CN104613312B - 处理bog成套设备及采用该设备处理bog的方法 - Google Patents

Abstract

本发明给出了一种处理BOG成套设备，包括空温式气化器、缓冲罐和压缩机，且彼此封闭连通构成处理气路，处理气路的始端为空温式气化器的进气口，处理气路的末端为压缩机的出气口；压缩机包括主机、润滑系统、冷却系统、控制系统、气液分离器和高效除油器，主机的工作方式为单级压缩或多级压缩。本发明可以将BOG直接变为压缩天然气因地制宜加以利用。本发明还提供了利用上述设备处理BOG的方法，包括以下步骤：a)将BOG升温；b)稳定步骤a)得到的BOG压强；c)将步骤b)得到的BOG压缩、冷却处理；d)最后除油得到压缩天然气。本方法可以科学、经济地处理利用BOG，避免BOG向大气排放带来浪费和严重环境污染，设备能够节能降耗、长期安全可靠运行。

Description

处理BOG成套设备及采用该设备处理BOG的方法

技术领域

本发明涉及一种处理BOG成套设备；本发明还涉及一种处理BOG的方法。

背景技术

液化天然气(LNG)是天然气(NG)经过脱除水、重烃及酸性气体后，采用增压、节流、膨胀或外加冷量制冷，在3.0Mpa下进入-180℃的冷箱冷却，即变成-138℃，0.35Mpa的LNG，LNG体积缩小到气态的六百分之一，更加便利存储与运输。

LNG储罐工作压力一定，又不可能绝对绝热，在运营过程中，环境的温度、压力的变化均会使储罐内LNG产生蒸汽(BoilOffGas即BOG)，每天产生BOG相当其储存量的0.15～0.5％，BOG超过储罐的额定压力，必须泄放以保储罐安全。

但是如果将BOG直接排放到大气中，造成资源浪费是相当可观；据统计一座每天销售40吨LNG的加液站，一天排放BOG量为280～340kg、损失金额达3300-4100元，一年的损失则达到百余万，浪费相当惊人；而且其温室效则是二氧化碳的21倍，周围环境的污染更严重。

我国LNG应用刚刚起步，除从国外引进已投产的6座大型LNG接收站，具有完善的BOG再冷凝处理设备外，现已投产的1000多座LNG卫星站、调峰站、LNG汽车加液站大部分没有配置BOG处理设备，主要原因是国内尚没有相应BOG处理设备。

目前针对BOG处理设备主要是利用：将排放的BOG再冷凝后返回储罐储存，其使用的压缩机及其附属设备，与BOG接触的零部件必须适应-186～-90℃低温工况，此类设备有沈阳远大压缩机制造公司仍在研发中的“4K-300MG-55/0.1-17型低温BOG迷宫压缩机”，此压缩机为立式、四列二级压缩、气缸无油润滑、运动机构压力润滑、机械密封闭式机身、五档气量调节、电机直连的固定式往复活塞式迷宫压缩机，为国内首台“60万吨/年天然气液化项目”所配套。

但是对于中、小型的LNG加液站使用上述方式处理BOG，其技术复杂、成本相对较高，普及使用并不现实。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种处理BOG成套设备，该设备具有科学、经济地处理利用BOG的特点，且适用于中、小型的LNG卫星站、LNG加液站处理BOG。

与此相应，本发明另一个要解决的技术问题是提供一种处理BOG的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种处理BOG成套设备，包括空温式气化器、缓冲罐和压缩机，空温式气化器、缓冲罐和压缩机都设有进气口和出气口,空温式气化器、缓冲罐和压缩机封闭连通构成处理气路，处理气路的始端为空温式气化器的进气口，处理气路的末端为压缩机的出气口；

