引言

液化天然气（LNG） 作为一种清洁、高效的能源正在成为全球能源市场的新热点， LNG已成为国际天然气贸易的重要部分。我国对LNG 产业的发展越来越重视，分别在广东、福建、上海、江苏、浙江、山东、河北、辽宁等地区规划和实施了LNG项目。上海LNG项目于2009年10月份正式投产试运行，成为继广东、福建后我国完成的第三个LNG项目。

上海液化天然气项目一期工程建设规模为年接收300万吨工程，包括：1座14.5万m³ LNG船专用码头和1座3000吨级工作船码头；3座16.5 m³ LNG储罐和相应的LNG回收、输送、气化及公用配套设施；52km输气管线（包括36km海底输气干线和16km陆域输气管线），在临港新城输气末站进入上海城市天然气高压主干网系统。下文将以上海LNG一期项目为例，介绍LNG接收终端的工艺系统、主要设备和操作过程中主要控制参数。

2 LNG接收站工艺系统

2.1 LNG主要物理性质

在大气条件下，天然气是高易燃性的无色气体，无味或有很淡的臭味。 蒸汽对眼睛、鼻子或喉咙无刺激性，但吸入会导致头晕、呼吸困难或丧失意识，高气体浓度时可能导致窒息。 LNG液体可造成冻伤，气体的主要成分是甲烷。LNG的体积约为其气态体积的1/620，主要成分（%，摩尔）为：CH4 85～90，C2H6 3～8，C3H8 1～3，C4H10 1～2，C+5 微量。LNG再气化（约-162℃）时的蒸发潜热约为511 kJ/kg。

2.2 LNG产业链

LNG利用是一项投资十分巨大、上下游各环节联系十分紧密的链状系统工程，由天然气开采、天然气液化、LNG运输、LNG接收与气化、天然气外输管线、天然气最终用户等六个环节组成，产业链如图1所示。其中任何一个环节出现问题都将使整个系统停车，而且必须对上下游环节做出巨额赔偿。因此LNG利用各个环节的工艺及设备必须安全可靠，LNG接收站是其中重要环节之一，要求更为严格。

图1：LNG产业链

2.3 LNG接收终端工艺

从流程上看LNG站工艺并不复杂，但其中包含很多高科技知识。LNG在常压下沸点约-160℃，因此LNG站在气化之前的所有设备都是在-160℃下长期低温运行。这对设备的保冷、材质、防泄漏诸方面要求极高。通常接收站工艺可分为三个主要系统：LNG卸船系统、LNG存储系统、LNG外输系统，工艺流程如图2所示。

图2：LNG接收站流程示意图

2.3.1 卸船系统

本案中接收站卸船系统的设计可安全容纳容量为75000 ~ 215000 m³的LNG船。在码头上配备了四个16″的卸料臂，有三个臂Y-01A/B/C输送液体，最后一个Y-02输送气体。 其中一个液体卸料臂Y-01B是混合式的，如果气体输送臂出现故障，混合臂可用作气体回流臂，卸船则以较低的速度进行。正常情况下平均卸载速度为12500 m³/h，在将来的补充建设时需要安装第四个卸料臂，以提高215000 m³ LNG船卸料时的操作速度。

LNG通过船上的卸料泵将LNG从船舱排出。 通过三个16″的卸料臂Y-01A/B/C进行卸船，并通过46″的卸船管线和6″的再循环管线将LNG输送到岸上的LNG储罐，同时为了维持LNG船舱的压力，所需的气体通过16″的NG回气臂Y-02从岸上的BOG总管返回。因此在卸船过程中，BOG总管的工作压力必须高于LNG运输船的工作压力，以便气体可以自然地从BOG总管流向船中。返回LNG船的蒸汽压力由调节阀PV-01控制。

卸船操作完成后断开臂以前，将卸料臂排空并在臂的顶部供应工作氮气进行吹扫。 LNG被迫返回到LNG船和LNG接收站的码头排放罐V-0101。码头排放罐中的LNG可以用排放罐电加热器对LNG进行加热，通过蒸汽回流管线将产生的蒸汽输送到BOG总管。还可以通过N2加压的方式排放LNG至46″卸料管线。LNG卸料及排放流程如图3所示。

图3：LNG卸料及排放流程图

卸船完成后在码头备用期间，必须用少量的LNG循环维持卸船管线的低温状态。循环过程是将部分LNG从罐内泵排放到卸船管线中，然后到循环管线，最后到再冷凝器的过程。通过调节阀控制循环流量，使LNG沿管线循环回码头这一过程中的温升不超过4℃，以防卸船开始时“温热”的LNG被推入罐中时出现大量闪蒸现象。在卸船过程中循环中断，循环管线与卸船管线并行操作，但在每次卸船操作之后重新建立循环。

2.3.2 LNG储存系统