CN106704822B - 液化天然气的气化总成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液化天然气的气化总成装置，包括第一热交换器、燃气加热器、以及电加热器，第一热交换器与外输管道进行热交换，燃气加热器由BOG储罐供气；第一热交换器的进液口同时与燃气加热器的出液口和电加热器的出液口连通，第一热交换器的出液口同时与燃气加热器的进液口和电加热器的进液口连通。本发明提供的气化总成装置，将BOG直接气化并交由燃气加热器燃烧，如此实现以下多个技术效果，其一，提升外输天然气的温度，使得其输送效果更好，燃烧效率更高，其二，BOG经由燃气加热器燃烧使用，不会造成能源浪费，其三，BOG直接气化后使用，省却了现有技术中的再次冷凝的能耗，节省了耗能。

Description

液化天然气的气化总成装置
技术领域
本发明涉及液化天然气领域，具体涉及一种液化天然气的气化总成装置。
背景技术
液化天然气(LNG)是天然气经压缩、冷却至其沸点(-161.5℃)温度后变成液体，通常液化天然气储存在-161.5摄氏度、0.1MPa左右的低温储存罐内。使用时通过气化器重新气化。
现有技术中，一方面，经过气化后的天然气一般温度仍较低，如零下20度，低温的天然气在输送过程中会导致流经的设备如管道和阀门结冰，使用的过程中，影响使用效率。另一方面，液化天然气在储存过程中不可避免的出现蒸发汽(BOG)，处理BOG时，一部分气化总成装置直接将BOG放出到大气中，如此处置造成了较大的能源浪费，且BOG对大气的污染较为严重；另一部分气化总成装置通过换热器、再冷凝器将LNG和BOG换热后再冷凝并重新输入到LNG储罐中，如此处置虽然避免了浪费，但是换热器、再冷凝器等耗能较大，造成的额外耗能较多。
综上所述，现有技术中要么节省耗能以导致能源浪费，要么耗能较大以避免浪费，其不足之处在于，难以在能源节省和耗能较小之间获取平衡。
发明内容
本发明的目的是提供一种液化天然气的气化总成装置，以解决现有技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种液化天然气的气化总成装置，包括LNG储罐、主气化器、BOG气化器以及BOG储罐，所述LNG储罐的出液口与所述主气化器的进液口连通，所述主气化器的出气口连通有外输管道，所述LNG储罐的BOG出口与所述BOG气化器的进口连通，所述BOG气化器的出气口与所述BOG 储罐的进口连通，还包括第一热交换器、燃气加热器、以及电加热器，所述第一热交换器与所述外输管道进行热交换，所述燃气加热器由所述BOG储罐供气；
所述第一热交换器的进液口同时与所述燃气加热器的出液口和电加热器的出液口连通，所述第一热交换器的出液口同时与所述燃气加热器的进液口和电加热器的进液口连通，所述LNG储罐、主气化器、BOG气化器、BOG储罐、第一热交换器、燃气加热器、以及电加热器两两之间的连接管线上均设置有自动控制阀门；
所述外输管道上位于其与所述第一热交换器热交换的两端部分均设置有压力传感器和温度传感器。
上述的气化总成装置，还包括第二热交换器，所述第二热交换器的进液口同时与所述燃气加热器的出液口和电加热器的出液口连通，所述第二热交换器的出液口同时与所述燃气加热器的进液口和电加热器的进液口连通；
所述第二热交换器与连接所述燃气加热器和所述BOG储罐之间的管线热交换布置。
上述的气化总成装置，还包括第一四通和第二四通，所述第一四通的四个管口分别与所述第一热交换器的进液口、所述第二热交换器的进液口、所述燃气加热器的出液口以及所述电加热器的出液口连通；
所述第二四通的四个管口分别与所述第一热交换器的出液口、所述第二热交换器的出液口、所述燃气加热器的进液口以及所述电加热器的进液口连通。
上述的气化总成装置，所述气化总成装置的放散气管道与所述BOG储罐连通。
上述的气化总成装置，所述外输管道上套有第一导热件，所述第一热交换器的散热管道外套于所述第一导热件上，所述第一导热件内填充有传热液体，所述传热液体的凝固点低于摄氏零下20度。
上述的气化总成装置，所述外输管道上设置有第二导热件，所述第二导热件上开设有螺旋状凹槽，所述第一热交换器的散热管道卡于所述螺旋状凹槽中。
上述的气化总成装置，还包括第三导热件，所述外输管道和所述第一热交换器的散热管道之间具有隔热空腔，所述第三导热件活动套接于所述外输管道上，所述第三导热件在活动行程上具有导热位置和回避位置；
在所述导热位置上，所述第三导热件填充于所述隔热空腔中，在所述回避位置上，所述第三导热件退出于所述隔热空腔。
上述的气化总成装置，还包括遮挡件和推拉手柄，所述外输管道上设置有与所述隔热空腔连通的避让空腔；
在所述导热位置上，所述遮挡件遮挡于所述避让空腔上，在所述回避位置上，所述第三导热件位于所述避让空腔中。
上述的气化总成装置，所述遮挡件为绝热件。
上述的气化总成装置，所述隔热空腔与所述外输管道的外侧之间连通有通气孔，所述通气孔位于所述隔热空腔上背离所述推拉手柄的一端。
