LNG加气站管道“袋形”问题.pdfVIP

一起来讨论下：袋形

管道布置，施工图很重要，现场安装也同样重要。在以

前，设计单位的技术能力和经验决定了管道布置的科学、合

理，所以我们总是会找有名的、有很多相同设计经验的设计

单位。随着近些年BIM技术的发展，可实现在未施工前先根

据施工图纸在计算机上进行图纸“预装配”。经过“预组装”，

可发现在施工中各设备管线的位置冲突和标高重叠，进行优

化调整，减少不必要的返工，提高现场安装工程效率，保证

管线排布美观。

LNG场站管道布置中有一个重要的内容：在LNG管道

中要避免出现管道袋形。

这个袋形到底是什么意思？为什么在LNG管道中要避

免出现袋形（nopocket）？

一、标准依据

《汽车加油加气加氢站技术标准》（GB50156-2021）9.1.9

第2条“潜液泵罐的回气管道宜与LNG储罐的气相管道接通，

且不应有袋形”。

“且不应有袋形”在2012版（2014修订）中是没有的。

新增的内容，想都不用想，这个对于生产运行肯定是具有重

要作用的，也必然是根据实际运行经验的总结。在管道布置

中应该遵照执行。

但这并不是LNG管道的独有要求，也可见于工业管道

布置中。比如：1.《压力管道规范工业管道第3部分：设

计和计算》（GB/T20801.3-2020）附录B管道布置，B.1管道

布置基本原则：i）管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减

少“气袋”或“液袋”，否则应根据操作检修要求设置放空或放

净，管道布置应减少死区。B.4低温管道的设计原则a）低温

介质管道的布置在满足管道柔性下应使管道短、弯头数量少，

且应减少液袋。2.《液化天然气低温管道设计规范》

（GB/T51257-2017）6.1.2管道布置在满足柔性分析的条件下，

应遵循“管道短，弯头少，袋形少”的原则。

这里的“气袋”和“液袋”就是指的袋形。

二、袋形的结构形式

这里说的袋形就可以形象的理解为一个袋子的形状，或

者“n”、“U”形状的管段结构（如下图的结构）。在场站以下位

置比较常见：翻越围堰处，管道相交作避让处，甚至部分站

点“π型”管道补偿处（正常应做水平布置，但也有站点做成直

立结构，形成了“n”形管段）。

三、影响分析

袋形管道对管内介质流动的影响主要出现在两相流体

输送过程中，尤其是有气化或者液化的情况下。若是单纯常

温气体、常温的水等的影响并不是那么明显，主要是介质流

动转弯变多了，局部阻力增大了，流动的阻力增大了。

“液袋”（U形管段），液体集聚在底部；“气袋”（n形管

段），气体集聚在顶部，阻碍介质的流动。这和我们以前提到

的顶平和底平偏心异径管是有相似的道理的（可以翻看以前

的偏心异径管是否有必要）。

说回标准中提到的LNG泵回气管道不应出现袋形的问

题上来。

LNG泵的回气管道是要将泵体内气化的气体引回到储

罐中（或通过BOG回收利用系统回收利用），在结构设计上

往往从泵回气管道开始，“一个小小的坡度慢慢爬升”到储罐

管道接口，便于气体“向上”流动。当出现“气袋”（n形管段结

构）时，回气在n形管段的顶部聚集，增大了回气阻力。

相对而言，“液袋”时，只要回气中没有液态LNG，那么

对于回气流动的影响还没有“气袋”那么大，如果有液态，那

很明显，在底部会集聚LNG，对于回气是有较大影响的。同

时综合考虑袋形结构增加了流动阻力，对于回气都是不利的。

回气不畅，导致泵运转中的LNG夹带气体，影响泵的效率、

甚至气蚀。所以在管道布置中，应坚持缩短管道同时避免袋

形出现。

此外，在加气站或者LNG气化站内，管道中流动的LNG

的温度一般在-150℃左右，在管道中输送的过程中就会发生

摩擦、吸收环境的热量（不管是真空管道还是采用PIR或者

橡塑等绝热材料，都会发生管道漏热）发生自然气化现象。

管道中出现袋形结构会导致管道中残留的LNG过多，排空

自然也会增多。