随着国家天然气产供储销体系建设的加快，液化天然气（LNG）在整个能源结构中的比例快速增长， 各地区开始了LNG罐群接收站的建设与规划，单个接收站项目中的储罐数量越来越多。如福建某LNG项目、浙江某LNG项目扩建后均有6台16万m³储罐，天津某LNG项目二期建设后将拥有2台3万m³储罐、1台16万m³ 储罐、6台22万m³储罐，山东龙口某LNG项目一期将建设6台22万m³储罐。在今后一段时期内，罐群规模的接收站建设将是LNG行业发展的一大趋势[1]。

LNG在接收站内受热后会产生甲烷含量很高的蒸发气（BOG）。BOG产生量直接决定了接收站核心设备———BOG低压压缩机和再冷凝器的配置。若 BOG产生量计算偏小，低压压缩机配置不足，则实际生产过程中接收站内设备无法处理过量的BOG， 将导致BOG通过火炬放空，造成大量资源浪费。若BOG产生量计算偏大，则低压压缩机和再冷凝器能力过大，设备能力冗余，接收站运行能耗较高，会降低BOG压缩机寿命。而罐群接收站所具有的多码头、多储罐及多槽车等特点，决定了其BOG产生量较大。因此，准确计算BOG的产生量对于LNG罐群接收站的设计和生产运营具有重要意义。

1 LNG 罐群接收站BOG 产生量计算原理及存在问题

1.1 计算原理

在我国LNG 罐群接收站迅猛发展的十余年间，国内很多学者结合工程实例对BOG 产生量的计算进行了深入研究[2-7]，GB/T 22724—2008《液化天然气设备与安装陆上装置设计》[8]中也介绍了陆上液化天然气设备的设计方法。归纳而言，LNG接收站BOG产生量的计算原理是， 分别计算出接收站内BOG的产生值和减小值，将两者的差值作为接收站内BOG的设计值。BOG产生的主要因素有卸料置换、储罐漏热、管道漏热、装槽车/ 小船置换、罐内泵的热输入以及大气压变化，BOG量减小的主要因素是气态外输。

关于BOG产生量的详细计算方法可以参考文献[2-11]，文中不再赘述。

1.2 存在问题

在LNG 罐群接收站内的储罐数量偏少（2～3 台）时，BOG产生量为20～30 t/h。如福建漳州某LNG接收站一期建设2台LNG储罐时， 最大BOG产生量为21.7 t/h；二期再建1台LNG储罐时，最大BOG产生量为24.1t/h。该项目中设置了3台压缩能力为12.5 t/h的低压BOG压缩机，2用1备，以满足BOG处理要求。

当LNG罐群接收站规模越来越大时，BOG产生量增长较大，主要原因为，①罐群接收站内一般会设置双码头甚至3、4座码头， 多码头同时卸料工况下BOG产生量增大。②当储罐、槽车数量增多后， 储罐、罐内低压泵及槽车的整体漏热量将增加。③为满足工艺要求，接收站内管道长度和尺寸加大，漏热也随之增加。

在进行多个LNG接收站项目设计过程中，笔者发现，当储罐数量越多时，因大气压变化引起的BOG产生量占BOG总产生量的比例越来越大，会对BOG低压压缩机的配置产生较大影响。

2 大气压变化对罐群接收站BOG 产生量的影响

2.1 计算数据

以河北某LNG 罐群接收站为例， 对大气压变化对接收站BOG 产生量的影响进行分析。该接收站分为一阶段、二阶段和三阶段进行建设，分别建造4台、4台、12台共20台LNG储罐，储罐容量均为20万m³，内罐直径85m，内罐高42.72m。一阶段建成1座1#码头， 二阶段再增建1座2#码头。该LNG项目峰值外输能力达到1.6亿m³/d， 周转能力达到1200万t/a。装卸主力船型的载运能力为175000m3， 兼顾80000～267000m³载运能力的液化天然气船，设计卸料体积流量为12000m³/h，正常卸料体积流量为10000m³/h。极端最高气温37.0℃，极端最低气温－22.8 ℃。

