CN105169739B - 一种用于充车系统的bog冷凝回收系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于充车系统的BOG冷凝回收系统，包括LNG储罐（1）、BOG冷凝回收器（2）、液氮储罐（3）和多个槽车（4），每个槽车（4）的顶部设置有BOG引出支管，BOG引出支管通过BOG引出管（5）连接BOG冷凝回收器（2）的热源通道进口，BOG冷凝回收器（2）的热源通道出口通过管路连接LNG储罐（1），BOG冷凝回收器（2）的冷源通道进口通过管路连接液氮储罐（3）的排液管，BOG冷凝回收器（2）的冷源通道出口连接氮气放空管，氮气放空管连接液氮储罐（3）；还公开了回收BOG的方法。本发明的有益效果是：一次性投入成本降低，使BOG气体实现了零排放，既节约了能源，也避免了对环境的污染。
Description
技术领域
本发明涉及BOG气体回收技术领域，具体地，涉及一种用于充车系统的BOG冷凝回收系统及方法。
背景技术
LNG（液化天然气）是一种清洁能源。随着LNG燃料汽车（船舶）、城镇居民燃气、锅炉燃气及燃气发电、陶瓷烧结等领域逐步广泛应用，近年来LNG消耗需求量正呈现快速增长趋势。LNG的来源主要有两部分，即通常所说的“陆气”（陆上LNG液化工厂生产的LNG，通常是通过LNG运输车运输）、“海气”（海外LNG，通常是通过大型LNG运输船将LNG运输至陆上LNG接收站并储存）。LNG在常压下的液化温度约为-162℃，尽管LNG储运设备或LNG输送管道均采取了良好的保冷保护措施，但由于其与环境之间存在很大的温差，LNG在储存、运输过程中的吸热蒸发总是存在，BOG（LNG在储存、运输等过程中自然吸热蒸发的气体）的产生不可避免。LNG随着吸热量的不断增加，BOG的产生量会逐渐增加，LNG储运压力随之也会不断上升，此情况下若未采取有效的降压措施，为避免造成超压安全等事故，当LNG储运压力达到一定压力时，一般会通过向大气放散方式自动或手动进行卸压，BOG的放散会造成环境污染、能源浪费和经济损失。为此，BOG的回收利用便成为LNG应用工程中需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种节约了能源、避免环境污染、用于充车系统的BOG冷凝回收系统及方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种用于充车系统的BOG冷凝回收系统，包括LNG储罐、BOG冷凝回收器、液氮储罐和多个槽车，每个槽车的顶部设置有BOG引出支管，所述BOG引出支管均连接BOG引出管的一端，BOG引出管的另一端连接BOG冷凝回收器的热源通道进口，BOG冷凝回收器的热源通道出口通过管路连接LNG储罐，即BOG经液氮冷却以后变为LNG返回到LNG储罐，BOG冷凝回收器的冷源通道进口通过管路连接液氮储罐的排液管，BOG冷凝回收器的冷源通道出口连接氮气放空管，氮气放空管连接液氮储罐的气相空间。
将液氮和从槽车中导出的BOG在BOG回收冷凝器中完成热交换，使槽车的压力降低，一次性投入成本降低，使槽车中的BOG气体实现了零排放，既节约了能源，也避免了对环境的污染。
在槽车充液前，因槽车内BOG的压力较高，BOG将通过槽车BOG引出管进入BOG冷凝回收器进行冷凝，故冷凝过程为自动进行，无需额外设置动力设备，节省能耗。
还包括控制系统，所述的连接BOG冷凝回收器的热源通道出口和LNG储罐的管路上设置有用于检测BOG冷凝回收器的热源通道出口流出的LNG液体温度的温度检测装置，BOG引出管上设置有切断阀，连接BOG冷凝回收器的冷源通道进口与液氮储罐的排液管的管路上设置有调节阀，温度检测装置、切断阀和调节阀均与控制系统连接，可通过控制系统实现远程控制。
在槽车充液前，通过控制系统打开控制阀和调节阀，槽车内产生的BOG气体进入BOG冷凝回收器，同时液氮储罐中的液氮流入BOG冷凝回收器，对进入BOG冷凝回收器的BOG进气冷却，当温度检测装置检测到BOG冷凝回收器的热源通道出口流出的LNG液体温度高于预设值时，控制系统控制调节阀开度变大；当温度检测装置检测到BOG冷凝回收器的热源通道出口流出的LNG液体温度低于预设值时，控制系统控制调节阀开度变小。
