CN114370599A - 一种lng接收站预冷式bog再冷凝*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LNG接收站预冷式BOG再冷凝***,所述***包括:LNG储罐;与所述LNG储罐连接的LNG卸料臂、BOG缓冲罐、通过管道与所述LNG储罐连接的冷凝股LNG、旁路LNG;与所述BOG缓冲罐连接的压缩机;与所述压缩机连接的换热器,与所述换热器连接的气化器;在所述换热器与所述气化器之间连接有再冷凝器。本发明在压缩机和再冷凝器之间添加换热器后,能够在充分利用LNG接收站冷能的同时,利用部分高压泵出口低温LNG对进入再冷凝前的BOG进行预冷,即采用预冷式BOG再冷凝工艺,在BOG处理量相同时,有效降低***能耗。
Description
技术领域
本发明涉及能源技术领域,尤其涉及一种LNG接收站预冷式BOG再冷凝***。
背景技术
天然气作为我国现代清洁能源体系的主题能源之一,在一次性能源消费中占比逐渐提高,我国液化天然气 (Liquefied Natural Gas,LNG,天然气)储罐数也不断增加。随着LNG 接收站的建设和运行,BOG处理***在接收站的操作中的问题也逐一出现。LNG接收站面向的终端用气用户为城市居民、工业工厂及发电厂等,这些用户用气量的大小直接决定着LNG接收站外输流量的大小。然而,这些终端用户在每天不同的用气时段、每年的不同用气季节,其用气量大小处于不断变化中,导致接收站外输LNG流量每时每刻都处于波动状态。LNG接收站中闪蒸汽(Boil Off Gas,BOG,闪蒸汽)的产生量受多种因素的影响,且产生量波动很大,卸船操作时BOG量可达到非卸船时的几倍,这就使得接收站BOG处理***的操作工况一直处于变化中。若BOG处理不当,将导致 LNG储罐超压而发生危险,排放火炬将造成资源浪费。LNG贸易价格的不断攀升和日趋激烈的市场竞争对LNG接收站设备和BOG回收工艺操作提出降低能耗的要求。
对于能源型LNG接收站,国内外接收站普遍采用再冷凝工艺(即BOG 再冷凝工艺)。外输LNG流量从LNG储罐泵出后,分为两路:一路作为再冷凝LNG进入再冷凝器冷凝BOG,另一路作为旁路LNG直接接入高压泵入口。 BOG与再冷凝LNG经过较小增压后,进入再冷凝器中直接混合接触换热,利用增压后一定过冷度的LNG的冷量将BOG全部液化,液化后的LNG与旁路 LNG一起进入高压泵增压,进入再气化器气化后外输。其中,压缩机是影响接收站能耗的重要设备,其操作参数对BOG再冷凝***运行有很大影响,导致***能耗较大。
因此,现有技术还有待改进和提高。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:
第一方面,本发明提供一种LNG接收站BOG再冷凝***,其中,所述***包括:LNG储罐;与所述LNG储罐连接的LNG卸料臂、BOG缓冲罐、通过管道与所述LNG储罐连接的冷凝股LNG、旁路LNG;与所述BOG缓冲罐连接的压缩机;与所述压缩机连接的换热器,与所述换热器连接的气化器;在所述换热器与所述气化器之间连接有再冷凝器。
在一种实现方式中,所述旁路LNG与高压泵连接,所述高压泵通过第一电磁三通阀与所述换热器连接,所述高压泵通过第二电磁三通阀与所述气化器连接。
在一种实现方式中,所述旁路LNG与所述高压泵之间设置有第三电磁三通阀,所述旁路LNG、所述高压泵以及所述再冷凝器分别与所述第三电磁三通阀连接。
在一种实现方式中,所述冷凝股LNG与所述再冷凝器连接。
在一种实现方式中,所述冷凝股LNG与所述旁路LNG之间通过第四电磁三通阀连接。
在一种实现方式中,所述LNG储罐与所述BOG缓冲罐之间通过第五电磁三通阀连接。
在一种实现方式中,所述LNG储罐内设置有低压泵。
在一种实现方式中,所述压缩机的排气温度为-45~-10℃。
在一种实现方式中,所述高压泵出口温度低于-125℃。
在一种实现方式中,所述气化器连接有海水泵。
有益效果:与现有技术相比,本发明提供了一种LNG接收站预冷式BOG 再冷凝***,所述***包括:LNG储罐;与所述LNG储罐连接的LNG卸料臂、 BOG缓冲罐、通过管道与所述LNG储罐连接的冷凝股LNG、旁路LNG;与所述BOG缓冲罐连接的压缩机;与所述压缩机连接的换热器,与所述换热器连接的气化器;在所述换热器与所述气化器之间连接有再冷凝器。本发明在压缩机和再冷凝器之间添加换热器后,能够在充分利用LNG接收站冷能的同时,利用部分高压泵出口低温LNG对进入再冷凝前的BOG进行预冷,即采用预冷式BOG再冷凝工艺,在BOG处理量相同时,有效降低***能耗。
