CN102155615A

CN102155615A - 具有bog回收功能的lng无泵加气方法及设备

Info

Publication number: CN102155615A
Application number: CN2011100247015A
Authority: CN
Inventors: 廖兴才
Original assignee: CHENGDU CRYOGENIC TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: CHENGDU CRYOGENIC TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2011-01-24
Filing date: 2011-01-24
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2031-01-24
Also published as: CN102155615B

Abstract

本发明公布了具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法及设备。本发明具有无泵加气和BOG回收功能的LNG加气设备，包括如下组成部分：LNG加气机（6），罐车（1），LNG储罐(2)，增压器(3)，液氮冷阱(5)，液氮储罐(4)。该加气设备的运行为无泵设备，不仅运行维护费用低，而且安全性高。本发明无泵加气方法在卸车和加液过程中均为无泵流程，节约了电耗；同时该方法在卸车过程中无BOG放散，可以自动冷凝回收卸液过程中罐车、以及加液过程中车载钢瓶中的BOG,减少了能源损失。

Description

具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法及设备

技术领域

本发明涉及液体天然气的加气领域，具体地，涉及具有无泵加气和BOG回收功能的LNG加气设备及方法。

背景技术

天然气（NG）是一种以甲烷为主的不可再生的清洁环保能源，被广泛应用于石油化工、电力、城市燃气和汽车等行业。液化天然气（LNG）是天然气经过净化和冷凝液化后形成的液态天然气。在0.1013MPa(绝)下，NG(与组份有关)的液化温度为-162℃左右，NG与LNG的气液体积比约为1:600（即1m3的LNG气化后为600m3的NG），具有气液体积比大的特点。LNG汽车加气站用LNG储罐和汽车车载LNG钢瓶的工作压力一般都不高于1.6MPa（通常≤1.2MPa），而汽车用压缩天然气（CNG）钢瓶的最高工作压力为25MPa（额定工作压力20 MPa），LNG与CNG的储压比达1:15左右，因此，采用LNG钢瓶较采用CNG钢瓶更安全。同时，相同容积的LNG钢瓶与CNG钢瓶比较，LNG钢瓶的有效充装质量为CNG钢瓶的有效充装质量的2倍以上，相同情况（车况、路况、装载质量等）下，采用LNG钢瓶比采用CNG钢瓶的汽车的行驶距离更长。因此，LNG燃料汽车是未来汽车发展的一个主要方向之一。

发展LNG燃料汽车就需要配套建设LNG汽车加气站。现有的LNG气化站均是采用带泵的工艺流程，同时，加气站运行过程中产生的过量的BOG到目前为止尚未找到合理的或有效的回收处理办法。

现有LNG汽车加气站包括卸车（将LNG罐车中的LNG通过输液软管转注到加气站的LNG储罐中储存，供汽车加液使用）、储罐调压与放散、加液（将储罐中的LNG通过泵和软管、LNG加气机加到车载LNG气瓶中）、加液计量（一般设置在加气机上）以及控制系统、安保系统等。其主要存在的缺点如下（相关流程简图如附图1所示）：

LNG加气站带泵流程中存在投资及运行维护费用高、可靠性相对较低（泵属于动设备）且必须具备380V的电源供电条件，这就制约了一些电力供应紧张（特别是冬季）或电网建设欠发达地区的LNG加气站的投资建设和正常使用。

对LNG潜液泵，尽管目前国内有个别厂家生产，由于受多种因素（质量可靠性、稳定性等）影响，国内LNG加气站行业目前仍然以使用进口LNG泵为主。一套LNG泵系统（包括潜液泵、真空绝热液池、真空管道和显示及控制系统等）的市场价格在35万元以上，又因LNG潜液泵属于动设备，因此其投资成本、运行维护成本均偏高。

