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摘要：随着国内LNG市场的不断开拓，液态LNG需求量和销售量逐年增长，LNG槽车充装超装、LNG泄漏事故屡有发生，影响了LNG接收站的正常生产运营。通过分析LNG槽车充装超装产生的原因、潜在风险和危害，提出了切实可行的充装超装防控措施，为做好LNG接收站的槽车充装安全生产管理提供了技术支撑和借鉴。
关键词：LNG槽车；超装；风险；防控
随着LNG产业链的延伸，国内大量LNG卫星站和LNG加气站建成投运，LNG液态销量不断增大，在LNG从接收站和液化厂到达LNG卫星站、LNG加气站等中小型用户的环节中，LNG槽车运输是应用最广泛的方式[1]。近两年由于进口LNG价格的下跌和市场的开拓，国内LNG贸易量大幅度增长，LNG槽车充装和运输业务量也随之增长，LNG槽车充装和道路运输安全成为LNG接收站、液化厂和槽车承运企业安全生产管理工作的重点。LNG槽车装车站在接收站内属甲A类火灾危险区域，同时又是接收站生产活动最为繁忙的区域[2]，近年来，LNG槽车充装超装现象时有发生，有效识别LNG槽车充装超装的风险并制定防控措施成为LNG槽车充装安全管理的课题之一。
1 LNG槽车充装超装的原因分析
1.1LNG的密度变化引起超装
LNG的主要成分是甲烷（CH4），大约占80%～99%，并含有少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等组分。不同货源地LNG的组分不同，LNG的密度也不相同。例如卡塔尔产的LNG的密度为440kg/m?，澳大利亚柯蒂斯产的LNG的密度为421kg/m?，两者相差19kg/m?。某LNG接收站主要从卡塔尔和澳大利亚进口LNG，存在混装混输的现象，其2016年接卸存储的LNG的密度变化如下：
LNG槽车充装量按LNG的重量设定，在首次进行混装混输时，仍然按照库存LNG的密度440kg/m?进行计算并设定充装量，而混装后LNG的实际密度为425kg/m?。充装相同质量的LNG时，由于LNG密度的差异，导致实际充装的LNG体积增加，从而引起一辆槽车充装时超装、喷液事件的发生。该辆槽车的预设充装量为23T，计算的充装体积为52.3 m?，实际充装量为22.8 T，实际充装体积为53.6m?，达到该辆槽车罐有效容积的95.5%。气相空间的减小，导致罐体压力快速升高，引起安全阀起跳并喷液。
1.2 LNG充装量设定过高引发超装
LNG槽车入场充装前，需过磅、称重、设定充装量并制卡。如果出现地磅称量错误或者槽车残夜过多导致槽车充装量设定不合理，槽车预设充装量大于额定装载量，而地磅称重和充装人员未及时发现，可能会导致槽车充装超装。
1.3 控制系统故障与阀门失效引起超装
单台槽车装车橇由独立的PLC控制系统进行控制，按照置换、预冷、提速、全速充装、减速、排液、吹扫等步骤进行程序性控制，并通过控制流量调节阀和紧急切断阀的开关动作来实现。在LNG槽车充装过程中，到达减速点时PLC控制系统给出阀门关信号，此时流量调节阀逐渐关小，LNG流量也相应的减小，当流量调节阀全关时，槽车充装结束。在减速过程中，如果PLC控制系统故障未能及时给出关停信号或者流量调节阀失效未能关闭，装车橇仍然以一定的流量进行充装，很有可能造成槽车充装超装。
1.4 流量计故障引起超装
LNG充装以LNG的流速和累计流量作为过程控制的关键控制参数，国内LNG接收站在流量计选型时大多选用科里奥利质量流量计，其具有良好的准确性、重复性、稳定性。流量计零点不稳定形成零点漂移、校验不准都会引起其测量的准确性。流量计测量不准，有可能会引起槽车充装超装，近几年接收站的生产过程中发生了几起类似事件。
2 LNG超装潜在风险及危害
LNG槽车在充装过程中发生超装现象，其潜在风险和危害分析如下：
3 LNG超装的预防及控制
3.1根据标准规范要求和LNG密度核算并设定充装量
