CN104075107A - 一种lng气化的工艺流程 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LNG气化的工艺流程，其特征在于：LNG瓶的气相路、液相路分别与第一自力式调节阀（A13）、第二自力式调节阀（A12）连接，两路并联后再与后续气化设备进行串联连接；第二自力式调节阀（A12）为常开式，其动作压力设为N，第一自力式调节阀（A13）为常闭式，其动作压力设为M；第二自力式调节阀（A12）的后端感受压力高于N时关闭，进行供液截流，反之，逐渐打开，提升供液流量；第一自力式调节阀（A13）前端的感受压力低于M时，保持关闭状态，LNG瓶气相压力提供其液相的供液动力，第一自力式调节阀（A13）前端的感受LNG瓶压力高于M时，阀门打开，进行卸压，压力降低于M后恢复关闭状态，所述N小于M。

Description

一种LNG气化的工艺流程

技术领域

本发明涉及一种LNG气化的工艺流程，属于燃气输配和应用领域。

背景技术

LNG（Liquid Natural Gas，液化天然气），是天然气甲烷在常压下，在-162℃的液化产物，体积是同质量天然气的体积的1/600,主要成分是甲烷，还含有乙烷、丙烷等烃类，几乎不含水、硫、二氧化碳等物质，是一种高效清洁的能源。LNG实际存储环境温度远高于液化温度，且小型LNG气化站多采用杜瓦瓶作为储存容器，虽然杜瓦瓶具备保温隔热的效果，但瓶内温度难免会上升，造成瓶内升压，因此LNG总是存在气化蒸发的情况，根据这种实际情况,目前常规的小型LNG气化站的工艺流程参见图1：

LNG液相和气相路各自对应一路汇气管，并通过各自的空温气化器，而后各自调压后气体进行汇总，该气相路业内称为BOG（Boil-Off Gas，蒸发气体）路，其作用是使得气相蒸发的气体通过管道传送，最后与液相气化后的气体汇合，对下游进行供气，否则蒸发气体只能高空排空，如图1所示，造成污染和能源浪费。由于安全考虑，必须对气相路设置气体的高空放空装置。该结构比较复杂，设备数量比较多；因为液相管路和气相管路各自独立工作，而实际两者是有关联的，如气相路压力很低时液相路仅靠LNG杜瓦瓶瓶内和气化器内的液位差的来驱动，很难保证液相下游的供液量，系统的可靠性差。一旦发现无法向下游正常供气，就需要管理人员到现场用杜瓦瓶自带的增压装置向气相进行手动增压，利用杜瓦瓶气相对液相的压力增加液相的流量；此外，一旦下游供气压力过高，也需要操作人员操控阀门进行调压，管理人员观察和调整的工作量比较大，并且相关操控人员需要进行一定的技术培训，以免误操作。

此外，现有的工艺流程中安全放散均为管道汇总后引至远处放散，虽然小型气化站放散量不大，但因为低于-107℃气化后的LNG的密度是比空气大的，不容易上升扩散，而容易形成白色蒸气云，有燃烧爆炸的隐患。并且放散管引至远端进行放散也增加了现场安装固定的工程量，不易于设备的成撬设计，且该放散EAG管道从设计温度上要求，材质应为不锈钢，成本上也非常不利。

发明内容

本发明需要解决的技术问题为：

1）设备结构复杂，各自独立的气相路和液相路都需要通过气化器分别进行气化，相占地面积大，布局上LNG杜瓦瓶的高度必须高于液相路的高度，造成布局困难，不利于成撬集成的设计。

2）气化供液不足时，需要操控人员在现场对杜瓦瓶进行气相的自增压操作，利用气相对液相的压力，增加其液相的流量，此外，一旦下游供气压力过高，也需要操作人员操控阀门进行调压，操控费时费力，工作量大，对操控人员技术能力的依赖性高。