LNG加气站在待机状态（非加液情况）下，LNG泵处于低速运行（泵和储罐间LNG循环）工况，会额外增加系统BOG量，过量的BOG将造成储罐中的LNG过热和储罐升压甚至超压放散，增加LNG加气站的运行成本。

车载LNG气瓶通常操作压力在0.8～1.2MP a，当车载LNG气瓶需要加气时，气瓶中的LNG液体只有少量或已用完，此时车载LNG气瓶的绝大部分空间或整个空间为0.8～1.2MP a的BOG。操作过程中，气瓶中的BOG通过加气机回气管回到LNG储罐中或直接放散。如果气瓶中的BOG回到LNG储罐中，过量的BOG将造成储罐中的LNG的过热和储罐的升压甚至超压放散，同样增加加气站的运行成本。同时，过热液体（产生气相）将影响质量流量计的准确计量。同样道理，若气瓶中的BOG直接放散，不仅造成资源的直接浪费，同样也增加了车主或业主的损失，增加运行成本。

为准确计量加注到车载瓶中的LNG量，系统上（通常设置在加气机上）设置了两台质量流量计：一台计量加注到车载瓶中的LNG量，一台计量从车载瓶回流到LNG储罐中的BOG量。两台流量计的计量之差即实际加注到LNG车载瓶中的LNG量。

若LNG储罐及系统其它管路等的绝热保冷效果差，系统（包括LNG储罐等）将产生过量的BOG。如果系统没有BOG的回收处理装置，为保证系统运行的安全性，系统所产生的过量的BOG就只能放散，造成运行成本的增加。

发明内容

本发明的目的在于提供具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法，该加气方法，在卸车和加液过程中均为无泵流程，节约了电耗；同时该方法在卸车过程中无BOG放散，可以自动冷凝回收卸液过程中罐车BOG、以及加液过程中车载钢瓶中的BOG。

本发明的目的还在于提供具有BOG回收功能的LNG无泵加气设备，该加气设备的运行为无泵设备，不仅运行维护费用低，而且安全性高。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

具有BOG回收功能的LNG汽车加气站无泵卸车方法，将装载有LNG的罐车与LNG储罐通过输液软管或卸车臂连接；开启LNG储罐内的液氮冷凝装置，使LNG储罐中的BOG冷凝成LNG并回收到LNG储罐中，此时LNG储罐内压力降低；同时，对罐车内的LNG进行增压，使罐车内LNG的压力高于LNG储罐，依靠LNG罐车与LNG储罐的压差并通过输液软管或卸车臂完成LNG的卸车。

进一步的，所述罐车中的LNG卸完后，LNG罐车中还具有BOG，继续开启LNG储罐内的液氮冷凝装置，罐车中的BOG在压差作用下流向LNG储罐，在LNG储罐中，液氮冷凝装置继续对罐车中的BOG进行冷凝并回收至LNG储罐中。

具有BOG回收功能的LNG汽车加气站无泵加液方法，将车载LNG钢瓶分别与LNG加气机，以及液氮冷阱连接；开启与车载钢瓶连接的液氮冷阱，使液氮冷阱处于工作状态，车载钢瓶的BOG冷凝转化为LNG并直接回收到车载钢瓶中，此时车载钢瓶内压力降低，LNG储罐的LNG压力高于车载钢瓶，从而完成对车载钢瓶的加液。

具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法，包括如下步骤：

（A）无泵卸车及罐车BOG的回收：将装载有LNG的罐车与LNG储罐通过输液软管或卸车臂连接；开启LNG储罐内的液氮冷凝装置，使LNG储罐中的BOG冷凝成LNG并回收到LNG储罐中，此时LNG储罐内压力降低；同时，对罐车内的LNG进行增压，使罐车内LNG的压力高于LNG储罐，依靠LNG罐车与LNG储罐的压差并通过输液软管或卸车臂完成LNG的卸车；