《移动式压力容器安全技术监察规程》（TSG R005-2011）规定，充装易燃易爆介质的真空绝热罐体的额定充满率不得大于90%。《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》（GB 1589-2016）关于质量限值的规定，六轴汽车列车的最大允许总质量限制为49000千克。LNG槽车充装前，应根据以上要求并结合槽车罐体的有效容积、LNG的密度计算LNG槽车的充装量，扣除槽车罐中残夜的重量，同时考虑一定的安全系数，核算出LNG槽车充装的预设量并设定，从而从根本上防止LNG槽车充装超装。
3.2 增置累计流量报警和连锁以提高安全保护等级
优化PLC控制系统设计，设置累计流量高报警和高高连锁。当流量计检测LNG充装量达到预设量时，PLC控制系统发出聲光报警，提醒操作人员停止充装；当流量计检测LNG充装量超过预设量1.05或1.1倍时，PLC控制系统发出声光报警并连锁关闭流量调节阀和紧急切断阀，从而避免槽车充装过量。
3.3 制定措施加强LNG槽车充装的生产管控
在日常生产过程中，通过采取以下措施可加强LNG槽车充装的生产管控：
（1）定期对槽车装车橇的压力表、液位计、流量计等检测仪表进行校验、比对，提高检测仪表的可靠性。
（2）在槽车液位计、压力表的表盘上粘贴额定装载量、最大操作压力标识，便于监控。
（3）根据计算在90%常见充装率下，罐体的最短预警时间为4.57min[3]。在LNG槽车充装时，操作人员应加强巡视和监控，一旦发现超装时快速进行有效处理，防止发生次生事故。
4.结束语
综上所述，通过分析LNG槽车充装超装的原因、潜在风险和危害，提出LNG槽车充装量的核算方法、在PLC控制系统中增设累计流量报警和连锁控制等措施以降低LNG充装超装风险。通过加强LNG槽车充装生产管控，可减少LNG槽车充装超装现象的发生。以上措施已陆续在LNG槽车充装站得到应用，有效地降低了LNG槽车充装的安全生产风险，值得在各大LNG接收站应用和推广。
参考文献：
[1]宋坤，衣鹏，胡贤文.LNG槽车装车橇应用和国产化进程[J].天然气与石油，2013（3）：5-8.
[2]张远杰，陈彬，王振中，张豪.LNG槽车超装处理方法探析[J].天然气技术与经济，2011（1）：69-71.
[3]朱渊，张肖锦，师吉浩，陈国明.LNG罐车泄漏火灾罐体超压失效预警及防控[J].天然气工业，2016，（36-8）：138-144.
关键词：LNG槽车；超装；风险；防控
随着LNG产业链的延伸，国内大量LNG卫星站和LNG加气站建成投运，LNG液态销量不断增大，在LNG从接收站和液化厂到达LNG卫星站、LNG加气站等中小型用户的环节中，LNG槽车运输是应用最广泛的方式[1]。近两年由于进口LNG价格的下跌和市场的开拓，国内LNG贸易量大幅度增长，LNG槽车充装和运输业务量也随之增长，LNG槽车充装和道路运输安全成为LNG接收站、液化厂和槽车承运企业安全生产管理工作的重点。LNG槽车装车站在接收站内属甲A类火灾危险区域，同时又是接收站生产活动最为繁忙的区域[2]，近年来，LNG槽车充装超装现象时有发生，有效识别LNG槽车充装超装的风险并制定防控措施成为LNG槽车充装安全管理的课题之一。
1 LNG槽车充装超装的原因分析
1.1LNG的密度变化引起超装
LNG的主要成分是甲烷（CH4），大约占80%～99%，并含有少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等组分。不同货源地LNG的组分不同，LNG的密度也不相同。例如卡塔尔产的LNG的密度为440kg/m?，澳大利亚柯蒂斯产的LNG的密度为421kg/m?，两者相差19kg/m?。某LNG接收站主要从卡塔尔和澳大利亚进口LNG，存在混装混输的现象，其2016年接卸存储的LNG的密度变化如下：
LNG槽车充装量按LNG的重量设定，在首次进行混装混输时，仍然按照库存LNG的密度440kg/m?进行计算并设定充装量，而混装后LNG的实际密度为425kg/m?。充装相同质量的LNG时，由于LNG密度的差异，导致实际充装的LNG体积增加，从而引起一辆槽车充装时超装、喷液事件的发生。该辆槽车的预设充装量为23T，计算的充装体积为52.3 m?，实际充装量为22.8 T，实际充装体积为53.6m?，达到该辆槽车罐有效容积的95.5%。气相空间的减小，导致罐体压力快速升高，引起安全阀起跳并喷液。