2.2 大气压变化率选取

大气压变化率的选取一般有2种办法，一种是按EN 1473—2007 《Installation and Equipment for Liquefied Natural Gas—Design of Shore Installations 》[12]的规定，在无法取得大气压变化率时，按照2 kPa/h进行计算。另一种是按照建设单位从当地气象部门获取的气压变化值进行计算。查找该工程项目所在地的气象资料可知，大气压正常变化率为0.5 kPa/h，50a内大气压最大变化率为0.74kPa/h。

2.3 BOG 产生量计算结果与分析

按照实际操作情况， 将该LNG罐群接收站操作模式划分为24种，见表1。

针对24种操作模式，分别计算大气压变化率为0.5kPa/h、0.74kPa/h和2 kPa/h时3个建设阶段LNG罐群接收站的BOG产生量， 部分操作模式下各阶段的典型计算结果见表2。

根据表2数据，在大气压变化率为0.5kPa/h时，各阶段的BOG产生量最大值分别为24.0t/h、41.0t/h、88.5t/h；而在大气压变化率数值为0.74kPa/h 时， 各阶段的BOG产生量最大值分别为29.1t/h、49.9t/h、113.6t/h；在大气压变化率为2kPa/h 时， 各阶段的BOG产生量最大值分别为57.1t/h、107.2t/h、253.9t/h。同时对单台储罐因大气压变化引起的BOG产生量也分别进行了计算， 在大气压变化率分别为0.5kPa/h、0.74kPa/h、2kPa/h时单台储罐的BOG 产生量分别为2.49t/h、3.75t/h、10.7t/h。当整个接收站储罐建设完成达到20台时，各阶段因大气压引起的BOG产生量占接收站BOG总量的比例分别为19.6%、29.5%、84.3%，可见20台储罐时大气压变化引起的BOG产生量占了绝大比例。

福建某LNG接收站地区的极端大气压变化率为0.24kPa/h，按照上述河北LNG项目配置参数计算该接收站的BOG产生量，结果见表3。

由表3可以看出， 福建某LNG接收站各阶段的BOG产生量最大值分别为18.7t/h、30.4t/h和62.1t/h。将此计算结果与表2中大气压变化率为0.74kPa/h 时各阶段的BOG产生量最大值（29.1t/h、49.9t/h、113.6t/h）进行对比，若以相同的单台BOG压缩机能力（12.5t/h） 进行配置，所需BOG压缩机的数量均存在差异，三阶段时的差异尤为明显。以操作模式4为例， 计算得出福建某LNG接收站二阶段的BOG量为30.2t/h，需配置3台BOG压缩机；而河北某LNG接收站在大气压变化率为0.5kPa/h、0.74kPa/h 以及2kPa/h时，BOG的产生量则分别为40.8t/h、49.7t/h、106.9t/h，需对应配置BOG压缩机4台、4台、9台。即罐群接收站配置相同时， 由于所处地区大气压变化率的不同， 接收站BOG压缩机和再冷凝器的设计也会存在较大的不同。

3 建议及解决措施

当设计采用储罐表压控制的LNG罐群接收站时[13]，必须重点考虑大气压变化对其设计和运营的影响。在设计阶段， 建设单位应积极与气象部门确认项目建设地的历史气象数据，基于准确的大气压变化值计算接收站BOG产生量。在运营期，当发生台风等情况大气压变化较大时， 应适当减少来船和卸料操作。

对新建的罐群类接收站， 建议采用储罐绝对压力控制方式， 避免大气压变化的影响， 但需克服每次卸船期与习惯表压作业的LNG船方之间的沟通困难问题。

国内LNG接收站中的BOG压缩机主要采用的是往复式压缩机[14-20]，单台设备压缩能力上限为12.5t/h。在建设场地受限等情况下，可考虑采用单机气量较大且占地面积小的离心压缩机[21]。韩国KOGAS平泽LNG接收站和三涉LNG接收站分别累计使用了3台和6台离心压缩机， 现场运行平稳，效果良好。