（B）无泵加液及车载钢瓶BOG的回收：将车载LNG钢瓶分别与LNG加气机，以及液氮冷阱连接；开启与车载钢瓶连接的液氮冷阱，使液氮冷阱处于工作状态，车载钢瓶的BOG冷凝转化为LNG并直接回收到车载钢瓶中，此时车载钢瓶内压力降低，LNG储罐的LNG压力高于车载钢瓶，从而完成对车载钢瓶的加液。

上述技术方案中，所述步骤（A）中，开启LNG储罐内的液氮冷凝装置后，LNG储罐中的BOG冷凝成LNG的同时，LNG储罐中的压力也被降低。从而使罐车与LNG储罐之间的压差加大，并达到无泵卸车的目的。卸车过程中，LNG不断从罐车输入到LNG储罐中，必然会造成LNG储罐内压力增大；因此，根据罐车和LNG储罐之间的压差，开启或者关闭液氮冷凝装置；一方面使卸车过程中产生的BOG可以回收到LNG储罐中，另一方面也使卸车更加顺利。LNG卸车完成后，也可视情况继续回收空载的罐车中的BOG，此时只需继续打开液氮冷凝装置；液氮冷凝装置打开后，由于LNG储罐内压力降低，罐车中的BOG便进入到LNG储罐的气相空间中，继而被冷凝回收成LNG输入到LNG储罐的液相空间。

所述步骤（B）中，所述液氮冷阱使车载钢瓶的BOG冷凝转化为LNG并直接回收到车载钢瓶中；同时车载钢瓶内压力降低，当车载钢瓶与LNG储罐之间的压差达到一定值时，LNG储罐的LNG即通过加气机输入到车载钢瓶中，从而完成加液。

进一步的，所述方法产生的液氮尾气经汽化后用于仪表用气、以及罐车和管路的吹扫。

本发明的目的还通过下述技术方案实现：

具有无泵加气和BOG回收功能的LNG加气方法的设备，包括加气机，所述LNG加气机设有流量计，所述加气机设有连接到LNG储罐的加气机进液口和连接到车载钢瓶的加气机出液口；罐车，所述罐车设有罐车卸液口、罐车增压出液口和罐车增压回气口；LNG储罐，所述LNG储罐设有同时连接到罐车卸液口和加气机进液口的储罐进出液管、以及用于将LNG储罐的BOG转化为LNG并输入到LNG储罐液相空间的液氮冷凝装置；增压器，所述增压器设有进液口、回气口、以及罐车或LNG储罐增压选择阀，所述进液口通过三通分别连接到罐车的罐车增压出液口和LNG储罐液相空间，所述回气口通过三通分别连接罐车增压回气口和LNG储罐气相空间；液氮冷阱，所述液氮冷阱内部设有冷阱盘管，所述液氮冷阱的入口管道连接车载BOG接口，出口管道连接车载LNG接口；液氮储罐，所述液氮储罐通过液氮管路分别与液氮冷凝装置、液氮冷阱连接；其中，所述液氮管路在LNG储罐的气相空间内形成液氮盘管，构成所述液氮冷凝装置。

上述技术方案中，所述加气机上可以设有一台质量流量计用于计量加注到车载瓶中的LNG量，便于出售LNG时的计量。

进一步的，所述液氮储罐设有液氮罐车接口。液氮罐车接口的设置可以方便液氮储罐的液氮添加。

进一步的，所述液氮冷凝装置连接有对LNG储罐内压力进行调节的第一调压自动控制装置。第一调压自动控制装置根据罐车和LNG储罐之间的压差，可以自动选择开启或者关闭液氮冷凝装置。

进一步的，所述液氮冷阱连接有对车载钢瓶内压力进行调节的第二调压自动控制装置。第二调压自动控制装置根据LNG储罐和车载钢瓶之间的压差，可以自动选择开启或者关闭液氮冷阱。

进一步的，所述液氮储罐设有尾气管路，并且所述尾气管路上设有EAG加热器。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