附图说明
图1为本发明实施例提供的LNG接收站预冷式BOG再冷凝***的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本实施例提供一种LNG接收站BOG再冷凝***,如图1中所示,该***包括:LNG储罐;与所述LNG储罐连接的LNG卸料臂、BOG缓冲罐、通过管道与所述LNG储罐连接的冷凝股LNG、旁路LNG;与所述BOG缓冲罐连接的压缩机;与所述压缩机连接的换热器,与所述换热器连接的气化器;在所述换热器与所述气化器之间连接有再冷凝器。本实施例在压缩机和再冷凝器之间添加换热器后,能够在充分利用LNG接收站冷能的同时,利用部分高压泵出口低温LNG对进入再冷凝前的BOG进行预冷,即采用预冷式BOG 再冷凝工艺,在BOG处理量相同时,有效降低***能耗。
具体地,如图1中所示,本实施例中所述LNG储罐内设置有低压泵。该LNG储能罐设置有三个接口,其中一个接口与LNG卸料臂链接,第二个接口从低压泵引出,并与LNG储罐连接,第三个接口与第五电磁三通阀连接,该第五电磁三通阀与BOG缓冲罐连接。进一步地,在本实施例中,所述旁路LNG与高压泵连接,所述高压泵通过第一电磁三通阀与所述换热器连接,所述高压泵通过第二电磁三通阀与所述气化器连接。并且,所述旁路LNG与所述高压泵之间设置有第三电磁三通阀,所述旁路LNG、所述高压泵以及所述再冷凝器分别与所述第三电磁三通阀连接,所述冷凝股LNG与所述再冷凝器连接。所述冷凝股LNG与所述旁路LNG之间通过所述第四电磁三通阀连接。
具体地,参照图1中所示,本实施例中,低压泵引出与LNG储罐连接的管路通过一电磁三通阀(该电磁三通阀为第六电磁三通阀)与旁路LNG 连接,该旁路LNG的另一端通过第三电磁三通阀与高压泵的入口连接。BOG 缓冲罐与压缩机链接,再冷凝器设置有两个入口,其中一个入口与压缩机连接,另一个入口与冷凝股LNG连接。再冷凝器有两个出口,其中一个出口与旁路LNG与所述高压泵之间的第三电磁三通阀连接。从图1中可以看出,本实施例高压泵的出口分别经过第一电磁三通阀和第二电磁三通阀与气化器连接,所述气化器连接有海水泵。并且,位于高压泵与气化器之间的第二电磁三通阀与所述换热器连接,进而连接压缩机的入口。第一电磁三通阀与换热器的出口连接。在本实施例中,高压泵出口的低温LNG对再冷凝器入口的BOG进行预冷,预冷后的LNG与高压泵的出口另一股低温LNG 混合后进入气化器。压缩机排气温度维持在-45~-10℃范围内,高压泵的出口的LNG温度一般低于-125℃,二者温差较大,具备充分的换热条件。若压缩机出口压力由750kPa降低到500kPa时,接收站总能耗降低10.15%,进入再冷凝器温度降低60℃时,总能耗降低幅度达到20.79%。
在本实施例中,设定有预冷的再冷凝流程中经换热冷却后,进入再冷凝器前的BOG温度被冷却到-100℃,进入再冷凝器的BOG温度越低,则接收站稳定运行所需的最小外输量越低。当进入再冷凝器的温度为-100℃时, LNG接收站所需的最小外输量为62.26t/h。换热器中有10kPa的压降。为了进一步说明本实施例的效果,将压缩机效率都取80%,其他参数保持一致,比较本实施例的预冷式BOG再冷凝工艺与原BOG再冷凝***工艺。
原再冷凝工艺与预冷式BOG再冷凝工艺在BOG处理量相同的条件下,以各自的最小外输量运行时,两种流程的主要流程参数计算结果见表1。
表1
再冷凝工艺与预冷式BOG再冷凝工艺,在BOG处理量相同时,预冷式 BOG再冷凝工艺的冷凝股LNG流量,旁路流量、最小外输量,质量比均小于原再冷凝流程。这是因为预冷式再冷凝流程中,再冷凝器的BOG入口温度从-40℃降低到-100℃,冷凝相同质量的BOG所需冷凝股LNG的质量流量减小,由60.3t/h降低到50.22t/h。BOG质量流量不变,则质量比由7.893降低到6.574。再冷凝器出口LNG温度更低,使得需比原BOG再冷凝工艺更少的旁路流量就能保证高压泵不发生气蚀。冷凝股LNG质量流量和再冷凝器旁路流量的降低额度,使满足接收站平稳运行的最小外输量降低。最小外输量由73.265t/h降低到62.26t/h,最小外输量降低15.02%。
