武曉麗

（四川科宏石油天然氣工程有限公司，成都　610213）

關(guān)于LNG儲(chǔ)運(yùn)中BOG再冷凝工藝的探討

武曉麗

（四川科宏石油天然氣工程有限公司，成都610213）

摘要：常壓液化天然氣在儲(chǔ)藏和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中都會(huì)有蒸發(fā)氣體，因此需要進(jìn)行BOG的處理以降低損耗和減少污染，而BOG再冷凝工藝的好壞直接關(guān)系到LNG儲(chǔ)藏和運(yùn)輸?shù)陌踩c效益。本文從兩個(gè)方面入手分析，分別綜述了從LNG船中和LNG接收站中BOG再冷凝工藝的優(yōu)化，在LNG船中，可以用LNG儲(chǔ)罐出來(lái)的低溫bog預(yù)冷壓縮后的bog，降低其二次進(jìn)入冷凝器的溫度，而在LNG接收站中，降低壓縮機(jī)的壓縮比是節(jié)能的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：液化天然氣；儲(chǔ)存條件；再冷凝；壓縮機(jī)

天然氣是一種清潔能源，具有高熱值和低污染等優(yōu)點(diǎn)，常壓狀態(tài)下的液化狀態(tài)天然氣（即LNG）是天然氣有利于儲(chǔ)運(yùn)的一種存在形式，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，LNG越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視，但是，LNG在儲(chǔ)藏和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中都會(huì)有蒸發(fā)氣體，因此在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中必然伴隨著BOG的處理，為了減少BOG放空所造成的損失，在LNG儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，應(yīng)利用BOG再冷凝工藝，其工藝的優(yōu)劣將直接影響LNG儲(chǔ)運(yùn)的安全和經(jīng)濟(jì)效益，因此本文對(duì)提升LNG儲(chǔ)運(yùn)中BOG再冷凝工藝進(jìn)行了初步探討。

1　LNG船中BOG再冷凝工藝

1.1問(wèn)題分析

目前我國(guó)除6座已投產(chǎn)的大型LNG接收站具有完善的BOG再冷凝處理措施，已投產(chǎn)的1000多座LNG衛(wèi)星站及LNG汽車加注站中約有一半不具備BOG處理的各種條件，因此他們?cè)诮有逗瓦\(yùn)作過(guò)程中必須向大氣排放約1%-2%的天然氣（這種現(xiàn)象在國(guó)產(chǎn)LNG用戶中更為突出），這不僅造成了經(jīng)濟(jì)損失，更嚴(yán)重的是污染了大氣。

有文獻(xiàn)研究從有效能損耗方面對(duì)LNG船中蒸發(fā)氣體BOG的再冷凝工藝進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)換熱器（占系統(tǒng)總有效能損失的24%）和制冷循環(huán)壓縮機(jī)（占系統(tǒng)總有效能損失的55%）是造成有效能損失的關(guān)鍵位置，因此如果考慮節(jié)能就應(yīng)該首先從這兩個(gè)設(shè)備入手。再深入剖析，蒸發(fā)氣體BOG進(jìn)入冷凝換熱器時(shí)如果具有較高的溫度會(huì)使制冷劑不但要冷凝BOG，還需要為它的冷卻降溫提供冷量，這就不可避免的增大制冷劑用量，因此，提升LNG儲(chǔ)運(yùn)中BOG再冷凝工藝的焦點(diǎn)就在于降低BOG進(jìn)再冷凝器的溫度。

1.2工藝優(yōu)化

根據(jù)LNG蒸發(fā)氣體BOG的特點(diǎn)和儲(chǔ)運(yùn)實(shí)際情況對(duì)BOG進(jìn)行預(yù)冷，詳細(xì)的講就是利用儲(chǔ)存罐中的低溫狀態(tài)的BOG來(lái)對(duì)壓縮后的BOG氣體進(jìn)行預(yù)冷，使其再次進(jìn)入冷凝器時(shí)的溫度降低，在該思路基礎(chǔ)上，通過(guò)電腦模擬軟件功能對(duì)壓縮機(jī)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，達(dá)到工藝優(yōu)化的目的。有文獻(xiàn)報(bào)道，在相同條件下，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)參數(shù)優(yōu)化后的冷凝系統(tǒng)節(jié)能性提高20%以上，效果明顯。