（1）、本发明具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法，该加气方法，在卸车和加液过程中均为无泵流程，节约了电耗；同时该方法在卸车过程中无BOG放散，并且自动冷凝回收卸液过程中罐车中的BOG、以及加液过程中车载钢瓶中的BOG，提高了能源利用效率。

（2）、本发明具有BOG回收功能的LNG无泵加气设备，该加气设备的为无泵设备，不仅节约了电耗，降低了运行维护成本，而且安全可靠性高。

（3）、本发明加气方法由于车载钢瓶BOG回收后，直接输回进入车载钢瓶，因此无需另外计算；相对现有技术不仅减少一套泵设备，而且减少了一台用于LNG车载瓶BOG回收计量的流量计；与采用两台台流量计比较，投资及维护成本减少了近一半。

总之，本发明提供了LNG加气系统的无泵卸车技术、无泵加液技术，以及卸车过程中的BOG冷凝回收技术、车载瓶加液过程中的BOG冷凝回收技术；解决了目前LNG加气站带泵流程中存在的投资及运行维护费用高、可靠性相对较低（泵属于动设备）以及解决电力供应紧张（特别是冬季）和电网建设落后地区（无现成AC380V电源）的LNG气化站的投资建设问题，同时也为解决了LNG加气站运行过程中因过量BOG的产生造成的超压放散和能源损失问题。

附图说明

图1为现有技术LNG加气设备的结构示意图。

图2为本发明LNG加气设备的结构示意图。

图3为本发明具有BOG回收功能的LNG无泵加气设备实施例1的结构示意图。

附图中标记及相应的部件名称：

1-罐车；11-罐车卸液口；12-罐车增压出液口；13-罐车增压回气口；2-LNG储罐；21-储罐进出液管；22-LNG储罐液相空间；23-LNG储罐气相空间；3-增压器；31-进液口；32-回气口；33-罐车或LNG储罐增压选择阀；4-液氮储罐；41-液氮冷凝装置；42-第一调压控制装置；43-液氮管路；44-尾气管路；5-液氮冷阱；51-车载BOG接口；52-车载LNG接口；53-第二调压装置；6-LNG加气机；7-EAG加热机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图3所示，具有BOG回收功能的LNG无泵加气设备，包括如下组成部分：LNG加气机6，罐车1，LNG储罐2，增压器3，液氮冷阱5，液氮储罐4。

所述罐车1设有罐车卸液口11、罐车增压出液口12和罐车增压回气口13。

所述LNG储罐2设有同时连接到罐车卸液口和LNG加气机进液口的储罐进出液管21、以及用于将LNG储罐的BOG转化为LNG并输入到LNG储罐液相空间的液氮冷凝装置41。

所述增压器3设有进液口31、回气口32、以及罐车或LNG储罐增压选择阀33；所述进液口通过三通分别连接到罐车的罐车增压出液口和LNG储罐液相空间22；所述回气口通过三通后，一端连接罐车增压回气口，另一端经LNG储罐增压选择阀33连接LNG储罐气相空间23。本实施例中，增压器3还可以设置自动控制装置，当罐车或LNG储罐内压力达到预设值时，增压器自动停止增压；反之当罐车或LNG储罐内压力低于预设值时，增压器自动启动增压