1.2 LNG充装量设定过高引发超装
LNG槽车入场充装前，需过磅、称重、设定充装量并制卡。如果出现地磅称量错误或者槽车残夜过多导致槽车充装量设定不合理，槽车预设充装量大于额定装载量，而地磅称重和充装人员未及时发现，可能会导致槽车充装超装。
1.3 控制系统故障与阀门失效引起超装
单台槽车装车橇由独立的PLC控制系统进行控制，按照置换、预冷、提速、全速充装、减速、排液、吹扫等步骤进行程序性控制，并通过控制流量调节阀和紧急切断阀的开关动作来实现。在LNG槽车充装过程中，到达减速点时PLC控制系统给出阀门关信号，此时流量调节阀逐渐关小，LNG流量也相应的减小，当流量调节阀全关时，槽车充装结束。在减速过程中，如果PLC控制系统故障未能及时给出关停信号或者流量调节阀失效未能关闭，装车橇仍然以一定的流量进行充装，很有可能造成槽车充装超装。
1.4 流量计故障引起超装
LNG充装以LNG的流速和累计流量作为过程控制的关键控制参数，国内LNG接收站在流量计选型时大多选用科里奥利质量流量计，其具有良好的准确性、重复性、稳定性。流量计零点不稳定形成零点漂移、校验不准都会引起其测量的准确性。流量计测量不准，有可能会引起槽车充装超装，近几年接收站的生产过程中发生了几起类似事件。
2 LNG超装潜在风险及危害
LNG槽车在充装过程中发生超装现象，其潜在风险和危害分析如下：
3 LNG超装的预防及控制
3.1根据标准规范要求和LNG密度核算并设定充装量
《移动式压力容器安全技术监察规程》（TSG R005-2011）规定，充装易燃易爆介质的真空绝热罐体的额定充满率不得大于90%。《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》（GB 1589-2016）关于质量限值的规定，六轴汽车列车的最大允许总质量限制为49000千克。LNG槽车充装前，应根据以上要求并结合槽车罐体的有效容积、LNG的密度计算LNG槽车的充装量，扣除槽车罐中残夜的重量，同时考虑一定的安全系数，核算出LNG槽车充装的预设量并设定，从而从根本上防止LNG槽车充装超装。
3.2 增置累计流量报警和连锁以提高安全保护等级
优化PLC控制系统设计，设置累计流量高报警和高高连锁。当流量计检测LNG充装量达到预设量时，PLC控制系统发出聲光报警，提醒操作人员停止充装；当流量计检测LNG充装量超过预设量1.05或1.1倍时，PLC控制系统发出声光报警并连锁关闭流量调节阀和紧急切断阀，从而避免槽车充装过量。
3.3 制定措施加强LNG槽车充装的生产管控
在日常生产过程中，通过采取以下措施可加强LNG槽车充装的生产管控：
（1）定期对槽车装车橇的压力表、液位计、流量计等检测仪表进行校验、比对，提高检测仪表的可靠性。
（2）在槽车液位计、压力表的表盘上粘贴额定装载量、最大操作压力标识，便于监控。
（3）根据计算在90%常见充装率下，罐体的最短预警时间为4.57min[3]。在LNG槽车充装时，操作人员应加强巡视和监控，一旦发现超装时快速进行有效处理，防止发生次生事故。
4.结束语
综上所述，通过分析LNG槽车充装超装的原因、潜在风险和危害，提出LNG槽车充装量的核算方法、在PLC控制系统中增设累计流量报警和连锁控制等措施以降低LNG充装超装风险。通过加强LNG槽车充装生产管控，可减少LNG槽车充装超装现象的发生。以上措施已陆续在LNG槽车充装站得到应用，有效地降低了LNG槽车充装的安全生产风险，值得在各大LNG接收站应用和推广。
参考文献：
[1]宋坤，衣鹏，胡贤文.LNG槽车装车橇应用和国产化进程[J].天然气与石油，2013（3）：5-8.
[2]张远杰，陈彬，王振中，张豪.LNG槽车超装处理方法探析[J].天然气技术与经济，2011（1）：69-71.
[3]朱渊，张肖锦，师吉浩，陈国明.LNG罐车泄漏火灾罐体超压失效预警及防控[J].天然气工业，2016，（36-8）：138-144.