng)溫度下降到-100℃以下時，儲罐上進液閥就可以關(guān)閉。
在這之后由于儲罐和液氮間在不斷的進行換熱，因此還會有大量的氣體被排出，這個時候就可以利用這些排放的氣體進一步冷卻管道。然后將下進液閥打開，當(dāng)液位計的液位指數(shù)達到約5m³時關(guān)閉，進行儲罐的冷卻，一般為 30 分鐘后，如果在氮氣氣化量極少的情況下儲罐壓力還處于穩(wěn)定狀態(tài)，就能夠確定預(yù)冷基本完成。此時就可以進行汽化器的預(yù)冷，將汽化器后閥門、調(diào)壓、計量設(shè)備入口的閥門、放空閥門打開。然后打開儲罐出液閥門讓液氮緩慢地進入汽化器。嚴密觀察汽化器是否有泄漏等情況，汽化器預(yù)冷完成后，還要對其他設(shè)備以及管道進行預(yù)冷。
三、常見預(yù)冷步驟中的不足和革新
我們注意到常用預(yù)冷步驟二中，LNG儲罐進液時，是“緩慢打開儲罐上進液閥門，使槽車內(nèi)的低溫氮氣進入儲罐內(nèi)”，由于氮氣的密度比空氣的密度大，氮氣自然從儲罐上部往下部沉，而本來位于儲罐下部的空氣由于受密度小和氮氣的擠壓會慢慢往儲罐上部飄，兩者相互融合、相互稀釋，再從儲罐上部的氣相管道放掉，速度非常緩慢，也十分浪費氮氣。
針對這一情況，我們?nèi)绻玫獨夂涂諝饷芏鹊牟煌�，在預(yù)冷步驟二中，LNG 儲罐進液時，是“緩慢打開儲罐下進液閥門，使槽車內(nèi)的低溫氮氣進入儲罐內(nèi)”，這樣密度較大的氮氣相對于空氣一直處于儲罐的下部，密度較小的空氣會自然而然的被氮氣一層一層的往儲罐上部擠壓和轉(zhuǎn)移，它們之間只有界面的接觸，如果打開儲罐上部的氣相管道，空氣會順理成章的被置換出儲罐，這樣一來，整個預(yù)冷中的這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)就不僅大大提高了速度，也大大的節(jié)省了氮氣，降低了成本，提高了安全系數(shù)。見圖2。
總的來說，LNG 儲罐的預(yù)冷是整個液化天然氣（LNG）儲配站預(yù)冷投產(chǎn)中的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，該項技術(shù)也在不斷探索中漸趨成熟，結(jié)合實際情況正確采用預(yù)冷方法不僅能提高速度，而且能有效降低預(yù)冷的成本，也能保證預(yù)冷的安全。