采用控制系统实现了冷凝回收系统的自动调控，运行稳定可靠，节省人工。
所述的LNG储罐的顶部设置有BOG引入支管，BOG引入支管连通BOG引出管，连接BOG引入支管与BOG引出管的管道上设置有控制阀。该BOG引入支管用于维持LNG储罐的压力，当LNG储罐内的气相压力低于预设最低值时，打开连接BOG引入支管与BOG引出管的管道上的控制阀，BOG引出管的BOG通过BOG引入支管进入LNG储罐内，从而提升LNG储罐内的气相压力，当LNG储罐内气相压力高于预设最高值时，关闭连接BOG引入支管与BOG引出管的管道上的控制阀。从而保证LNG储罐内气相的压力维持在设定范围内。
所述的LNG储罐上设置有用于检测LNG储罐内气相压力的压力检测装置A，压力检测装置A和控制阀与控制系统连接，可通过控制系统实现远程控制。从而当压力检测装置A检测到LNG储罐内的气相压力低于预设最低值时，控制系统控制打开控制阀；当从而当压力检测装置A检测到LNG储罐内的气相压力高于预设最高值时，控制系统控制关闭控制阀，从而自动维持LNG储罐内气相的压力在设定范围内。
氮气放空管上设置有用于检测氮气放空管内氮气压力的压力检测装置B，氮气放空管通过三通连接氮气放空总管，氮气放空总管连接氮气排放装置，从而氮气放空管通过三通汇合至氮气放空总管，并连接氮气排放装置，氮气放空总管上设置有紧急切断阀，压力检测装置B和紧急切断阀均与控制系统连接，可通过控制系统实现远程连锁控制。当压力检测装置B检测到氮气放空管内氮气压力高于设定值时，控制系统控制紧急切断阀打开，氮气通过氮气排放装置对外放空；当压力检测装置B检测到氮气放空管内氮气压力低于设定值时，控制系统控制紧急切断阀关闭，防止潮湿空气进入。
通过设置压力检测装置B、氮气放空管和紧急切断阀，实现了对液氮循环管路的压力控制，避免了高压工况的产生，安全稳定，且同样采用控制系统进行调控节省人工。
所述的BOG冷凝回收器的外部套装有保冷箱，保冷箱内位于BOG冷凝回收器与保冷箱的内壁之间填充有绝热保冷材料。
通过设置保冷箱及绝热保冷材料，避免了冷量的损耗，节省能耗。
优选的，所述的绝热保冷材料为珠光砂。
优选的，所述的BOG冷凝回收器为板翅式换热器。
优选的，所述的保冷箱内还设置有氮气保护管线，防止潮湿空气进入保冷箱而影响到保冷效果，氮气放空管通过支管连接氮气保护管线，支管上设置有控制阀。保冷箱上部设置有排空阀、绝热保冷材料注入口及检修人孔。
BOG冷凝回收器的冷源通道出口与热源通道入口之间还连接有预冷夹套，所述的预冷夹套具有管形的内管层和套设于内管层外侧的夹套层，内管层和夹套层均为密闭腔体，内管层和夹套层的两端均设置有连通各自内部腔体的接口，冷凝回收器的冷源通道出口连接夹套层的接口A，夹套层的另一接口B连接氮气放空管，内管层的接口A连接热源通道入口，内管层的另一接口B连接BOG引出管，夹套层的接口A与内管层的接口A位于预冷夹套的同一端，从而利用排放的氮气对热源BOG进行预冷却，热源BOG气体走内管层，冷源氮气走夹套层，逆流预换热。通过设置预冷夹套，增大了液氮与BOG的换热面积，提高了冷凝效率。
采用上述一种用于充车系统的BOG冷凝回收系统回收BOG的方法，将槽车内的BOG引入BOG冷凝回收器，并由引入BOG冷凝回收器的液氮对引入的BOG进行冷却，BOG冷却为LNG后返回至LNG储罐。
还包括采用对BOG冷凝回收器内BOG进行冷却后的液氮继续对从槽车内引出的BOG进行预冷的步骤。
还包括将槽车内的BOG引入LNG储罐维持LNG储罐内气相压力在设定压力范围值内的步骤。
进一步的，在槽车充液前，通过控制系统打开控制阀和调节阀，槽车内产生的BOG气体进入BOG冷凝回收器，同时液氮储罐中的液氮流入BOG冷凝回收器，对进入BOG冷凝回收器的BOG进气冷却，当温度检测装置检测到BOG冷凝回收器的热源通道出口流出的LNG液体温度高于预设值时，控制系统控制调节阀开度变大；当温度检测装置检测到BOG冷凝回收器的热源通道出口流出的LNG液体温度低于预设值时，控制系统控制调节阀开度变小。
