宋坤

【摘要】在中國現有的大型LNG接收站中所有的大型LNG儲罐幾乎全部采用16萬方地上全容儲罐，但由于各個項目對儲罐液位控制的設定要求不盡相同，這造成儲罐實際容積存在一定差異，通過分析各項目招標時對LNG儲罐液位控制的要求，結合罐內泵廠家資料以及接收站生產運行狀態(tài)，對LNG儲罐液位控制的設定要求提出新的優(yōu)化建議。

【關鍵詞】大型LNG儲罐 液位控制 罐內泵 NPSHR

國內目前投產和即將投產的接收站，中海油有廣東大鵬、福建莆田、上海洋山崗和浙江寧波；中石油有大連和江蘇項目；這些接收站項目建造的大型LNG儲罐對外都統稱為16萬方地上全容儲罐，但各項目儲罐的總容積沒有一個相同的，最大的浙江LNG儲罐全容積達到了18.2萬方，而廣東大鵬和上海項目的儲罐全容積約為17.7萬方，福建項目儲罐全容積約為17.9萬方，造成如此差別的直接原因是儲罐低低低液位設定差異。

目前國內項目普遍采用的儲罐液位設定方法是業(yè)主規(guī)定一個NPSHA值，將這個值定義為低低低液位（LALLL）即泵的關斷液位，然后以LALLL液位為基準，按照15分鐘和5分鐘的罐內泵最大外輸量，推斷出低低液位LALL報警和低液位LAL報警值，其中LALL作為泵的再啟動點，LAL設為最低操作液位。在LAL的基礎上增加的16萬方LNG體積被稱作凈工作容積（或有效凈容積），設定一個正常操作液面高度值LAH報警點，16萬方儲罐就是指這個凈容積；再按照15分鐘和5分鐘的最大LNG卸船量，推斷出高高液位LAHH和高高高液位LAHHH報警，作為儲罐的最高可裝載液位設定。詳見后圖1：內罐壁高

圖1 通用的儲罐液位設定

這種LNG儲罐招標時常用的液位設定要求可保證投標過程中的各承包商投標的一致性，但各項目業(yè)主規(guī)定罐內泵NPSHA值時隨意性較大，從1.2米到2.4米都有被采用，并且經常出現將NPSHR值誤當作NPSHA值寫入招標文件，或者規(guī)定NPSHA但沒有規(guī)定 NPSHR與NPSHA的最小差值要求，這讓儲罐EPC承包商在選擇購買罐內泵時有較大自由度。當儲罐EPC廠家按照業(yè)主規(guī)定的NPSH值選購罐內泵時，通常只會買NPSHR值無限接近要求，價格較低的罐內泵，而國際上的主要LNG罐內泵廠家產品存在著較大差異，以下是國內某項目中三家國際知名泵廠家提供的罐內泵NPSHR曲線圖。很明顯同等參數要求下三臺泵的NPSHR值差距巨大，第一家的額定值只有0.4米，極限0.6米，而第三家的額定值都有2米，極限值更超過了3米；但當業(yè)主在儲罐EPC招標中只標明要求NPSHR或LALLL為2米時，那第三家泵廠的罐內泵很可能因為價格便宜而被儲罐EPC商選用。

同時5分鐘最大外輸泵量對80米內罐直徑的LNG儲罐來說，液位差只有約20毫米，在操作運行中很容易產生誤報。特別是在特殊的操作狀況下，如福建LNG接收站運行期間曾有過一次因臺風無法卸船進料，但又必須保障下游城市用氣的特殊工況，這時操作者不得不取消LALL報警與罐內泵關斷的連鎖功能，強行將LALL到LALLL間甚至更低的LNG抽出，而儲罐設計液位時的15分鐘液位差，并不能表現泵的性能，從而在這種特殊工況操作時泵損壞的風險很大。

如何在儲罐EPC招標期間，在落實儲罐罐容得同時，充分考慮運行風險，特建議對儲罐液位控制設定作以下優(yōu)化：

一般罐內泵為兩極潛沒泵，泵體和電機都潛沒在低溫的LNG液中，潤滑和冷卻全部直接通過LNG液，所以罐內液位高度應要滿足泵體潛沒高度，一般泵體高度為1700毫米左右；

（1）按照選定罐內泵額定流量下NPSHR值加300毫米作為NPSHA值，該值設定為LALLL泵最低外輸液位；

（2）參考選定罐內泵曲線中極限狀態(tài)NPSHR值，設定其為LALL，作為泵再啟動液位和正常操作關泵液位；

（3）在LALL基礎上要求最少15分鐘的最大外輸量確定為LAL，作為低液位報警和最低操作液位；

（4）其他高液位設定方法參考原通用做法不變。

（5）按此液位控制優(yōu)化要求招標，可充分調動儲罐EPC承包商的設計積極性，體現出各承包商的設計能力，督促其購買質量優(yōu)秀的罐內泵，并可使業(yè)主在今后的運行中充分了解和利用儲罐容積，挖掘罐內泵的能力以應付突發(fā)的特殊工況。