所述的压缩机包括主机、润滑系统、冷却系统、控制系统、至少一个气液分离器和高效除油器，主机的工作方式为单级压缩或多级压缩。

采用这样的结构后，处理气路的始端通入BOG，从LNG储罐排放出BOG压力一般为0.015～0.3Mpa，温度-120～-80℃，BOG经过空温式气化器可以提高BOG的温度，而现有压缩机允许工作介质的温度一般≥-20℃，BOG升温后可以适用于压缩机的工作介质温度限制，升温后的BOG进入缓冲罐稳压，后续BOG经过压缩机的压缩、冷却、过滤可以将BOG增压和处理，得到的压缩天然气，根据需要可以直接选择输入城市供气管网，或充入CNG储气井组、CNG罐车，或直接为CNG汽车加气。

压缩机的结构形式、容积流量、级数的选择可以根据处理的BOG的温度、容积流量、压强和处理BOG用途来选择。

本发明有益效果为：本发明根据BOG的特性，就是将处理BOG直接变为压缩天然气因地制宜加以利用。与国外将放空的BOG重新压缩成LNG注入LNG储罐储存的技术相比，利用本发明的设备完成对BOG的处理是科学、经济实惠的，即节约了能源、减少处理设备的投资、降低了BOG处理成本，还避免了排放的BOG对当地环境污染。

为了更好的理解本发明的技术内容，以下将本处理BOG成套设备简称为本设备。

本设备压缩机的冷却系统包括油冷却器、轴流风机和至少一个风冷却器，所述风冷却器在设置的位置和数量上与主机的压缩气缸一一对应，油冷却器和所述风冷却器集中由轴流风机抽风冷却，轴流风机进风口靠近空温式气化器；采用这样的结构后，所述风冷却器可以由单独电动机驱动的轴流风机抽风冷却，使压缩机的结构更能满足本设备的要求，方便使用；

轴流风机进风口靠近空温式气化器，使轴流风机可以充分利用BOG自身冷能提高压缩机的工作效率。

本设备压缩机的主机的工作方式为多级压缩，气液分离器的数量为两个；

处理气路包括空温式气化器、缓冲罐、压缩机的各级压缩气缸和各级风冷却器、两个气液分离器、压缩机的高效除油器；

处理气路的介质依次经过空温式气化器、缓冲罐、压缩机的各级压缩气缸和各级风冷却器、压缩机的高效除油器，一个气液分离器设置在处理气路介于第一级压缩气缸所对应的那一风冷却器与第二级压缩气缸之间处，另一个气液分离器设置在处理气路介于最后一级压缩气缸所对应的那一风冷却器与高效除油器之间处。

采用这样的结构后，不仅满足最终压缩天然气内不含有液体成分的要求，而且可以减少气液分离器的使用数量，降低成本。

本设备还包括撬体和底座，空温式气化器、缓冲罐和压缩机固定在底座上，撬体固定在底座上侧,并且空温式气化器、缓冲罐和压缩机处于撬体内。

本设备还包括余气回收组件，余气回收组件包括回收罐、进气管、连接管和控制阀，回收罐设有进气口和出气口，控制阀装在连接管上，连接管的一端与回收罐的出气口连通，连接管的另一端连通在处理气路介于缓冲罐与压缩机之间处，回收罐的进气口通过进气管与压缩机放空汇管连通，进气管上设有止回阀。

采用这样的结构后，当本设备停机后气路内残余的天然气，通过压缩机放空汇管进入回收罐中储存。开机后在控制系统控制下、回收罐内余气优先通过设备处理后、方处理新进入的BOG；

余气回收组件可以收集每次停机时滞留在本设备内部的天然气，避免天然气向大气排放，提高本设备的转化效率。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种处理BOG的方法，该方法以处理BOG成套设备为基础完成BOG的处理作业。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用上述处理BOG成套设备处理BOG的方法，包括以下步骤：