进一步的，当压力检测装置A检测到LNG储罐内的气相压力低于预设最低值时，控制系统控制打开控制阀；当从而当压力检测装置A检测到LNG储罐内的气相压力高于预设最高值时，控制系统控制关闭控制阀，从而自动维持LNG储罐内气相的压力在设定范围内。
进一步的，当压力检测装置B检测到氮气放空管内氮气压力高于设定值时，控制系统控制紧急切断阀打开，氮气通过氮气排放装置对外放空；当压力检测装置B检测到氮气放空管内氮气压力低于设定值时，控制系统控制紧急切断阀关闭，防止潮湿空气进入。
综上，本发明的有益效果是：
1、使液氮和从槽车中导出的BOG在BOG回收冷凝器中完成热交换，使槽车的压力降低，一次性投入成本降低，使槽车中的BOG气体实现了零排放，既节约了能源，也避免了对环境的污染。
2、在槽车充液前，因槽车内BOG压力较高，从而BOG自动经BOG引出管进入BOG冷凝回收器进行冷凝，故冷凝过程为自动进行，无需额外设置动力设备，节省能耗。
3、采用控制系统实现了冷凝回收系统的自动调控，运行稳定可靠，节省人工。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图中标记及相应的零部件名称：
1- LNG储罐，2- BOG冷凝回收器，3-液氮储罐，4-槽车，5- BOG引出管，6-温度检测装置，7-切断阀，8-调节阀，9- BOG引入支管，10-控制阀，11-压力检测装置A，12-压力检测装置B，13-紧急切断阀，14-保冷箱。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例：
如图1所示，一种用于充车系统的BOG冷凝回收系统，包括LNG储罐1、BOG冷凝回收器2、液氮储罐3和多个槽车4，每个槽车4的顶部设置有BOG引出支管，所述BOG引出支管均连接BOG引出管5的一端，BOG引出管5的另一端连接BOG冷凝回收器2的热源通道进口，BOG冷凝回收器2的热源通道出口通过管路连接LNG储罐1，即BOG经液氮冷却以后变为LNG返回到LNG储罐1，BOG冷凝回收器2的冷源通道进口通过管路连接液氮储罐3的排液管，BOG冷凝回收器2的冷源通道出口连接氮气放空管，氮气放空管连接液氮储罐3的气相空间。
将液氮和从槽车4中导出的BOG在BOG回收冷凝器中完成热交换，使槽车4的压力降低，一次性投入成本降低，使槽车4中的BOG气体实现了零排放，既节约了能源，也避免了对环境的污染。
在槽车4充液前，因槽车4内BOG的压力较高，BOG将通过槽车4BOG引出管5进入BOG冷凝回收器2进行冷凝，故冷凝过程为自动进行，无需额外设置动力设备，节省能耗。
还包括控制系统，所述的连接BOG冷凝回收器2的热源通道出口和LNG储罐1的管路上设置有用于检测BOG冷凝回收器2的热源通道出口流出的LNG液体温度的温度检测装置6，BOG引出管5上设置有切断阀7，连接BOG冷凝回收器2的冷源通道进口与液氮储罐3的排液管的管路上设置有调节阀8，温度检测装置6、切断阀7和调节阀8均与控制系统连接，可通过控制系统实现远程控制。
在槽车4充液前，通过控制系统打开控制阀10和调节阀8，槽车4内产生的BOG气体进入BOG冷凝回收器2，同时液氮储罐3中的液氮流入BOG冷凝回收器2，对进入BOG冷凝回收器2的BOG进气冷却，当温度检测装置6检测到BOG冷凝回收器2的热源通道出口流出的LNG液体温度高于预设值时，控制系统控制调节阀8开度变大；当温度检测装置6检测到BOG冷凝回收器2的热源通道出口流出的LNG液体温度低于预设值时，控制系统控制调节阀8开度变小。
采用控制系统实现了冷凝回收系统的自动调控，运行稳定可靠，节省人工。
所述的LNG储罐1的顶部设置有BOG引入支管9，BOG引入支管9连通BOG引出管5，连接BOG引入支管9与BOG引出管5的管道上设置有控制阀10。该BOG引入支管9用于维持LNG储罐1的压力，当LNG储罐1内的气相压力低于预设最低值时，打开连接BOG引入支管9与BOG引出管5的管道上的控制阀10，BOG引出管5的BOG通过BOG引入支管9进入LNG储罐1内，从而提升LNG储罐1内的气相压力，当LNG储罐1内气相压力高于预设最高值时，关闭连接BOG引入支管9与BOG引出管5的管道上的控制阀10。从而保证LNG储罐1内气相的压力维持在设定范围内。
