專利名稱：一種可避免液化天然氣儲罐內液體分層的方法
技術領域：
本發明涉及液化天然氣的存儲領域，尤其涉及一種可避免液化天然氣儲罐內液體分層的方法。
背景技術：
液化天然氣是天然氣經過脫水、脫酸、脫重烴等凈化工藝后，再通過多種手段降溫液化得到的以甲烷為主要組分的混合物。在儲存過程中，各組分的蒸發量比例會與初始時液化天然氣不同，因而會引起液化天然氣的組成和密度發生變化。從而導致長時間靜置后產生分層現象。另外，當往液化天然氣儲罐補充液化天然氣時，由于新注入的液化天然氣與儲罐內剩余的液化天然氣密度不同也會產生分層現象。當儲罐內的液化天然氣出現明顯的分層現象時，由于上層液化天然氣靜壓的抑制 作用，使得外界傳入的熱量無法使下層的液化天然氣及時蒸發，造成下層液化天然氣處于過飽和狀態。當儲罐上層的液化天然氣的密度大于下層液化天然氣時，下層液化天然氣突然上升，導致迅速蒸發，發生翻滾現象，引起儲罐內壓力突然增大，導致大量天然氣排空，造成嚴重浪費，甚至破壞儲罐的安全設施。國外發生的影響最大的兩起由于翻滾而引發的事故一是1971年意大利SNAM液化天然氣儲配站事故,造成近140t的液化天然氣汽化放空；二是1993年英國燃氣公司的一處液化天然氣儲配站的事故,造成150t的液化天然氣損失。我國2005年長沙星沙液化天然氣儲配站泄漏事故也是由于球形儲罐中液化天然氣產生分層和翻滾而引發的。針對這一技術問題目前尚未有比較有效的方法。例如采用循環泵強制混合儲罐內液化天然氣的方法雖然能夠起到解決翻滾的作用，但也存在弊端第一，該方法的實現條件是一旦發現儲罐內液化天然氣分層，立即啟動循環泵。因為如果當儲罐內液化天然氣長時間分層時再啟動循環泵可能會觸發翻滾。這就需要有精確檢測液化天然氣分層的設備；第二，從安全上和操作上考慮，啟動循環泵需要人工操作，由于液化天然氣分層時間的不確定性，會給操作人員帶來不便；第三，在循環泵工作過程中，管道內的液化天然氣從外界吸熱較多，會加速儲罐內壓力增大。儲罐內液體分層是產生翻滾的必要條件，因此，有必要提供一種可避免液化天然氣儲罐內液體分層的方法。
發明內容
本發明所要解決的一個技術問題是提供一種可避免液化天然氣儲罐內液體分層的方法。為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案一種可避免液化天然氣儲罐內液體分層的方法，提供一裝置，包括液化天然氣儲罐、凸包、電磁閥、壓力變送器、電磁閥控制裝置、凸包進液管、進液單向閥、凸包出液管、出液單向閥和浮球，所述凸包呈漏斗形，所述凸包設置于液化天然氣儲罐內的上方，所述電磁閥安裝于凸包頂部，所述壓力變送器設有兩個輸入端及一個輸出端，其中一個輸入端與液化天然氣儲罐相連，另一個輸入端與凸包相連，所述輸出端與電磁閥控制裝置相連，所述電磁閥控制裝置與電磁閥相連接，所述進液單向閥設置于凸包進液管上，所述出液單向閥設置于凸包出液管上，所述浮球連接于凸包出液管的末端，所述浮球上開設有數個孔，電磁閥控制裝置有自動和手動兩種控制方式，首先往液化天然氣儲罐內充裝液化天然氣，然后采用手動控制方式將電磁閥打開，使液化天然氣儲罐內的液化天然氣通入凸包內，充氣結束后，凸包內、外氣體壓力相等，凸包內、夕卜液面等高，然后，將電磁閥控制裝置切換到自動控制方式，在自動控制方式下，電磁閥控制裝置接收由壓力變送器傳送的表示凸包內、外氣體壓力差的電信號，并通過該電信號控制電磁閥的打開或關閉，當凸包內、外氣體壓力差小于設定值時，電磁閥關閉；當凸包內、外氣體壓力差大于設定值時，電磁閥打開，并且延時10-20分鐘后重新接收電信號，該設定值范圍為O. 