所述液氮冷阱5内部设有冷阱盘管，所述液氮冷阱的入口管道设有车载BOG接口51，出口管道设有车载LNG接口52。

所述液氮储罐4通过液氮管路分别与液氮冷凝装置41、液氮冷阱5连接。

所述LNG加气机6，所述LNG加气机设有流量计，设有连接到LNG储罐的LNG加气机进液口和连接到车载钢瓶的LNG加气机出液口。

其中，所述液氮管路在LNG储罐的气相空间内形成液氮盘管，构成所述液氮冷凝装置。

具体实施时，所述加气机上可以设有一台质量流量计用于计量加注到车载瓶中的LNG量，便于出售LNG时的计量。

卸车前，将罐车1的罐车卸液口11与LNG储罐2的储罐进出液管21连接，罐车增压出液口12与增压器的进液口31连接，罐车增压回气口13与增压器的回气口32连接。打开液氮冷凝装置41，液氮储罐4中的液氮流经LNG储罐的气相空间，使LNG储罐中的BOG被冷凝转化成LNG，直接降落在LNG储罐液相空间；与此同时，LNG储罐的压力降低。打开增压器罐车或LNG储罐增压选择阀33，选择对罐车1进行增压，当罐车压力高于储罐一定值时，即可进行卸车操作。当LNG储罐内压力低于一定值时，关闭液氮冷凝装置。

卸车过程中，由于罐车1中的LNG不断进入LNG储罐必然导致LNG储罐内压力升高。此时可以继续打开液氮冷凝装置对LNG储罐降压，防止LNG储罐的超压。

为了方便对LNG储罐内压力的调节和监控，所述液氮冷凝装置连接有对LNG储罐内压力进行调节的第一调压自动控制装置42。第一调压自动控制装置可以测定LNG储罐内的压力，并根据罐车和LNG储罐之间的压差，自动进行调压。当LNG储罐压力大于设定值时，液氮冷凝装置自动开启对LNG储罐进行降压；当LNG储罐压力小于设定值时，液氮冷凝装置自动关闭停止对LNG储罐的降压。因此液氮冷凝装置可以与增压器共同作用，维持LNG储罐内的压力稳定。

所述罐车中的LNG卸完后，LNG罐车中还具有BOG，继续开启LNG储罐内的液氮冷凝装置，罐车中的BOG在压差作用下流向LNG储罐，在LNG储罐中，液氮冷凝装置继续对罐车中的BOG进行冷凝并回收至LNG储罐中。

对车载钢瓶加液前，先打开液氮冷阱，使空载的车载钢瓶内BOG通过液氮冷阱入口管道进入液氮冷阱，冷凝成LNG后，由出口管道并经车载LNG接口(52)，进入车载钢瓶。此时，不仅使车载钢瓶的BOG被回收，而且使车载钢瓶内的压力降低，增大车载钢瓶与LNG储罐的压差。

车载钢瓶加液过程中，产生的BOG也可以经液氮冷阱被直接回收到车载钢瓶中。由于车载钢瓶是直接回收到车载钢瓶中，所以无需对回收的车载钢瓶BOG进行流量计算。因此，所述LNG加气机内只需设置一台用于计量从LNG储罐加注到车载钢瓶中的LNG量。

为了方便对车载钢瓶内压力的调节和监控，液氮冷阱连接有有对车载钢瓶内压力进行调节的第二调压自动控制装置53。第二调压自动控制装置根据LNG储罐和车载钢瓶之间的压差，可以自动选择开启或者关闭。

优选的是，所述液氮储罐设有尾气管路，并且所述尾气管路上设有EAG加热器7。由液氮储罐输出，分别液氮冷凝装置和液氮冷阱，输出后的液氮，部分可以通过EAG加热器加热转化为氮气，作为仪表用气，或者用于对罐车的清扫。

实施例2

具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法，包括如下步骤：

（B）无泵加液及车载钢瓶BOG的回收：将车载LNG钢瓶分别与LNG加气机，以及液氮冷阱的车载BOG接口连接；开启与车载钢瓶连接的液氮冷阱，使液氮冷阱处于工作状态，车载钢瓶的BOG冷凝转化为LNG并直接回收到车载钢瓶中，此时车载钢瓶内压力降低，LNG储罐的LNG压力高于车载钢瓶，从而完成对车载钢瓶的加液。