所述的LNG储罐1上设置有用于检测LNG储罐1内气相压力的压力检测装置A11，压力检测装置A11和控制阀10与控制系统连接，可通过控制系统实现远程控制。从而当压力检测装置A11检测到LNG储罐1内的气相压力低于预设最低值时，控制系统控制打开控制阀10；当从而当压力检测装置A11检测到LNG储罐1内的气相压力高于预设最高值时，控制系统控制关闭控制阀10，从而自动维持LNG储罐1内气相的压力在设定范围内。
氮气放空管上设置有用于检测氮气放空管内氮气压力的压力检测装置B12，氮气放空管通过三通连接氮气放空总管，氮气放空总管连接氮气排放装置，从而氮气放空管通过三通汇合至氮气放空总管，并连接氮气排放装置，氮气放空总管上设置有紧急切断阀13，压力检测装置B12和紧急切断阀13均与控制系统连接，可通过控制系统实现远程连锁控制。当压力检测装置B12检测到氮气放空管内氮气压力高于设定值时，控制系统控制紧急切断阀13打开，氮气通过氮气排放装置对外放空；当压力检测装置B12检测到氮气放空管内氮气压力低于设定值时，控制系统控制紧急切断阀13关闭，防止潮湿空气进入。
通过设置压力检测装置B12、氮气放空管和紧急切断阀13，实现了对液氮循环管路的压力控制，避免了高压工况的产生，安全稳定，且同样采用控制系统进行调控节省人工。
所述的BOG冷凝回收器2的外部套装有保冷箱14，保冷箱14内位于BOG冷凝回收器2与保冷箱14的内壁之间填充有绝热保冷材料。
通过设置保冷箱14及绝热保冷材料，避免了冷量的损耗，节省能耗。
优选的，所述的绝热保冷材料为珠光砂。
优选的，所述的BOG冷凝回收器2为板翅式换热器。
优选的，所述的保冷箱14内还设置有氮气保护管线，防止潮湿空气进入保冷箱14而影响到保冷效果，氮气放空管通过支管连接氮气保护管线，支管上设置有控制阀。保冷箱14上部设置有排空阀、绝热保冷材料注入口及检修人孔。
BOG冷凝回收器2的冷源通道出口与热源通道入口之间还连接有预冷夹套，所述的预冷夹套具有管形的内管层和套设于内管层外侧的夹套层，内管层和夹套层均为密闭腔体，内管层和夹套层的两端均设置有连通各自内部腔体的接口，冷凝回收器的冷源通道出口连接夹套层的接口A，夹套层的另一接口B连接氮气放空管，内管层的接口A连接热源通道入口，内管层的另一接口B连接BOG引出管5，夹套层的接口A与内管层的接口A位于预冷夹套的同一端，从而利用排放的氮气对热源BOG进行预冷却，热源BOG气体走内管层，冷源氮气走夹套层，逆流预换热。通过设置预冷夹套，增大了液氮与BOG的换热面积，提高了冷凝效率。
采用上述一种用于充车系统的BOG冷凝回收系统回收BOG的方法，将槽车4内的BOG引入BOG冷凝回收器2，并由引入BOG冷凝回收器2的液氮对引入的BOG进行冷却，BOG冷却为LNG后返回至LNG储罐1。
还包括采用对BOG冷凝回收器2内BOG进行冷却后的液氮继续对从槽车4内引出的BOG进行预冷的步骤。
还包括将槽车4内的BOG引入LNG储罐1维持LNG储罐1内气相压力在设定压力范围值内的步骤。
进一步的，在槽车4充液前，通过控制系统打开控制阀10和调节阀8，槽车4内产生的BOG气体进入BOG冷凝回收器2，同时液氮储罐3中的液氮流入BOG冷凝回收器2，对进入BOG冷凝回收器2的BOG进气冷却，当温度检测装置6检测到BOG冷凝回收器2的热源通道出口流出的LNG液体温度高于预设值时，控制系统控制调节阀8开度变大；当温度检测装置6检测到BOG冷凝回收器2的热源通道出口流出的LNG液体温度低于预设值时，控制系统控制调节阀8开度变小。
进一步的，当压力检测装置A11检测到LNG储罐1内的气相压力低于预设最低值时，控制系统控制打开控制阀10；当从而当压力检测装置A11检测到LNG储罐1内的气相压力高于预设最高值时，控制系统控制关闭控制阀10，从而自动维持LNG储罐1内气相的压力在设定范围内。