0025-0. 005MPa，此時由于凸包內、外氣體壓力相同，電磁閥自動關閉，隨著液化天然氣儲罐內液化天然氣從儲罐壁吸熱，液化天然氣儲罐內的液化天然氣逐漸汽化，由于儲罐內液化天然氣的對流效應，且凸包呈漏斗形，因此凸包外的液化天然氣汽化量比凸包內的大，從而使凸包外氣體壓力高于凸包內氣體壓力，在凸包內、外壓力差的作用下，液化天然氣儲罐底部的液化天然氣通過凸包進液管進入凸包，凸包內液化天然氣液面升高。當凸包內、外的氣體壓力差增大到設定值時，電磁閥打開，凸包內、外氣體相通，凸包內、外壓力相等，這時由于凸包內、外液面高度不同，凸包內液化天然氣在重力作用下由凸包出液管經浮 球上的孔向儲罐上方噴出，接著凸包內、外液面等高，噴液結束，同時，在電磁閥打開10-20分鐘后，電磁閥控制裝置重新接收電信號，使電磁閥關閉，然后開始下一輪循環。優選地，所述裝置還包括增壓管路，所述增壓管路包括增壓汽化器、增壓閥及管件，所述增壓管路的一端與液化天然氣儲罐的上端相連，另一端與液化天然氣儲罐的下端相連，當需要提高混合頻率時可以啟動增壓管路，先人工打開增壓閥，讓一部分液化天然氣流出液化天然氣儲罐，進入增壓汽化器，液態天然氣吸熱后，轉變為氣態，然后氣態天然氣經增壓管路回到液化天然氣儲罐，迅速增大凸包外部的氣壓，與凸包內部產生壓力差，從而使液化天然氣儲罐底部的液化天然氣進入凸包，凸包內液化天然氣液面上升。當凸包內、夕卜壓力差增大到設定值時，電磁閥自動打開，凸包內、外氣體相通，內、外壓力相等。這時由于凸包內、外液面高度不同，凸包內液化天然氣在重力作用下由凸包出液管經浮球上的孔向儲罐上方噴出，接著凸包內、外液面等高，噴液結束，同時，在電磁閥打開10-20分鐘后，電磁閥控制裝置重新接收電信號，使電磁閥關閉，然后開始下一輪循環。本發明的有益效果本發明通過外界熱傳遞使一部分液化天然氣汽化，凸包內部與外部產生壓力差，間歇性地將儲罐底部的液化天然氣壓入凸包內，再從凸包噴出到儲罐上部，從而混合儲罐內液化天然氣，避免儲罐內產生液體分層，該方法操作較為方便、可根據實際運行要求來選擇自動運行或人工控制，具有較高的靈活性和安全性。
圖I為裝置的結構示意圖。圖I中1、液化天然氣儲罐，2、凸包，3、電磁閥，4、壓力變送器，5、電磁閥控制裝置，6、凸包進液管，7、進液單向閥，8、凸包出液管，9、出液單向閥，10、浮球，11、孔，12、增壓汽化器，13、增壓閥，14、管件，15、出液直管，16、出液軟管。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。請參閱圖1，一種可避免液化天然氣儲罐內液體分層的方法，提供一裝置，包括液化天然氣儲罐I、凸包2、電磁閥3、壓力變送器4、電磁閥控制裝置5、凸包進液管6、進液單向閥7、凸包出液管8、出液單向閥9和浮球10，所述凸包2呈漏斗形，所述凸包2設置于液化天然氣儲罐I內的上方，所述電磁閥3安裝于凸包2頂部，所述壓力變送器4設有兩個輸入端及一個輸出端，其中一個輸入端與液化天然氣儲罐I相連，另一個輸入端與凸包2相連，所述輸出端與電磁閥控制裝置5相連，所述電磁閥控制裝置5與電磁閥3相連接，所述進液單向閥7設置于凸包進液管6上，所述出液單向閥9設置于凸包出液管8上，所述浮球10連接于凸包出液管8的末端，所述浮球10上開設有數個孔11，電磁閥控制裝置5有自動和手動兩種控制方式，首先往液化天然氣儲罐I內充裝液化天然氣，然后采用手動控制方式將電磁閥3打開，使液化天然氣儲罐I內的液化天然氣通入凸包2內，充氣結束后，凸包2內、外氣體壓力相等，凸包2內、外液面等高，然后，將電磁閥控制裝置5切換到自動控制方 式，在自動控制方式下，電磁閥控制裝置5接收由壓力變送器4傳送的表示凸包2內、外氣體壓力差的電信號，并通過該電信號控制電磁閥3的打開或關閉，當凸包2內、外氣體壓力差小于設定值時，電磁閥3關閉；當凸包2內、外氣體壓力差大于設定值時，電磁閥3打開，并且延時10-20分鐘后重新接收電信號，該設定值范圍為O. 