3）常规情况下，液相驱动力仅仅依赖杜瓦瓶与液相汽化器的液位差，液相流量不足时，难免造成气化供液不足或发生中断，甚至发生停气事故。

本发明采取以下技术方案：

一种LNG气化的工艺流程，所述工艺流程通过对LNG瓶内的液态天然气进行流动控制，流出的LNG液体气化、调压后对下游进行供气，LNG瓶的气相路、液相路分别与第一自力式调节阀A13、第二自力式调节阀A12连接，第一自力式调节阀A13还与单向阀A14串联连接，气相路与液相路并联后再与后续气化设备进行串联连接；所述第二自力式调节阀A12为常开式，其动作压力设为N，所述第一自力式调节阀A13为常闭式，其动作压力设为M；第一自力式调节阀A13前端的感受压力低于M时，保持关闭，LNG瓶气相增压提供其液相供液动力，第一自力式调节阀A13前端的感受压力高于M时打开，进行卸压，气体进入下游气化器管路，确保LNG瓶内的压力不高于M；第二自力式调节阀A12的后端感受压力高于N时关闭，进行供液截流，反之，为打开状态，提供液体流量；所述N小于M。

进一步的，所述第一自力式调节阀A13、第二自力式调节阀A12各自与一个截止阀并联连接后，再与后续气化设备进行串联连接。

进一步的，所述LNG瓶的气相路与液相路均设有气体放空汇总管道，使用EAG汽化器使放空的LNG液相/气相工质与大气先进行换热，使其密度小于空气，再进行高点放散。

本发明的特点在于：通过液相路和气相路各自设置一个合适的自力式调节阀，气相路的为常闭式自力调节阀，液相路的是常开式自力调节阀，当其两路汇总压力平衡，当第二自力式调节阀A12后端的液体压力大于N时，第二自力式调节阀A12关闭，进行供液截流，减小直至关闭液体流量；

第一．第二自力式调节阀A13、A12的后端相通，当第一自力式调节阀A13前端的感受压力大于M时，第一自力式调节阀A13开启，进行卸压，气体流至下游管路，N小于M，由于第一自力式调节阀A13前端的压力与第二自力式调节阀A12后端的压力十分接近，如此设置可以使第一、第二自力式调节阀A13、A12不同时打开，两路交错运行，使得运行流程更加清晰。第一自力式调节阀A13关闭时，保持LNG瓶内的气相部位的压力，从而使得瓶内气相对瓶内液相产生推压作用，该推压作用的压力足以提供液相的驱动力，使得LNG瓶与气化器高度位置没有严格的高度差要求。

本发明的有益效果在于：

1）提高了整个小型LNG气化系统连续运行的可靠性，取消了目前向下游供液对杜瓦瓶和气化器液位差设计条件的依赖性，气化供液不足时，不需要操作人员在现场对杜瓦瓶进行自增压的操作，既降低了人员的工作量，也降低了系统对人员技术能力的依赖程度。同时也极大的减少因液相驱动力不足造成气化供液不足发生或中断的发生停气事故的概率；

3）同时也极大的减少因液相驱动力不足造成气化供液不足发生或中断的发生停气事故的概率。

4）简化了流程，省去了气相路BOG的设计，即省去了该路的气化器以及各种阀门的结构，大大缩减占地空间，同时仍然实现回收气相蒸发气体的功能，气相蒸发气体没有被直接排空，没有造成污染和浪费；同时，有效的降低了成本，也更有利于实现小型LNG气化设备的成撬供应。

5）增加了LNG低温深冷放散气体的EAG低温加热设备，提高了系统的安全性，消灭了气化系统可能发生事故的安全隐患点，同时也消除了现场进行低温放散管施工的工程量，提高了系统整体进行成撬的可行性；

6）本发明的工艺流程具有很强通用性，可以很容易向同类LNG气化站设备应用方面去推广，可以解决低温深冷气体供应中存在很多棘手的流体控制问题，目前在LNG供应方面至少可以向小型LNG撬装气化站、LNG应急供气装置、LNG储罐气化站等三个方面进行推广，具有应用前景广阔的优点。