a)BOG由空温式气化器的进气口进入空温式气化器，BOG升温，使BOG温度达到-20～0℃；

b)经过步骤a)处理后的BOG由缓冲罐的进气口进入缓冲罐，使BOG的压强稳定在0.015～0.3MPa；

c)步骤b)处理后的BOG由压缩机的进气口进入压缩机，经过压缩冷却处理，BOG的压强升高至0.3～25Mpa，在增压过程中通过气液分离器对BOG气液分离；

d)将步骤c)处理后的BOG进入高效除油器进行除油处理得到压缩天然气。

采用这样的方法后，步骤a)将BOG的温度升高至适应压缩机工作的温度；

步骤b)可以避免BOG进入压缩机后压力范围的大幅波动，以稳定压缩机排气量和能耗；

步骤c)将BOG增压至0.3～25Mpa，适应城市供气管网或CNG罐车的压力需要，增压过程中对BOG气液分离，可以将除去油水和液态的轻烃，确保输出压缩天然气的质量；

步骤d)BOG进行除油处理，可以过滤BOG内的润滑油；最终达到车用天然气质量要求，并将天然气作为居民生活燃气、化工原料或作为CNG汽车燃料，与现有技术相比不用将BOG转化为LNG，可以直接将BOG转化利用，大大降低了成本。

本方法可以科学、经济地处理利用BOG，避免BOG向大气排放，设备能够节能降耗、长期安全可靠运行。

附图说明

图1是本设备实施例一的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

具体实施方式

实施例一：将处理BOG通过处理BOG成套设备处理，作为增添CNGV加气站的气源。

如图1至2所示(为了方便观察，图2中省略了撬体2,并且图1和图2中只标注出主要部件，本领域技术人员可以通过说明书结合说明书附图知晓其他设备部件的连接方式与位置关系，以下不对其进行赘述)

本设备包括底座1、撬体2、空温式气化器3、缓冲罐4、压缩机和余气回收组件。

空温式气化器3、缓冲罐4和压缩机都固定在底座1上，撬体2罩在底座1上侧。

用管路依次将空温式气化器3、缓冲罐4和压缩机封闭连接构成处理气路，处理气路的始端为空温式气化器3进气口；处理气路的末端为压缩机出气口。

压缩机包括主机5、润滑系统、冷却系统、控制系统、两个气液分离器8和高效除油器10以及若干驱动电机，所述压缩机的主机5为四级压缩，主机5由主电机驱动；冷却系统包括油冷却器、轴流风机7和四个风冷却器6，四个风冷却器6分别在设置的位置和数量与主机5的四个压缩气缸一一对应，四个风冷却器6采用轴流风机7顶排式设计，两组轴流风机7由电机驱动对油冷却器和各级风冷却器集中抽风冷却，轴流风机7进风口靠近空温式气化器3；压缩机的润滑系统包括传动机构循环压力油润滑的油泵、供气缸、填料润滑的注油器，也由单独电机驱动,控制系统控制各个设备工作。

处理气路内的BOG依次经过压缩机的一至四级压缩气缸和相应风冷却器，一个气液分离器8设在处理气路上介于压缩机第一级压缩气缸对应的风冷却器与第二级压缩气缸之间处，另一个气液分离器8设在处理气路介于压缩机的第四级压缩气缸对应的风冷却器与高效除油器10之间处。

处理气路的始端通入BOG，BOG依次经过空温式气化器3、缓冲罐4、压缩机的第一级压缩气缸、第一级风冷却器、第一个气液分离器8、压缩机的第二级压缩气缸、第二级风冷却器、压缩机的第三级压缩气缸、第三级风冷却器、压缩机的第四级压缩气缸、第四级风冷却器、第二个气液分离器8和高效除油器10，最后排出压缩天然气。

余气回收组件包括回收罐9、进气管、连接管、控制阀和止回阀，控制阀装在连接管上，连接管的一端与回收罐9连通，连接管的另一端与处于缓冲罐4与压缩机进气口之间的处理气路连通，止回阀设置在进气管上，当本设备停机后气路内残余的天然气，通过压缩机放空汇管进入回收罐9中储存，开机后在控制系统控制下、回收罐9内余气优先通过设备处理后、方处理新进入的BOG。