进一步的，当压力检测装置B12检测到氮气放空管内氮气压力高于设定值时，控制系统控制紧急切断阀13打开，氮气通过氮气排放装置对外放空；当压力检测装置B12检测到氮气放空管内氮气压力低于设定值时，控制系统控制紧急切断阀13关闭，防止潮湿空气进入。
如上所述，可较好的实现本发明。
Claims (7)
1.一种用于充车系统的BOG冷凝回收系统，其特征在于，包括LNG储罐（1）、BOG冷凝回收器（2）、液氮储罐（3）和多个槽车（4），每个槽车（4）的顶部设置有BOG引出支管，所述BOG引出支管均连接BOG引出管（5）的一端，BOG引出管（5）的另一端连接BOG冷凝回收器（2）的热源通道进口，BOG冷凝回收器（2）的热源通道出口通过管路连接LNG储罐（1），BOG冷凝回收器（2）的冷源通道进口通过管路连接液氮储罐（3）的排液管，BOG冷凝回收器（2）的冷源通道出口连接氮气放空管，氮气放空管连接液氮储罐（3）的气相空间；
还包括控制系统，所述的连接BOG冷凝回收器（2）的热源通道出口和LNG储罐（1）的管路上设置有用于检测BOG冷凝回收器（2）的热源通道出口流出的LNG液体温度的温度检测装置（6），BOG引出管（5）上设置有切断阀（7），连接BOG冷凝回收器（2）的冷源通道进口与液氮储罐（3）的排液管的管路上设置有调节阀（8），温度检测装置（6）、切断阀（7）和调节阀（8）均与控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于充车系统的BOG冷凝回收系统，其特征在于，所述的LNG储罐（1）的顶部设置有BOG引入支管（9），BOG引入支管（9）连通BOG引出管（5），连接BOG引入支管（9）与BOG引出管（5）的管道上设置有控制阀（10）。
3.根据权利要求2所述的一种用于充车系统的BOG冷凝回收系统，其特征在于，所述的LNG储罐（1）上设置有用于检测LNG储罐（1）内气相压力的压力检测装置A（11），压力检测装置A（11）和控制阀（10）与控制系统连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于充车系统的BOG冷凝回收系统，其特征在于，氮气放空管上设置有用于检测氮气放空管内氮气压力的压力检测装置B（12），氮气放空管通过三通连接氮气放空总管，氮气放空总管连接氮气排放装置，氮气放空总管上设置有紧急切断阀（13），压力检测装置B（12）和紧急切断阀（13）均与控制系统连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于充车系统的BOG冷凝回收系统，其特征在于，所述的BOG冷凝回收器（2）的外部套装有保冷箱（14），保冷箱（14）内位于BOG冷凝回收器（2）与保冷箱（14）的内壁之间填充有绝热保冷材料。
6.根据权利要求1所述的一种用于充车系统的BOG冷凝回收系统，其特征在于，BOG冷凝回收器（2）的冷源通道出口与热源通道入口之间还连接有预冷夹套，所述的预冷夹套具有管形的内管层和套设于内管层外侧的夹套层，内管层和夹套层均为密闭腔体，内管层和夹套层的两端均设置有连通各自内部腔体的接口，冷凝回收器的冷源通道出口连接夹套层的接口A，夹套层的另一接口B连接氮气放空管，内管层的接口A连接热源通道入口，内管层的另一接口B连接BOG引出管（5），夹套层的接口A与内管层的接口A位于预冷夹套的同一端。
7.采用如权利要求1所述的一种用于充车系统的BOG冷凝回收系统回收BOG的方法，其特征在于，将槽车（4）内的BOG引入BOG冷凝回收器（2），并由引入BOG冷凝回收器（2）的液氮对引入的BOG进行冷却，BOG冷却为LNG后返回至LNG储罐（1）；
还包括将槽车（4）内的BOG引入LNG储罐（1）维持LNG储罐（1）内气相压力在设定压力范围值内的步骤；
还包括采用对BOG冷凝回收器（2）内BOG进行冷却后的液氮继续对从槽车（4）内引出的BOG进行预冷的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |