CN102287614A - 液化天然气接收站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液化天然气接收站，其包括LNG卸船系统、LNG储存系统、LNG加压及气化外输系统、BOG冷凝系统、BOG外输系统和LNG装车系统，还包括LNG装船系统，其中，LNG装船系统包括：LNG装船泵，安装在LNG储存系统的LNG储罐内部的泵井内，将储罐中的LNG进行加压；LNG装船管线，连接在LNG装船泵与装船臂之间，将加压的LNG输送至LNG装船臂；控制阀门和控制仪表，设置在LNG装船管线上；LNG装船臂，与LNG船相连接，将LNG输送至LNG船；回气臂，连接在LNG船与回气管线，将BOG由LNG船返回至回气管线；回气管线，与LNG储罐相连接，将BOG返回输送至LNG储罐。

Description

液化天然气接收站

技术领域

本发明涉及液化天然气领域，具体而言，涉及一种液化天然气接收站。

背景技术

液化天然气(LNG，Liquefied Natural Gas)是一种优质能源，具有热值高、燃烧污染小的特点。由于LNG的产地一般远离LNG的用户所在地，因此需要采用LNG运输船将LNG从产地运输至用地，液化天然气接收站用来接收远洋运输来的LNG，并对其进行储存和气化，以获得气态天然气(NG，Natural Gas)产品，并通过天然气管网向电厂和城市燃气用户供气。

通常情况下，LNG接收站的主要功能是LNG卸船、LNG储存、LNG气化外输，有些接收站也设置了LNG槽车装车功能，将LNG接收站储存的LNG通过槽车装运至没有铺设天然气管道的用户，或者运输至LNG加气站，用于LNG汽车的燃料。但是目前的LNG接收站并未包含LNG装船、LNG卸车功能，当需要进行装船和卸车时，就不能实现，限制了LNG接收站的运行范围和适应能力。

发明内容

本发明提供一种液化天然气接收站，用以提高LNG接收站的运行范围和适应能力。

为达到上述目的，本发明提供了一种液化天然气接收站，其包括LNG卸船系统、LNG储存系统、LNG加压及气化外输系统、BOG冷凝系统、BOG外输系统和LNG装车系统，还包括LNG装船系统，其中，LNG装船系统包括：

LNG装船泵，安装在LNG储存系统的LNG储罐内部的泵井内，将储罐中的LNG进行加压；

LNG装船管线，连接在LNG装船泵与装船臂之间，将加压的LNG输送至LNG装船臂；

控制阀门和控制仪表，设置在LNG装船管线上；

LNG装船臂，与LNG船相连接，将LNG输送至LNG船；

回气臂，连接在LNG船与回气管线，将BOG由LNG船返回至回气管线；

回气管线，与LNG储罐相连接，将BOG返回输送至LNG储罐。

较佳的，LNG装船臂的数目为1-2个。

较佳的，LNG储罐至少设置一台LNG装船泵。

较佳的，上述液化天然气接收站还包括：LNG卸车系统，其中，LNG卸车系统包括：

增压卸车器，与LNG槽车的气相口相连接；

卸车软管，与LNG槽车的液相口相连接；

LNG收集罐，与卸车软管相连接，接收由卸车软管输送来的LNG。

上述实施例通过在LNG接收站增加LNG装船系统和LNG卸车系统，当需要进行装船和卸车时，即可快速安全地实现，提高了LNG接收站的运行范围和适应能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的具有装船系统的液化天然气接收站示意图；

图2为本发明一实施例的具有卸车系统的液化天然气接收站示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的实施例中，LNG接收站包含LNG卸船系统、LNG储存系统、LNG加压及气化外输系统、BOG冷凝系统、BOG外输系统、LNG装船系统、LNG装车系统、LNG卸车系统。