本设备压缩机各级均设有出气管路上都设有安全阀，另外缓冲罐4、回收罐9上也设有安全阀，并设置有放空口可以将各个部件排放的天然气引至安全位置排空。

结合本实施例上述设备具体解释本处理BOG的方法，本实施例处理BOG的方法包括以下步骤：

a)BOG由处理气路进入空温式气化器3，将BOG升温至-20℃～-15℃。

b)经过步骤a)处理后的BOG进入缓冲罐4，保证升温后的BOG压力稳定在吸入压力0.15～0.3MPa范围内；

c)步骤b)处理后的BOG由处理气路进入压缩机，经过四级压缩冷却处理，BOG的压强升高至左21～25Mpa，在增压过程中通过冷却器冷却、气液分离器8对BOG气液分离，将天然气中的油、水和液态的轻烃分离出来；

d)将步骤c)处理后的BOG进行除油处理得到天然气，并将处理后21～25Mpa、300～800Nm3/h的天然气充入CNC储气井内储存、为在站内新增的CNGV加气站供气。

实施例二：将BOG通过处理BOG成套设备处理，用于城市天然气管网补气。

本实施例的使用的处理BOG成套设备与实施例一使用处理BOG成套设备区别仅仅在于：压缩机主机为一级压缩，对应的风冷却器同样变为一级风冷却，处理气路的始端通入BOG，BOG依次经过空温式气化器、缓冲罐、压缩机的第一级压缩气缸、第一级风冷却器、第一个气液分离器、高效除油器，最后排出压缩天然气。

结合本实施例上述设备具体解释本处理BOG的方法，本实施例处理BOG的方法包括以下步骤：

a)BOG由处理气路进入空温式气化器，将BOG升温，使BOG温度-20℃～-10℃。

b)经过步骤a)处理后的BOG进入缓冲罐，保证升温后的BOG压力稳定在吸入压力0.015～0.15MPa范围内。

c)步骤b)处理后的BOG由处理气路进入压缩机，经过单级压缩机压缩冷却处理，BOG的压强升高至0.3～0.6Mpa，在增压过程中通过冷却器冷却、气液分离器对BOG气液分离，将天然气中的油、水和液态的轻烃分离出来；

d)将步骤c)处理后的BOG进行高效除油处理得到0.3～0.6Mpa、30～600Nm3/h的天然气，并将处理后的天然气输送至城市供气管线，以补充天然气供气。

实施例三：将回收BOG通过处理BOG成套设备处理，用作发电燃气或化工原料。

本实施例的使用的处理BOG成套设备与实施例一使用处理BOG成套设备区别仅仅在于：压缩机主机为三级压缩，对应的风冷却器同样变为三个风冷却，处理气路的始端通入BOG，BOG依次经过空温式气化器、缓冲罐、压缩机的第一级压缩气缸、第一级风冷却器、第一个气液分离器、压缩机的第二级压缩气缸、第二级风冷却器、压缩机的第三级压缩气缸、第三级风冷却器、第二个气液分离器和高效除油器，最后排出压缩天然气。

结合本实施例设备具体解释本处理BOG的方法，本实施例处理BOG的方法包括以下步骤：

a)BOG由处理气路进入空温式气化器，将BOG升温至-20℃～-5℃。

b)经过步骤a)处理后的BOG进入缓冲罐，保证升温后的BOG压力稳定保证升温后的BOG压力稳定在吸入压力0.15～0.3MPa范围内；

c)步骤b)处理后的BOG由处理气路进入压缩机，经过一级、二级和三级压缩、冷却处理，BOG的压强升高至2.0～6.0Mpa，在增压过程中通过冷却器冷却、气液分离器对BOG气液分离，将天然气中的油、水和液态的轻烃分离出来；

d)将步骤c)处理后的BOG进行除油处理得到2.0～6.0Mpa；300～800Nm3/h天然气，并将处理后的天然气输送至天然气发电厂，作为汽轮机燃料补充；或化工厂作为化工原料。