所述步骤（A）中，开启液氮冷凝装置后，LNG储罐中的BOG冷凝成LNG的同时，LNG储罐中的压力也被降低。从而使罐车与LNG储罐之间的压差加大，并达到无泵卸车的目的。卸车过程中，LNG不断从罐车输入到LNG储罐中，必然会造成LNG储罐内压力增大；因此，根据罐车和LNG储罐之间的压差，开启或者关闭液氮冷凝装置；一方面使卸车过程中产生的BOG可以回收到LNG储罐中，另一方面也使卸车更加顺利。卸车完成后，也可视情况继续回收空载的罐车中的BOG，此时只需继续打开液氮冷凝装置；液氮冷凝装置打开后，由于LNG储罐内压力降低，罐车中的BOG便进入到LNG储罐的气相空间中，继而被冷凝回收成LNG输入到LNG储罐的液相空间。

所述步骤（B）中，所述液氮冷阱使车载钢瓶的BOG冷凝转化为LNG并回收到车载钢瓶中；同时车载钢瓶内压力降低，当车载钢瓶与LNG储罐之间的压差达到一定值时，LNG储罐的LNG即通过LNG加气机输入到车载钢瓶中，从而完成加液。

优选的是，所述方法产生的液氮尾气经汽化后用于卸车吹扫和仪表用气。

实施例3 450L LNG车载钢瓶的BOG冷凝所需液氮（LN₂）耗量计算

LNG燃料车发动机的正常供气压力一般要求在0.8～1.2MPa（通常为0.8～1.0MPa, Max1.6MPa）之间。为使LNG燃料车能正常运行就要求加注到车载LNG钢瓶中的LNG饱和压力一般应不低于0.8MPa，尽管低于该饱和压力时可以使用LNG车载钢瓶的增压器进行增压，以使LNG钢瓶的压力达到不低于0.8MPa的饱和状态，但增压并使整个LNG钢瓶的压力达到不低于0.8MPa的饱和压力需要一定时间，这就可能影响到汽车的正常操作使用。因此，作为配套的LNG加气站的LNG储罐，最好正常操作压力控制在不低于0.8MPa的工况。因此LNG储罐的（最高）工作压力通常确定为1.2MPa，正常储存压力控制在1.0MPa±0.2MPa（这样，也可保证LNG质量流量计的计量准确性）。

要将储罐中的LNG通过压差对车载LNG钢瓶充液,压差值Δp一般应大于0.2MPa。若LNG储罐的储存压力为0.8MPa，为使LNG的加注能顺利进行，就要求车载LNG钢瓶加注液体时的压力应不高于0.6MPa（假设为0.5MPa）。

以下以市场上450L规格的LNG车载钢瓶为例计算，LNG车载钢瓶从1.0MPa（151K）→0.7MPa（144K）所产生的BOG量G_BOG (按甲烷)及BOG液化所需液氮LN₂量计算。

1. LNG车载钢瓶从1.0MPa→0.7MPa所产生的BOG量G_BOG

1.0MPa下的BOG密度:16.0kg/m³

0.7MPa下的BOG密度:11.1kg/m³

G_BOG=(16.0-11.1)×0.45=2.21 kg

折算成标方数为V_BOG=2.21/0.7167=3.08Nm³。

2. BOG液化所需LN₂量G_N2。

a.假设2.21 kgBOG的BOG均为1.0MPa（151K）工况。查有关资料，1.0MPa下的BOG液化冷量（按潜热）为104kcal/kg(1665kcal/kmol),则2.21 kgBOG所需液化冷量为：2.21kg×104kcal/kg=230 kcal。

b.假设LN₂为0.8MPa(103K)饱和状态，汽化热为37.75 kcal/kg(1057kcal/kmol),则所需0.8MPa饱和状态下的LN₂量为G_N2(此计算偏保守，未考虑液氮过冷度的利用)。