LNG卸船系统包含了LNG卸船臂、回气臂、卸船管线、冷循环管线、控制阀门、仪表等；当远洋来的LNG船到达LNG接收站的专用码头后，将LNG接收站的卸船臂(2-4个)和回气臂(1个)与LNG船上的卸料汇管相连接，启动LNG船上的卸料泵，LNG依次通过船上的卸料汇管、LNG卸料臂、LNG卸料管线，进入LNG储罐，实现卸船，并将LNG储存在LNG储罐中。

卸船时，由于体积置换的原因，需要从LNG储罐中返回BOG(Boil OffGas)气体，补充LNG运输船中的气相空间，避免压力过低，出现真空现象，造成LNG运输船内的LNG储罐的真空破坏，因此，BOG通过BOG管线、回气臂进入到LNG船上的LNG储罐中；不卸船时，通过冷循环管线维持卸船管线的冷态，避免温度变化引起大量LNG蒸发，同时降低LNG卸船管线的使用寿命；卸船系统用于远洋来的大型LNG运输船的卸料，船容积在140000m³以上。

LNG储存系统包含LNG储罐(两个以上，储存量在2x150000m³以上)、上下卸料管各一个、其上各安装一个开关阀门(并设置直径50mm的旁通阀门，保持常开状态)、BOG进出管线、低压输送泵安装泵井、液位监测及指示仪表、温度监测及指示仪表、压力监测及指示仪表、液位温度及密度监测及指示仪表、环隙及内罐底部泄漏监测指示仪表、储罐首次冷却监测温度仪表、环隙氧气浓度分析取样口、氮气吹扫及置换口、放空口、超压安全阀、破真空安全阀、珠光砂充填口等；LNG储罐采用全包容预应力混凝土外罐、9％镍钢内罐、钢筋混凝土罐顶的双层结构，内外罐的罐壁之间充填珠光砂，内外罐底部之间铺设泡沫玻璃砖，内罐采用吊顶结构，外罐采用拱顶结构，内外罐气相空间相通，吊顶上面铺设绝热毯；内罐用来承装LNG，外罐用来承受气相压力和保护绝热材料，LNG由卸船管线将来自LNG运输船或者LNG槽车卸入LNG储罐，储存期间产生的BOG气体通过BOG管线输出，BOG管线上设置了压力控制阀门，其开启状态由LNG储罐的压力控制，当压力超过预先设定的压力时，此控制阀开启，超压气体通过BOG管线排放至火炬燃烧，保护LNG储罐不因超压破坏；正常情况下，储罐的压力由BOG压缩机的运行负荷进行控制；当储罐压力达到压力安全阀的设定压力时，压力安全阀开启，超压气体通过安全阀排放大气；当储罐内的压力低于预先设定的低压力时，开启破真空压力控制阀，将外界的天然气补充至储罐内，破除储罐内的真空可能性，当储罐内的压力达到破真空安全阀的开启设定值时，破真空安全阀开启，外部的空气通过破真空安全阀进入储罐，破除储罐内的真空，保护储罐不因真空而被破坏；储罐内的液位监测及指示仪表用来测量储罐内的LNG液位，并输出实时测量数值，同时当液位达到预先设定的高值和低值时，输出报警信息，当液位达到预先设定的高值时，输出停止进料操作的指令，关闭卸料管线上的进料阀门，当液位达到预先设定的低值时，输出停止低压输出泵的指令，停止低压输出泵的运行；温度监测及指示仪表对储罐内储存的LNG温度进行监测，并输出实时数值；压力监测及指示仪表测量储罐内气相空间的压力，输出信号给BOG压缩机的控制器，进而控制BOG压缩机的运行负荷，同时此压力信号还输出至控制超压排放火炬的压力控制阀以控制其开启，也控制补气的压力控制阀的开启，并且还给出压力高低的报警信号；液位、温度及密度(LTD)监测及指示仪表实时测量储罐内的LNG的密度和温度在不同液位高度的数值，输出信号，当温度和密度在不同液位高度的差值达到预先设定的数值时，输出报警信号，提示LNG储罐内的LNG存在分层和潜在翻滚的可能性，需要操作工采取必要的措施，避免储罐内的LNG翻滚，带来大量液体蒸发，进而引发LNG损失和LNG储罐的破坏；环隙及内罐底部泄漏监测指示仪表实时监测那里的温度，并输出信号，当测量值低于预先设定的数值时，说明LNG储罐的内罐可能存在泄漏，需要操作工采取必要的措施；储罐首次冷却监测温度仪表主要设置在内罐底部、内罐侧壁底部、吊顶上，在LNG储罐首次冷却时用来监测储罐的温度降低速率，达到控制储罐温降的目的，避免储罐由于温度降低过快引起的温度应力不均匀进而造成储罐的开裂破坏；环隙空间氧气浓度分析取样口用来定期取样分析环隙空间的气体中氧气的含量，避免其中氧气浓度过高，引起爆炸事故，在储罐投用前的氮气置换过程和破真空安全阀开启后两个时期会频繁使用；氮气吹扫及置换口用来连接外部输送来的氮气，以实现LNG储罐的惰化，实现储存可燃物质的条件；放空口在储罐氮气置换过程中使用；超压安全阀用来释放LNG储罐的超压气体至大气环境，以避免储罐因超压引起的破坏；破真空安全阀用来从外界引入空气，破除储罐的真空状态，以避免储罐因真空引起破坏；珠光砂充填口用来给储罐的环隙空间充填绝热材料；为了保证LNG储罐的安全性，所有工艺管线、仪表管线、辅助管线等全部在罐顶开口连接，在储罐的侧壁和罐底不设置任何开口和连接仪表。