附图说明

图1是现有技术LNG气化的工艺流程示意图。

图2是本发明LNG气化站的工艺流程示意图。

图3是图2中X部位的放大示意图。

图4是EAG气化器A9所在部位的放大示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

参见图2-图3，一种小型LNG（液态天然气）气化站进行LNG气化的工艺流程，该工艺流程通过对LNG瓶内的液态天然气进行气化、调压后对下游进行供气，LNG瓶的气相路、液相路分别与第一自力式调节阀A13、第二自力式调节阀A12连接，第一自力式调节阀A13还与单向阀A14串联连接，目的是使得气相气体只能向下游卸压，而不会倒流回LNG瓶内，气相、液相两路并联后再与后续气化设备进行串联连接；第二自力式调节阀A12为常开式，其动作压力设为N，第一自力式调节阀A13为常闭式，其动作压力设为M；第二自力式调节阀A12的后端感受压力高于N时关闭，进行供液节流，反之打开，提升供液流量；第一自力式调节阀A13前端的感受压力低于M，为关闭状态，气相由于蒸发作用而升压，LNG瓶气相的压力为其液相提供供液动力；第一自力式调节阀A13前端的感受压力高于M时打开，进行卸压，N小于M，由于第一自力式调节阀A13前端的压力与第二自力式调节阀A12后端的压力十分接近，如此设置可以使第一、第二自力式调节阀A13、A12不同时打开，两路交错运行，使得运行流程更加清晰。

当下游用气量减少时，下游供液管道的压力上升，第二自力式调节阀A12后端的压力先达到N，因此先进行关闭，停止供液，但LNG瓶内的压力继续上升，第一自力式调节阀A13前端的压力达到M，进行卸压，卸压后第一自力式调节阀A13关闭，维持一定的供液压力。

当下游用气量增加时，下游供液管道的压力降低，压力降低后，第二自力式调节阀A12后端的压力先降至N，A12恢复打开状态，向下游进行供液，保证向下游的正常供气。

LNG蒸发产生的压力施加给LNG瓶的液相，从而为LNG瓶提供了供液动力，该供液动力只需达到1kg，就足以提供LNG瓶的供液动力，而无需通过LNG瓶与气化器高度差的布局来施加供液动力，大大降低了小型气化站布局上的苛刻要求。

第一自力式调节阀A13和单向阀A14所在的气相路、第二自力式调节阀A12所在的液相路各自与一个截止阀并联连接，从而在自力式调节阀出现故障时候能够手动将其打开，直接向下游的气化器提供气液混合物。

LNG瓶的气相路与液相路均设有气体放空管道，如图2、图4所示，使用EAG汽化器A9使放空汇总的LNG液相/气相工质与大气先进行换热，提高温度，降低LNG气化后的密度，进行高点放散前，使其密度低于空气密度，易于上升扩散，避免形成白色蒸汽云，避免燃烧爆炸的隐患。

本发明是通过研究常规流程中存在的缺陷，研究了LNG液相和气相的相互关系，并考虑LNG低温深冷工质的本身特性，重新设计流程，克服常规气化站流程中存在的多种不足和缺陷。

Claims (3)

1.一种LNG气化的工艺流程，所述工艺流程通过对LNG瓶内的液态天然气进行流动控制，流出的LNG液体气化、调压后对下游进行供气，其特征在于：

LNG瓶的气相路、液相路分别与第一自力式调节阀（A13）、第二自力式调节阀（A12）连接，第一自力式调节阀（A13）还与单向阀（A14）串联连接，气相路与液相路并联后再与后续气化设备进行串联连接；

所述第二自力式调节阀（A12）为常开式，其动作压力设为N，所述第一自力式调节阀（A13）为常闭式，其动作压力设为M；

第一自力式调节阀（A13）前端的感受压力低于M时，保持关闭，LNG瓶气相增压提供其液相供液动力，第一自力式调节阀（A13）前端的感受压力高于M时打开，进行卸压，气体进入下游气化器管路；

第二自力式调节阀（A12）的后端感受压力高于N时关闭，进行供液截流，反之，为打开状态，提供液体流量；

所述N小于M。

2.如权利要求1所述的LNG气化的工艺流程，其特征在于：

所述第一自力式调节阀（A13）、第二自力式调节阀（A12）各自与一个截止阀并联连接后，再与后续气化设备进行串联连接。

3.如权利要求1所述的LNG气化的工艺流程，其特征在于：所述LNG瓶的气相路与液相路均设有气体放空汇总管道，使用EAG汽化器使放空的LNG液相/气相工质与大气先进行换热，使其密度小于空气，再进行高点放散。