实施例四：将处理BOG通过处理BOG成套设备处理，作为CNGV加气子站的气源。

本实施例的使用的处理BOG成套设备与实施例一使用处理BOG成套设备相同。

结合本实施例设备具体解释本处理BOG的方法，本实施例处理BOG的方法包括以下步骤：

a)BOG由处理气路进入空温式气化器，将BOG升温至-20℃～0℃。

b)经过步骤a)处理后的BOG进入缓冲罐，保证升温后的BOG压力稳定在吸入压力0.1～0.3MPa范围内；

c)步骤b)处理后的BOG由处理气路进入压缩机，经过四级压缩冷却处理，BOG的压强升高至21～25Mpa，在增压过程中通过冷却器冷却、气液分离器对BOG气液分离，将天然气中的油、水和液态的轻烃分离出来；

d)将步骤c)处理后的BOG进行除油处理得到天然气，并将处理后21～25Mpa、500～1250Nm³/h的天然气充入CNC储气井内储存、或向CNC罐车充气，为方圆100km内CNGV加气子站供气。

上述涉及的空温式气化器、缓冲罐及其压缩机的主机、润滑系统、冷却系统、控制系统、两个气液分离器和高效除油器都可向专业生产厂分别定制。

以上所述的仅是本发明的四种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.处理BOG成套设备，其特征为：包括空温式气化器、缓冲罐和压缩机，空温式气化器、缓冲罐和压缩机都设有进气口和出气口,空温式气化器、缓冲罐和压缩机封闭连通构成处理气路，处理气路的始端为空温式气化器的进气口，处理气路的末端为压缩机的出气口；

所述的压缩机包括主机、润滑系统、冷却系统、控制系统、至少一个气液分离器和高效除油器，主机的工作方式为单级压缩或多级压缩；

所述压缩机的冷却系统包括油冷却器、轴流风机和至少一个风冷却器，所述风冷却器在设置的位置和数量上与主机的压缩气缸一一对应，油冷却器和所述风冷却器集中由轴流风机抽风冷却，轴流风机进风口靠近空温式气化器；

压缩机的主机的工作方式为多级压缩，气液分离器的数量为两个；

处理气路包括空温式气化器、缓冲罐、压缩机的各级压缩气缸和各级风冷却器、两个气液分离器、压缩机的高效除油器；

处理气路内的介质依次经过空温式气化器、缓冲罐、压缩机的各级压缩气缸和各级风冷却器、压缩机的高效除油器，一个气液分离器设置在处理气路介于第一级压缩气缸所对应的那一风冷却器与第二级压缩气缸之间处，另一个气液分离器设置在处理气路介于最后一级压缩气缸所对应的那一风冷却器与高效除油器之间处。

2.根据权利要求1所述的处理BOG成套设备，其特征是：它还包括撬体和底座，空温式气化器、缓冲罐和压缩机固定在底座上，撬体固定在底座上侧,并且空温式气化器、缓冲罐和压缩机处于撬体内。

3.根据权利要求1所述的处理BOG成套设备，其特征是：它还包括余气回收组件，余气回收组件包括回收罐、进气管、连接管和控制阀，回收罐设有进气口和出气口，控制阀装在连接管上，连接管的一端与回收罐的出气口连通，连接管的另一端连通在处理气路介于缓冲罐与压缩机进气口之间处，回收罐的进气口通过进气管与压缩机放空汇管连通，进气管上设有止回阀。

4.利用权利要求1至3中任一项所述处理BOG成套设备处理BOG的方法，包括以下步骤：

a)BOG由空温式气化器的进气口进入空温式气化器，BOG升温，使BOG温度达到-20～0℃；

b)经过步骤a)处理后的BOG由缓冲罐的进气口进入缓冲罐，使BOG压力稳定，BOG的压强为0.015～0.3MPa；

c)步骤b)处理后的BOG由压缩机的进气口进入压缩机，经过压缩冷却处理，BOG的压强升高至0.3～25Mpa，在增压过程中通过气液分离器对BOG气液分离；

d)将步骤c)处理后的BOG进入高效除油器进行除油处理得到压缩天然气。