一、LNG分層與翻滾

1、分層與翻滾原理

液化氣分層的主要原因是密度的差異。密度差異較大的LNG進入同一儲罐內(nèi)并存放較長時間，容易引起分層。密度較大的LNG由于重力的作用積聚在儲罐底部，而密度小的LNG停留在儲罐上部，形成上下兩層相對單獨的對流。底部LNG受到上部LNG的作用，未達到飽和狀態(tài)，因此蒸發(fā)速度相對于上部LNG較慢。由于儲罐不可能絕熱，外界熱量總會不斷由外而內(nèi)地傳遞，底部LNG獲得的熱量使溫度升高，同時一部分氮氣等重組分的揮發(fā)，使LNG的密度減小，底部的LNG會逐漸由未飽和狀態(tài)過渡到飽和狀態(tài)，隨著氮氣等重組分的揮發(fā)，外界熱量的持續(xù)進入，下層LNG的溫度逐漸升高，密度逐漸減小，當?shù)撞縇NG的密度等于上部LNG的密度時，在原來分層的界面處會出現(xiàn)強烈的擾動，上、下兩層LNG形成強烈的對流，下層的飽和狀態(tài)會變成超飽和狀態(tài)，進而產(chǎn)生大量的蒸氣，同時劇烈的對流導致儲罐壓力急劇上升，分層被破壞，形成所謂的“翻滾”。

2、分層檢測

由于LNG分層是引發(fā)翻滾的前提，因此，在實際操作過程中檢測和防止LNG分層非常重要。一般可以采取下列方法：

(1)沿LNG儲罐的高度設置多個測溫點，垂直間距不大于2m。當相鄰的2個測溫點溫差達到0.8℃時，說明儲罐出現(xiàn)了分層現(xiàn)象。

(2)來船之前根據(jù)船方資料判斷船方的LNG與儲罐內(nèi)剩余LNG之間的密度差，如果差值較大，要選擇合理的卸料方式，應考慮出現(xiàn)翻滾的可能性，盡量優(yōu)化卸料方式。

3、預防控制措施

當船運LNG注入儲罐時，LNG在卸料時可以采取頂部卸料和底部卸料兩種不同方式。這樣的設計可使不同密度的LNG以不同的方式進入儲罐。通常，為防止儲罐內(nèi)LNG發(fā)生分層和翻滾，密度大的LNG從上部進入，密度小的LNG從下部進入。卸料的同時也要考慮儲罐壓力的變化，一般密度差很小時，采用底部卸料方式，此方法適用于期 貨貿(mào)易來船，因為期 貨貿(mào)易的LNG多數(shù)來自同一產(chǎn)地。同時，也可通過LNG低壓泵使罐內(nèi)LNG循環(huán)到上部或底部，或采用倒灌流程，從而防止分層、翻滾現(xiàn)象的產(chǎn)生。

夏季下游用戶用氣量較小時，LNG在儲罐中停留的時間會很長，由于外界熱量的大量引入使LNG蒸發(fā)，從而使罐內(nèi)的LNG密度變大，這時再次卸船時，就有可能形成LNG的分層。即使來自同一產(chǎn)地也要加強監(jiān)測，選擇合適的卸料方式。

在實際操作過程中，可以采取一些方法防止LNG的分層和翻滾：

(1)根據(jù)LNG的密度等因素，選擇不同的卸料方式或是組合卸料方式。

(2)設置自循環(huán)和倒罐流程，一旦發(fā)現(xiàn)情況立刻執(zhí)行相關操作。

(3)采用的儲罐儀表系統(tǒng)和第三方軟件對罐內(nèi)LNG的狀態(tài)進行分析，在整個罐壁高度上進行溫度、密度檢測，采集相關數(shù)據(jù)并通過軟件計算、擬合。

二、消防和輔助設施

整個LNG接收站的消防設施包括水噴淋系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)和泡沫系統(tǒng)，并以可燃燒氣體探測、煙感、溫感、低溫監(jiān)測等設備為依托。

水噴淋系統(tǒng)一般位于設備周圍，當檢測到火災或者低溫信號后就會自動進行水噴淋。干粉滅火一般位于儲罐的閥平臺，防止閥打開后的火災，泡沫系統(tǒng)通常和集液池配合使用，目的在于防止LNG在集液池中過快蒸發(fā)。

低溫監(jiān)測探頭的警報是判斷LNG泄漏的直接有力的依據(jù)，可燃燒氣體探測、煙感和溫感警報的出現(xiàn)則表明火災發(fā)生。