LNG加压及气化系统包含LNG低压输送泵、输出管线、控制仪表、控制阀门、高压输出泵、气化器、流量计、外输管线等，LNG低压输出泵安装在LNG储罐内的泵井内，每个储罐至少设置两台LNG低压输出泵，每台泵有独立的泵井；LNG经LNG低压输送泵由LNG储罐中输出，经管线分别输送到三个地方，一是再冷凝器，另一个是LNG高压输出泵，第三个是LNG槽车装车系统，三个地方可以同时输出，也可以单独输出。高压输送泵将来自再冷凝器和低压输送管线的LNG加压后输送至气化器，LNG在气化器内加热气化为天然气(NG)，然后通过管线输送至流量计中进行计量，最后通过外输管线作为天然气产品输出接收站。

BOG冷凝系统包含再冷凝器、管线、仪表、控制阀门等，来自BOG压缩机的加压后的BOG通过管线输送到再冷凝器中，与来自LNG低压输出泵的LNG直接接触，实现BOG的冷凝，变为温度稍高一点的LNG，然后通过管线输送至LNG高压输出泵。

BOG外输系统包含BOG压缩机、管线、仪表、控制阀门、流量计等，BOG来自LNG储罐，用管线输送至BOG压缩机进行加压，然后分别输送至两个地方，计量后通过管线向外界的低压管线作为产品输送，也可以输送至再冷凝器中实现冷凝。

LNG装船系统包含LNG装船泵、管线、控制阀门、控制仪表、装船臂、回气臂等。LNG装船泵安装在LNG储罐内部的泵井内，每个储罐至少设置一台LNG装船泵，LNG装船泵将储罐中的LNG加压，通过LNG装船管线送至LNG装船臂，LNG装船臂(1-2个)与LNG船连接，并通过装船臂实现LNG装船操作，控制阀门和控制仪表设置在LNG装船管线上。装船过程中由于体积置换，需要将LNG船中的BOG返回至LNG储罐，BOG通过回气臂(1个)、回气管线与LNG连接，实现BOG返回LNG储罐，维持装船过程中的压力平衡，不装船时，采用冷循环管线维持装船管线的冷态，避免温度变化引起大量LNG蒸发，同时降低LNG装船管线的使用寿命；LNG装船用于装一些相对较小的LNG船，如40000m³以下，这些船只只在内河进行短程运输。

