蒲志遠(yuǎn)

摘 要：文章對(duì)LNG接收站的工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，分析LNG接收站中產(chǎn)生BOG的機(jī)理以及目前對(duì)BOG進(jìn)行處理的常用處理工藝，從這兩種常用的處理工藝的特點(diǎn)和能耗等方面進(jìn)行分析，并針對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化，以供參考。

關(guān)鍵詞：LNG接收站 BOG處理工藝 對(duì)比優(yōu)化

1 引言

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的過(guò)程中，天然氣在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中所占的比重越來(lái)越大，是我國(guó)目前主要的戰(zhàn)略物資之一。根據(jù)我國(guó)天然氣發(fā)展規(guī)劃的要求，以及目前我國(guó)社會(huì)對(duì)于LNG需求量的增加形勢(shì)，我國(guó)加大了對(duì)LNG接收站的建設(shè)力度，并開(kāi)始大力發(fā)展LNG相關(guān)工業(yè)。對(duì)于目前建設(shè)完成并投入運(yùn)行的LNG接收站來(lái)說(shuō)，對(duì)于蒸發(fā)氣（BOG）的處理是其中比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，且BOG處理工藝則直接影響LNG接收站的運(yùn)行能耗以及運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。所以就需要針對(duì)目前我國(guó)比較欠缺的LNG專(zhuān)用設(shè)計(jì)、施工、安裝以及運(yùn)行管理等方面的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)不同的BOG處理工藝進(jìn)行對(duì)比和優(yōu)化，提出一種合理的BOG處理工藝方案。

2 LNG接收站工藝概述

LNG接收站就是用于對(duì)海上運(yùn)輸?shù)腖NG進(jìn)行陸上接收的重要平臺(tái)，而且在接收海上運(yùn)輸?shù)腖NG之后還要對(duì)陸上的天然氣用戶(hù)進(jìn)行分配和供應(yīng)。因此在LNG接收站中對(duì)天然氣的處理過(guò)程主要有接收、儲(chǔ)存和再氣化，主要的工藝包括天然氣的儲(chǔ)存、低壓外輸、BOG處理、增壓氣化外輸?shù)?。其基本流程就是在接收海上運(yùn)輸?shù)腖NG之后首先需要通過(guò)接收站內(nèi)大型的低溫儲(chǔ)罐對(duì)LNG進(jìn)行儲(chǔ)存，然后通過(guò)氣化工藝對(duì)LNG進(jìn)行氣化，最后利用場(chǎng)外的天然氣管道向用戶(hù)進(jìn)行輸送。目前我國(guó)主要建設(shè)的LNG接收站有以下三種形式：一是比較大型的LNG接收站，主要以我國(guó)的廣東大鵬LNG、福建LNG、上海LNG以及青島和廣西等大型的LNG接收站為主。其他兩種則分別為小型LNG接收站和衛(wèi)星型LNG接收站。

3 LNG接收站BOG處理工藝分析

在LNG接收站的日常運(yùn)行中，BOG的產(chǎn)生主要有以下幾個(gè)部分：LNG儲(chǔ)罐和管路在正常狀態(tài)下由于吸收外部的熱量而產(chǎn)生BOG；當(dāng)與LNG進(jìn)行直接接觸的設(shè)備進(jìn)行啟停過(guò)程中會(huì)不可避免產(chǎn)生熱量也會(huì)導(dǎo)致BOG的產(chǎn)生；在LNG卸料過(guò)程中需要通過(guò)總管進(jìn)行儲(chǔ)罐以及回流回儲(chǔ)罐等，此時(shí)如果外界溫度較高以及氣相空間被輸入的LNG占據(jù)都會(huì)產(chǎn)生BOG。此外，LNG系統(tǒng)存在漏熱、壓力差以及閃蒸等現(xiàn)象都會(huì)導(dǎo)致在LNG接收站的儲(chǔ)罐、操作設(shè)備和管線(xiàn)內(nèi)產(chǎn)生大量的BOG。針對(duì)LNG接收站中對(duì)于BOG的處理，總共有四種方式，一是對(duì)BOG直接進(jìn)行壓縮；二是對(duì)BOG進(jìn)行再冷凝液化；三是對(duì)BOG進(jìn)行間接熱交換之后進(jìn)行再液化；四是蓄冷式再液化。目前在LNG接收站中比較常用的就是前兩種處理工藝，如圖3.1和3.2所示，其中前者就是對(duì)BOG進(jìn)行直接壓縮的工藝，采用壓縮機(jī)對(duì)BOG加壓之后直接進(jìn)入外輸管網(wǎng)；后者就是對(duì)其進(jìn)行再冷凝液化處理工藝，就是采用壓縮機(jī)對(duì)BOG進(jìn)行加壓之后進(jìn)入再冷凝器，在再冷凝器中與過(guò)冷的LNG進(jìn)行混合之后編程液態(tài)然后通過(guò)高壓泵進(jìn)行加壓之后再進(jìn)入氣化器進(jìn)行氣化之后進(jìn)行外輸。