G_N2=230/37.75=6.09kg

折算成标方数为V _N2=6.09/1.25=4.87Nm³ 。

3. BOG回收与LN₂耗量比

3.08Nm³:4.87Nm³=1(BOG) : 1.58(LN₂) 。

综上，回收1 Nm³的BOG气体，需要消耗1.58 Nm³的氮气。具体实施时，所消耗的氮气还可以用于仪表用气或者罐车和管路的吹扫。

实施例4 LNG车载瓶BOG回收冷凝器热力计算

BOG全部冷凝时间按2min计算，

则1小时(60min) 需要冷凝的BOG量为：2.21×60/2=66.3kg/h

参照LO₂水浴式汽化器的热力计算[LO₂复热段K1=234 kcal/m2.h.℃(25%)、LO₂汽化段K2=805kcal/m2.h.℃(30%)、O₂复热段K3=175.5kcal/m2.h.℃(45%)]，在BOG冷却段与BOG冷凝段的平均K=427kcal/m2.h.℃。为保守起见(水浴式汽化器水侧无相变),换热系数K取400 kcal/m².h.℃。

Q_BOG=104kcal/kg×66.3kg/h=6895kcal/h

0.8MPa LN₂饱和温度为103K, 1.0MPa→0.7MPa ,BOG平均温度为147.5 K ,换热计算温差为Δt=147.5-103=44.5K

所需换热面积A=6895/(400×44.5)=0.39m² 。

实施例5 LNG储罐BOG冷凝器热力计算

1．卸车条件下。

（1）LN₂量计算。

LNG储罐按30m³(全容积31.6m³)考虑，储存压力1.0MPa（151K），BOG密度为16.0kg/m³；LNG罐车增压至0.8MPa（146K）。卸车压差按0.3 MPa考虑,则需要储罐压力从1.0MPa→0.5MPa(138K,BOG密度为9.0kg/m³)(如果要考虑LNG罐车中的部分或全部BOG冷凝回收,则压力应更低,甚至为0,仅只需增加冷凝时间即可实现，此不作计算)。

1.0MPa→0.5MPa需要冷凝的BOG量为:

31.6m3(16.0kg/m3-9.0 kg/m3)=222kg(相当于310Nm³)

需要LN₂冷凝量Q=222kg×104kcal/kg=23088 kcal

需要的LN₂量G=23088/37.75=612kg(相当于489Nm³) 。

（2）换热面积计算。

上述冷凝降压时间按10min计，则每小时需冷凝量为

Q总=23088 kcal×6=138528kcal/h

LN₂温度:103 k,BOG平均温度为(151+138)/2=144.5k

温差Δt=144.5-103=41.5k(未计LN₂过冷度,计算偏保守)

需要的面积A=138528/（400×41.5）=8.35m²。

采用∮28×2不锈钢管，则需要长度为95m(采用蛇形管布置在储罐BOG空间)。

2.LNG罐车BOG回收冷凝计算。

LNG罐车BOG容积按50m³计，

LNG罐车压力按0.8MPa(146K,密度13.1kg/m³)→0.3MPa(131K,6.25 kg/m³),则罐车中可冷凝回收的BOG量为G=(13.1-6.25)×50=342.5 kg。

需要的LN₂量G=342.5/0.7167×1.56×1.25=931.78 kg

冷凝回收时间为10min×342.5/222=15min。

实施例6 BOG回收成本效益分析

目前LNG价格为3.99元/Nm³,LN₂出产价为:900元/t,考虑到运费等,价格为1100元/t,折算成标方价格为:1.4元/Nm³。回收1Nm³的BOG的直接价格为：1.4元/Nm³×1.56 Nm³=2.19元。