原再冷凝工艺和预冷式再冷凝工艺的压缩机出口压力相同,均为550 kPa,故两个工艺压缩机能耗相同,均为378.1kW。但是由于流出储罐LNG 和接收站外输流量的降低,低压泵、高压泵、海水泵三个设备的能耗均降低,***总能耗也降低。其中低压泵能耗降低16.75%。外输流量降低,进出口压力温度条件几乎不变的情况下,高压泵能耗降低15.03%,由于气化器换热量的减少,海水泵需要向气化器提供的海水流量降低,海水泵能耗降低16.76%。预冷式再冷凝工艺的总能耗809.5kW比原再冷凝工艺的 886.6kW,节省能耗8.7%。
由此可见,本实施例的液货经LNG卸料臂进入LNG储罐后,LNG经低压泵压缩冷却后分为两路,一路去再冷凝器上部冷凝BOG;另一路经压缩机去冷凝器下方与冷凝液混合。储罐和卸货过程中产生的BOG以及换线漏热产生的BOG在缓冲罐中缓存分离凝液,气相BOG再进入压缩机进行增压处理,增压后的BOG在再冷凝器中与经过低压泵增压的过冷LNG进行换热,最后全部冷凝,之后与再冷凝器下部的LNG混合,经过高压泵增压至管网压力后在输送至气化器气化,输入管网。本实施例将BOG压缩机排气温度维持在-45~-10℃范围内,高压泵出口LNG温度一般低于-125℃,二者温差较大,具备充分的换热条件。若压缩机出口压力由750kPa降低到500kPa 时,接收站总能耗降低10.15%,进入再冷凝器温度降低60℃时,总能耗降低幅度达到20.79%。要保证再冷凝器合适的操作压力,压缩机出口压力不可能过低,同时需防止高压泵产生气蚀。
综上,本发明公开了一种一种LNG接收站预冷式BOG再冷凝***,所述***包括:LNG储罐;与所述LNG储罐连接的LNG卸料臂、BOG缓冲罐、通过管道与所述LNG储罐连接的冷凝股LNG、旁路LNG;与所述BOG缓冲罐连接的压缩机;与所述压缩机连接的换热器,与所述换热器连接的气化器;在所述换热器与所述气化器之间连接有再冷凝器。本发明在压缩机和再冷凝器之间添加换热器后,能够在充分利用LNG接收站冷能的同时,利用部分高压泵出口低温LNG对进入再冷凝前的BOG进行预冷,即采用预冷式BOG 再冷凝工艺,在BOG处理量相同时,有效降低***能耗。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种LNG接收站预冷式BOG再冷凝***,其特征在于,所述***包括:LNG储罐;与所述LNG储罐连接的LNG卸料臂、BOG缓冲罐、通过管道与所述LNG储罐连接的冷凝股LNG、旁路LNG;与所述BOG缓冲罐连接的压缩机;与所述压缩机连接的换热器,与所述换热器连接的气化器;在所述换热器与所述气化器之间连接有再冷凝器。
2.根据权利要求1所述的LNG接收站预冷式BOG再冷凝***,其特征在于,所述旁路LNG与高压泵连接,所述高压泵通过第一电磁三通阀与所述换热器连接,所述高压泵通过第二电磁三通阀与所述气化器连接。
3.根据权利要求2所述的LNG接收站预冷式BOG再冷凝***,其特征在于,所述旁路LNG与所述高压泵之间设置有第三电磁三通阀,所述旁路LNG、所述高压泵以及所述再冷凝器分别与所述第三电磁三通阀连接。
4.根据权利要求3所述的LNG接收站预冷式BOG再冷凝***,其特征在于,所述冷凝股LNG与所述再冷凝器连接。
5.根据权利要求4所述的LNG接收站预冷式BOG再冷凝***,其特征在于,所述冷凝股LNG与所述旁路LNG之间通过第四电磁三通阀连接。
6.根据权利要求5所述的LNG接收站预冷式BOG再冷凝***,其特征在于,所述LNG储罐与所述BOG缓冲罐之间通过第五电磁三通阀连接。
7.根据权利要求6所述的LNG接收站预冷式BOG再冷凝***,其特征在于,所述LNG储罐内设置有低压泵。
8.根据权利要求7所述的LNG接收站预冷式BOG再冷凝***,其特征在于,所述压缩机的排气温度为-45~-10℃。
9.根据权利要求8所述的LNG接收站预冷式BOG再冷凝***,其特征在于,所述高压泵出口温度低于-125℃。
10.根据权利要求9所述的LNG接收站预冷式BOG再冷凝***,其特征在于,所述气化器连接有海水泵。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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