0025-0. 005MPa，此時由于凸包2內、外氣體壓力相同，電磁閥3自動關閉，隨著液化天然氣儲罐I內液化天然氣從儲罐壁吸熱，液化天然氣儲罐I內的液化天然氣逐漸汽化，由于儲罐I內液化天然氣的對流效應，且凸包2呈漏斗形，因此凸包2外的液化天然氣汽化量比凸包2內的大，從而使凸包2外氣體壓力高于凸包2內氣體壓力，在凸包2內、外壓力差的作用下，液化天然氣儲罐I底部的液化天然氣通過凸包進液管6進入凸包2，凸包2內液化天然氣液面升高。當凸包2內、外的氣體壓力差增大到設定值時，電磁閥3打開，凸包2內、外氣體相通，凸包2內、外壓力相等，這時由于凸包2內、外液面高度不同，凸包2內液化天然氣在重力作用下由凸包出液管8經浮球10上的孔11向儲罐上方噴出，接著凸包2內、外液面等高，噴液結束，同時，在電磁閥3打開10-20分鐘后，電磁閥控制裝置5重新接收電信號，使電磁閥3關閉，然后開始下一輪循環。所述裝置還包括增壓管路，所述增壓管路包括增壓汽化器12、增壓閥13及管件14，所述增壓管路的一端與液化天然氣儲罐I的上端相連，另一端與液化天然氣儲罐I的下端相連，當需要提高混合頻率時可以啟動增壓管路，先人工打開增壓閥13，讓一部分液化天然氣流出液化天然氣儲罐1，進入增壓汽化器12，液態天然氣吸熱后，轉變為氣態，然后氣態天然氣經增壓管路回到液化天然氣儲罐1，迅速增大凸包2外部的氣壓，與凸包2內部產生壓力差，從而使液化天然氣儲罐I底部的液化天然氣進入凸包2，凸包2內液化天然氣液面上升。當凸包2內、外壓力差增大到設定值時，電磁閥3自動打開，凸包2內、外氣體相通，內、外壓力相等。這時由于凸包2內、外液面高度不同，凸包2內液化天然氣在重力作用下由凸包出液管8經浮球10上的孔11向儲罐上方噴出，接著凸包2內、外液面等高，噴液結束，同時，在電磁閥3打開10-20分鐘后，電磁閥控制裝置5重新接收電信號，使電磁閥關閉，然后開始下一輪循環。本發明通過外界熱傳遞使一部分儲罐內的液化天然氣汽化，凸包2內部與外部產生壓力差，間歇性地將儲罐底部的液化天然氣壓入凸包2內，再從凸包2噴出到儲罐上部，從而混合儲罐內液化天然氣，避免儲罐內產生液體分層，該方法操作較為方便、可根據實際運行要求來選擇自動運行或人工控制，具有較高的靈活性和安全性。最后應說明的是以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。·
權利要求
1.一種可避免液化天然氣儲罐內液體分層的方法，其特征在于提供一裝置，包括液化天然氣儲罐、凸包、電磁閥、壓力變送器、電磁閥控制裝置、凸包進液管、進液單向閥、凸包出液管、出液單向閥和浮球，所述凸包呈漏斗形，所述凸包設置于液化天然氣儲罐內的上方，所述電磁閥安裝于凸包頂部，所述壓力變送器設有兩個輸入端及一個輸出端，其中一個輸入端與液化天然氣儲罐相連，另一個輸入端與凸包相連，所述輸出端與電磁閥控制裝置相連，所述電磁閥控制裝置與電磁閥相連接，所述進液單向閥設置于凸包進液管上，所述出液單向閥設置于凸包出液管上，所述浮球連接于凸包出液管的末端，所述浮球上開設有數個孔，電