4 LNG接收站BOG處理工藝對(duì)比優(yōu)化分析

4.1兩種BOG處理工藝的特點(diǎn)對(duì)比

針對(duì)目前比較常用的BOG直接壓縮工藝以及BOG再冷凝液化工藝來(lái)說(shuō)，前者所需要的設(shè)備較少，而且處理工藝流程也相對(duì)較為簡(jiǎn)單，這從圖3.1可以看出，但是其主要的缺點(diǎn)具有在BOG處理過(guò)程中具有較高的能耗。而后者則需要較多的設(shè)備和較為復(fù)雜的流程，這從圖3.2中也可以看出，而且在BOG處理過(guò)程中還需要有不斷的冷源，否則就會(huì)導(dǎo)致BOG排入火炬系統(tǒng)中而造成浪費(fèi)。但是此種處理工藝最大的優(yōu)點(diǎn)就是具有較低的能耗。下面從能耗方面對(duì)這兩種工藝進(jìn)行對(duì)比。

4.2兩種BOG處理工藝的能耗對(duì)比優(yōu)化

對(duì)BOG直接壓縮工藝和再冷凝液化工藝的能耗對(duì)比，選取氣源型和調(diào)峰型兩種不同的LNG接收站采用這兩種工藝所用的能耗進(jìn)行比對(duì)。其中對(duì)于氣源型LNG接收站來(lái)說(shuō)，在儲(chǔ)罐體積、泵外送量、氣量、外輸管網(wǎng)壓力等參數(shù)相同的情況下，BOG再冷凝液化工藝比直接壓縮工藝節(jié)約18.61%的能耗。而對(duì)于調(diào)峰型LNG接收站也在上述相同的參數(shù)下進(jìn)行對(duì)比可知，其節(jié)約能耗大約為9.7%。足以證明后者具有較高的節(jié)能效果。然后對(duì)影響節(jié)能效果的因素進(jìn)行分析可知，在BOG處理過(guò)程中，外輸量、外輸壓力、再冷凝器壓力等會(huì)對(duì)節(jié)能效果產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)為：一是外輸量對(duì)節(jié)能效果的影響不大，主要表現(xiàn)為隨著外輸量的增大而B(niǎo)OG量也會(huì)隨之增加。二是隨著外輸壓力的增加，再冷凝液化工藝的節(jié)能量會(huì)隨之增加，這主要是由于外輸壓力的增加會(huì)導(dǎo)致直接壓縮工藝中的壓縮機(jī)比焓差會(huì)比再冷凝液化工藝增加的更快，所以導(dǎo)致其能耗也增加的更多。三是隨著再冷凝器壓力的增加，BOG再冷凝液化工藝的消耗量也會(huì)增加，也就會(huì)降低此工藝的節(jié)能量。但是也不能無(wú)限制的降低再冷凝器壓力，會(huì)導(dǎo)致物料比增加而造成LNG接收站處于較小外輸量工況時(shí)具有較大的操作難度。因此通常將此壓力控制在0.7～0.9MPa的范圍內(nèi)。

4.3BOG處理工藝優(yōu)化分析

對(duì)LNG接收站中的BOG處理工藝進(jìn)行優(yōu)化，需要根據(jù)接受站中具體的儲(chǔ)罐數(shù)量、外輸氣量以及其運(yùn)行環(huán)境中的各種自然和人為影響因素等進(jìn)行分析，針對(duì)站內(nèi)產(chǎn)生的不同的BOG量對(duì)站內(nèi)所需要配置的儲(chǔ)罐數(shù)量和壓縮機(jī)數(shù)量進(jìn)行計(jì)算與實(shí)際進(jìn)行對(duì)比，為了降低BOG處理過(guò)程中所消耗的成本以及所帶來(lái)的安全問(wèn)題，可以采用將上述兩種工藝進(jìn)行結(jié)合的方式來(lái)提高對(duì)能源的利用效率。此外，對(duì)于無(wú)法進(jìn)行處理的BOG可以采用CNG壓縮和再冷凝綜合回收工藝將BOG制成CNG然后使用槽車(chē)進(jìn)行輸送。

5 結(jié)語(yǔ)

再冷凝工藝和直接壓縮工藝各有優(yōu)劣，需要針對(duì)不同的接收站情況進(jìn)行對(duì)比選擇。國(guó)內(nèi)部分接收站綜合利用兩種工藝，通過(guò)再冷凝工藝和直接壓縮工藝綜合回收BOG，提高了能源的利用率。

參考文獻(xiàn)：

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