效益价差：3.99元-2.19元=1.8元。

1．450 LBOG回收效益： 3.08Nm³×1.8元/ Nm³=5.54元/瓶。

每一LNG罐理论上可充瓶66瓶,则回收效益为66瓶×5.54元/瓶=365元。

2．卸车储罐BOG的回收：(310Nm³×3.99元/ Nm³)-(489Nm³×1.4元/Nm³)=552.3元/罐。

上述1、2两项收益：918元/罐（30m³LNG）。

实施例7 相关设备投资与操作维护成本比较

1．设备投资费用比较

。

2.操作维护费用比较

。

如上所述，便可以很好地实现本发明。

Claims

1.具有BOG回收功能的LNG汽车加气站无泵卸车方法，其特征在于，将装载有LNG的罐车与LNG储罐通过输液软管或卸车臂连接；开启LNG储罐内的液氮冷凝装置，使LNG储罐中的BOG冷凝成LNG并回收到LNG储罐中，此时LNG储罐内压力降低；同时，对罐车内的LNG进行增压，使罐车内LNG的压力高于LNG储罐，依靠LNG罐车与LNG储罐的压差并通过输液软管或卸车臂完成LNG的卸车。

2.根据权利要求1所述的具有BOG回收功能的LNG汽车加气站无泵卸车方法，其特征在于，所述罐车中的LNG卸完后，LNG罐车中还具有BOG，继续开启LNG储罐内的液氮冷凝装置，罐车中的BOG在压差作用下流向LNG储罐，在LNG储罐中，液氮冷凝装置继续对罐车中的BOG进行冷凝并回收至LNG储罐中。

3.具有BOG回收功能的LNG汽车加气站无泵加液方法，其特征在于，将车载LNG钢瓶分别与LNG加气机，以及液氮冷阱连接；开启与车载钢瓶连接的液氮冷阱，使液氮冷阱处于工作状态，车载钢瓶的BOG冷凝转化为LNG并直接回收到车载钢瓶中，此时车载钢瓶内压力降低，LNG储罐的LNG压力高于车载钢瓶，从而完成对车载钢瓶的加液。

4.具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求1至3任一项所述的具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法，其特征在于，所述方法产生的液氮尾气经汽化后用于仪表用气、以及罐车和管路的吹扫。

6.根据权利要求1所述的具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法的设备，其特征在于：包括

LNG加气机（6），所述LNG加气机设有连接到LNG储罐的LNG加气机进液口和连接到LNG车载钢瓶的LNG加气机出液口；

罐车（1），所述罐车设有罐车卸液口（11）、罐车增压出液口（12）和罐车增压回气口（13）；

LNG储罐（2），所述LNG储罐设有同时连接到罐车卸液口和LNG加气机进液口的储罐进出液管（21）、以及用于将LNG储罐的BOG转化为LNG并输入到LNG储罐液相空间的液氮冷凝装置（41）；

增压器（3），所述增压器设有进液口（31）、回气口（32）、以及罐车或LNG储罐增压选择阀（33），所述进液口通过三通分别连接到罐车的罐车增压出液口和LNG储罐液相空间(22)，所述回气口通过三通分别连接罐车增压回气口和LNG储罐气相空间(23)；

液氮冷阱(5)，所述液氮冷阱内部设有冷阱盘管，所述液氮冷阱的入口管道设有车载BOG接口(51)，出口管道设有车载LNG接口(52)；

液氮储罐(4)，所述液氮储罐通过液氮管路分别与液氮冷凝装置（41）、液氮冷阱(5)连接；

7.根据权利要求6所述的具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法的设备，其特征在于：所述液氮储罐设有液氮罐车接口。

8.根据权利要求6所述的具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法的设备，其特征在于：所述液氮冷凝装置连接有对LNG储罐内压力进行调节的第一调压自动控制装置(42)。

9.根据权利要求6所述的具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法的设备，其特征在于：液氮冷阱连接有对车载钢瓶内压力进行调节的第二调压自动控制装置(53)。

10.根据权利要求6所述的具有BOG回收功能的LNG无泵加气方法的设备，其特征在于：所述液氮储罐设有尾气管路（44），并且所述尾气管路上设有EAG加热器（7）。