2　LNG接收站中BOG再冷凝工藝優(yōu)化

2.1問(wèn)題分析

在傳統(tǒng)的大中型LNG接收站中，BOG處理方式一般是再冷凝結(jié)法，也即將BOG通過(guò)BOG壓縮機(jī)與LNG通過(guò)潛液泵送入再冷凝器中混合（通常為0.7Mpa）；在再冷凝中的LNG壓力為0.7Mpa。處于過(guò)冷狀態(tài)，可以使蒸發(fā)氣（BOG）再冷凝為L(zhǎng)NG；“混合”LNG經(jīng)高壓泵后氣化外輸；再冷凝法，可以充分利用冷能，以節(jié)省能耗；再冷凝法重要的條件是必須有經(jīng)常性外輸氣化LNG可利用，否則BOG只能排空或燒掉。這種傳統(tǒng)操作工藝以液位的控制為邏輯控制系統(tǒng)，控制能力較差，而且很難實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，有的文獻(xiàn)針對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出控制系統(tǒng)的思路是以壓力作為控制條件，也就是說(shuō)將再冷凝器的壓力作為控制參數(shù)進(jìn)行控制，將壓縮機(jī)出口的壓力釋放，這樣不但增加了控制的流暢性，也可以為后期進(jìn)一步的系統(tǒng)優(yōu)化提供條件。

2.2工藝優(yōu)化

在以上問(wèn)題分析基礎(chǔ)上對(duì)LNG輸入量、壓縮機(jī)出口壓力等冷凝工藝進(jìn)行優(yōu)化。有文獻(xiàn)研究對(duì)物料比受壓縮機(jī)壓縮比和蒸發(fā)氣體BOG溫度兩方面進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵是降低壓縮機(jī)的壓縮比，也就是說(shuō)降低蒸發(fā)氣體BOG進(jìn)入壓縮機(jī)時(shí)的溫度是節(jié)能的關(guān)鍵，其在文獻(xiàn)研究中通過(guò)計(jì)算表面了在相同的工況條件下，壓縮機(jī)出口壓力可以從優(yōu)化前的1.1MPa降低到0.6MPa，壓縮機(jī)節(jié)能30%以上，與此同時(shí)，優(yōu)化后的工藝操作條件有更高的彈性，可以適應(yīng)LNG接收站輸氣負(fù)荷的波動(dòng)特點(diǎn)。

3　總結(jié)

小型加注站BOG處理是一個(gè)難以解決的課題，其主要原因有以下幾點(diǎn)：一是氣槽（資源氣）卸車時(shí)經(jīng)常為0.5-0.6MPa（溫度約-135℃），二是很多衛(wèi)星站、加注站不具備適宜的接卸設(shè)備；三是接卸操作不規(guī)范；四是接卸過(guò)程中時(shí)有放空和卸不凈的現(xiàn)象發(fā)生（一般損失200-300kg/車次）；五是運(yùn)營(yíng)過(guò)程中當(dāng)儲(chǔ)罐壓力≥0.65MPa時(shí)將直接向大氣排放BOG，這不僅造成浪費(fèi)，更重要的是對(duì)環(huán)保產(chǎn)生惡劣的影響。本文分別綜述了從LNG船中和LNG接收站中BOG再冷凝工藝的優(yōu)化，在LNG接收站中，降低壓縮機(jī)的壓縮比是節(jié)能的關(guān)鍵。

根據(jù)LNG儲(chǔ)運(yùn)中BOG再冷凝工藝的特點(diǎn)，我們可以看到還需要進(jìn)行研究和解決的問(wèn)題包括以下兩點(diǎn)：一是對(duì)LNG船中再冷凝工藝的控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)和研究，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，二是對(duì)熱交換設(shè)備的研究還有待于進(jìn)一步深入，使熱交換效果進(jìn)一步提高。

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作者介紹：武曉麗（1981-），女，河南商丘人，工程師。