上述实施例中，当储存在天然气接收站储罐中的天然气需要装船运输时，通过LNG装船系统即可实现LNG的装船运输，提高了LNG接收站的运行范围和适应能力。

LNG装车系统包含管线、控制阀门、控制仪表、装车臂、回气臂等；LNG装车管线与LNG低压输出管线相连接，将来自LNG储罐的LNG通过此管线输送至LNG装车臂，实现LNG装车功能，装车过程中由于体积置换，需要将LNG槽车中的BOG返回至LNG储罐，BOG通过回气臂、回气管线与LNG储罐连接，实现BOG返回LNG储罐，维持装车过程中的压力平衡，不装车时，采用冷循环管线维持装车管线的冷态，避免温度变化引起大量LNG蒸发，同时降低LNG装车管线的使用寿命。此外，为提高装车效率，可设置多条装车台位。

LNG卸车系统包含卸车软管接头、LNG收集罐、增压卸车器、控制阀门、控制仪表等；将LNG槽车的液相口与卸车软管连接，气相口与增压卸车器的气相口连接，通过增压卸车器的气相压力将LNG槽车中的LNG通过卸车软管卸至LNG收集罐中，实现LNG卸车过程，当LNG槽车离开LNG接收站后，在将LNG收集罐中的LNG导入LNG储罐；此卸车系统仅作为紧急情况下使用，如一些已经装车的LNG槽车出现了故障，不能运输，需要维修，临时要求将车内的LNG卸出，从而提高了LNG接收站的运行范围和适应能力。一般情况下，LNG接收站大多数的操作是LNG装车过程。

图1为本发明一实施例的具有装船系统的液化天然气接收站示意图；图2为本发明一实施例的具有卸车系统的液化天然气接收站示意图。其中，图2的左侧管线与图1右侧的管线是相互连接的。在图1和图2中，管线1为低压输出总管，管线2为卸船总管，管线3为气相返回管线，管线4为无卸船冷循环管线，管线5为BOG总管；L-1101A～C为LNG卸船臂，L-1103A～B为LNG装船臂，L-1102、L-1104为气相返回臂，P-1201A～C、P-1202A～C为低压输送泵，P-1203、P-1204为LNG装船泵，C-1301为BOG压缩机，P-1401为高压输出泵，U-1901为火炬，T-1201、T-1202为LNG储罐，V-1301为再冷凝器，V-1302为BOG压缩机入口缓冲罐，E-1501为开架式气化器，E-1601为浸没燃烧式气化器，U-3001为槽车装车臂及气相返回臂。

图中，A、B、D、E、分别为信号连接点，PC为压力控制，FC为流量控制，PT为压力传感器，FQIC为流量控制(带累计功能)，FX为流量运算模块、LIC为液位控制。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

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实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种液化天然气接收站，包括LNG卸船系统、LNG储存系统、LNG加压及气化外输系统、BOG冷凝系统、BOG外输系统和LNG装车系统，其特征在于，还包括LNG装船系统，其中，所述LNG装船系统包括：

LNG装船泵，设置在LNG储存系统的LNG储罐内部的泵井内，将储罐中的LNG进行加压；

LNG装船管线，连接在所述LNG装船泵与装船臂之间，将加压的LNG输送至所述LNG装船臂；

控制阀门和控制仪表，设置在所述LNG装船管线上；

所述LNG装船臂，与LNG船相连接，将LNG输送至LNG船；

回气臂，连接在所述LNG船与回气管线，将BOG由所述LNG船返回至所述回气管线；

所述回气管线，与所述LNG储罐相连接，将BOG返回输送至所述LNG储罐。

2.根据权利要求1所述的液化天然气接收站，其特征在于，所述LNG装船臂的数目为1-2个。

3.根据权利要求1所述的液化天然气接收站，其特征在于，所述LNG储罐至少设置一台LNG装船泵。

4.根据权利要求1所述的液化天然气接收站，其特征在于，还包括：LNG卸车系统，其中，所述LNG卸车系统包括：

增压卸车器，与LNG槽车的气相口相连接；

卸车软管，与所述LNG槽车的液相口相连接；

LNG收集罐，与所述卸车软管相连接，接收由所述卸车软管输送来的LNG。

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