磁閥控制裝置有自動和手動兩種控制方式，首先往液化天然氣儲罐內充裝液化天然氣，然后采用手動控制方式將電磁閥打開，使液化天然氣儲罐內的液化天然氣通入凸包內，充氣結束后，凸包內、外氣體壓力相等，凸包內、外液面等高，然后，將電磁閥控制裝置切換到自動控制方式，在自動控制方式下，電磁閥控制裝置接收由壓力變送器傳送的表示凸包內、外氣體壓力差的電信號，并通過該電信號控制電磁閥的打開或關閉，當凸包內、外氣體壓力差小于設定值時，電磁閥關閉；當凸包內、外氣體壓力差大于設定值時，電磁閥打開，并且延時10-20分鐘后重新接收電信號，該設定值范圍為O. 0025-0. 005MPa，此時由于凸包內、外氣體壓力相同，電磁閥自動關閉，隨著液化天然氣儲罐內液化天然氣從儲罐壁吸熱，液化天然氣儲罐內的液化天然氣逐漸汽化，由于儲罐內液化天然氣的對流效應，且凸包呈漏斗形，因此凸包外的液化天然氣汽化量比凸包內的大，從而使凸包外氣體壓力高于凸包內氣體壓力，在凸包內、外壓力差的作用下，液化天然氣儲罐底部的液化天然氣通過凸包進液管進入凸包，凸包內液化天然氣液面升高。當凸包內、外的氣體壓力差增大到設定值時，電磁閥打開，凸包內、外氣體相通，凸包內、外壓力相等，這時由于凸包內、外液面高度不同，凸包內液化天然氣在重力作用下由凸包出液管經浮球上的孔向儲罐上方噴出，接著凸包內、外液面等高，噴液結束，同時，在電磁閥打開10-20分鐘后，電磁閥控制裝置重新接收電信號，使電磁閥關閉，然后開始下一輪循環。
2.如權利要求I所述的一種可避免液化天然氣儲罐內液體分層的方法，其特征在于所述裝置還包括增壓管路，所述增壓管路包括增壓汽化器、增壓閥及管件，所述增壓管路的一端與液化天然氣儲罐的上端相連，另一端與液化天然氣儲罐的下端相連，當需要提高混合頻率時可以啟動增壓管路，先人工打開增壓閥，讓一部分液化天然氣流出液化天然氣儲罐，進入增壓汽化器，液態天然氣吸熱后，轉變為氣態，然后氣態天然氣經增壓管路回到液化天然氣儲罐，迅速增大凸包外部的氣壓，與凸包內部產生壓力差，從而使液化天然氣儲罐底部的液化天然氣進入凸包，凸包內液化天然氣液面上升。當凸包內、外壓力差增大到設定值時，電磁閥自動打開,凸包內、外氣體相通，內、外壓力相等。這時由于凸包內、外液面高度不同，凸包內液化天然氣在重力作用下由凸包出液管經浮球上的孔向儲罐上方噴出，接著凸包內、外液面等高，噴液結束，同時，在電磁閥打開10-20分鐘后，電磁閥控制裝置重新接收電信號，使電磁閥關閉，然后開始下一輪循環。
全文摘要
本發明公開了一種可避免液化天然氣儲罐內液體分層的方法，通過外界熱傳遞使儲罐內一部分液化天然氣汽化，凸包內部和外部產生壓力差，間歇性地將儲罐底部的液化天然氣壓入凸包中，再從凸包噴出到儲罐上部，從而混合儲罐內液化天然氣，避免儲罐內產生液體分層，與傳統的采用循環泵強制混合儲罐內液化天然氣的方法相比，該方法通過儲罐內液化天然氣從外部吸熱后，凸包內、外液化天然氣的不同汽化速度產生的氣體壓力差將儲罐底部的液化天然氣抽送到凸包內，將吸收的熱能轉化為混合時需要的機械能，另外該方法操作較為方便、可根據實際運行要求來選擇自動運行或人工控制，具有較高的靈活性和安全性。
文檔編號F17C13/00GK102913755SQ20121040568
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月23日 優先權日2012年10月23日
發明者魯金忠, 殷勁松, 羅密, 陳彥瓏, 張磊, 齊晗, 王志龍, 韓彬 申請人:張家港富瑞特種裝備股份有限公司