在上述技术方案中，本发明提供的气化总成装置，将BOG直接气化并交由燃气加热器燃烧，且燃气加热器加热后的高温换热液去加热LNG气化后的外输天然气上，如此实现以下多个技术效果，其一，提升外输天然气的温度，使得其输送效果更好，燃烧效率更高，其二，BOG经由燃气加热器燃烧使用，不会造成能源浪费，其三，BOG直接气化后使用，省却了现有技术中的再次冷凝的能耗，节省了耗能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种实施方式的气化总成装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种实施方式的气化总成装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种实施方式的外输管道和散热管道的连接示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种实施方式的外输管道和散热管道的连接示意图；
图5为本发明实施例提供的再一种实施方式的外输管道和散热管道的连接示意图；
图6为本发明实施例提供的再一种实施方式的外输管道和散热管道的位于导热位置的连接示意图；
图7为本发明实施例提供的再一种实施方式的外输管道和散热管道的位于回避位置的连接示意图。
附图标记说明：
1、LNG储罐；2、主气化器；3、BOG气化器；4、BOG储罐；5、第一热交换器；6、燃气加热器；7、电加热器；8、外输管道；9、第二热交换器；10、第一四通；11、第二四通；12、第一导热件；13、第二导热件；14、散热管道；15、第三导热件；16、隔热空腔；17、避让空腔；18、遮挡件；19、推拉手柄；20、保温层。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
如图1-7所示，本发明实施例提供的一种液化天然气的气化总成装置，包括LNG储罐1、主气化器2、BOG气化器3以及BOG储罐，LNG储罐1的出液口与主气化器2的进液口连通，主气化器2的出气口连通有外输管道8，LNG储罐1的BOG出口与BOG气化器3的进液口连通，BOG气化器3的出气口与BOG储罐的进口连通，还包括第一热交换器5、燃气加热器6、以及电加热器7，第一热交换器5与外输管道8进行热交换，燃气加热器6由BOG储罐供气；第一热交换器5的进液口同时与燃气加热器6的出液口和电加热器7的出液口连通，第一热交换器5的出液口同时与燃气加热器6的进液口和电加热器7的进液口连通，LNG储罐1、主气化器2、BOG气化器3、BOG储罐、第一热交换器5、燃气加热器6、以及电加热器7两两之间的连接管线上均设置有自动控制阀门；外输管道8上位于其与第一热交换器5热交换的两端部分均设置有压力传感器和温度传感器。
具体的，LNG储罐1出来的液化石油气经由主气化器2气化后形成气态天然气，并随后由外输管道8输送出去，最终输送给用户使用。本实施例的主要改进在于BOG的处理过程，由LNG储罐1以及其它设备出来的BOG进入BOG气化器3气化后进入BOG储罐储存，由BOG储罐出来后由燃气加热器6使用，燃气加热器6加热后的冷媒输送至第一热交换器5，第一热交换器5与外输管道8进行热交换，以此加热外输管道8内的天然气的温度。如此让BOG直接气化后为LNG的气化服务，实现BOG气化和BOG气化的和谐统一。由于BOG的气化量相对较小，其可能难以实现天然气的温度提升功能，还额外设置一电加热器7，第一热交换器5同时与燃气加热器6和电加热器7连通，通过自动控制阀门的调节，其在燃气加热器6和电加热器7选择其一进行连通。使用时，如设定外输的天然气的温度为5摄氏度，通过温度传感器监控换热后的天然气的温度，通过压力传感器监测BOG储罐内天然气的压力，当BOG储罐内的气压足够，外输天然气的温度大于5摄氏度，则关闭电加热器7，持续使用燃气加热器6为第一热交换器5提供冷媒，而当BOG储罐内的气压下降而难以维持外输天然气的温度大于5摄氏度时，则关闭燃气加热器6，关闭燃气加热器6与第一热交换器5的连接管线上的阀门，并打开电加热器7，让电加热器7为第一热交换器5输送冷媒。
本实施例中所提及的提供的LNG储罐1、主气化器2、BOG气化器3以及BOG储罐等等液化天然气气化设备，还有未提及和图中未示出的可能存在的低压LNG泵、高压LNG泵、压缩机、保温层20、控制阀门等等，均为本领域的公知常识和惯用技术手段，本实施例不一一赘述。
本发明实施例提供的气化总成装置，将BOG直接气化并交由燃气加热器6燃烧，且燃气加热器6加热后的高温换热液去加热LNG气化后的外输天然气上，如此实现以下多个技术效果，其一，提升外输天然气的温度，使得其输送效果更好，燃烧效率更高，其二，BOG经由燃气加热器6燃烧使用，不会造成能源浪费，其三，BOG直接气化后使用，省却了现有技术中的再次冷凝的能耗，节省了耗能。
本实施例中，进一步的，还包括第二热交换器9，第二热交换器9的进液口同时与燃气加热器6的出液口和电加热器7的出液口连通，第二热交换器9的出液口同时与燃气加热器6的进液口和电加热器7的进液口连通；第二热交换器9与连接燃气加热器6和BOG储罐之间的管线热交换布置。即燃气加热器6和电加热器7不仅为主气化器2气化的外输天然气进行加热，也为BOG储罐输送给燃气加热器6的天然气进行加热，以此保证BOG储罐外输的天然气的输送方便和使用效率。
本实施例中，第一热交换器5、第二热交换器9、燃气加热器6和电加热器7之间需要通过较为繁复的管道连接和阀门控制，如图1所示，其最少需要六个三通以及相配套的阀门，优选的，本实施例仅需使用两个四通：第一四通10和第二四通11，第一四通10的四个管口分别与第一热交换器5的进液口、第二热交换器9的进液口、燃气加热器6的出液口以及电加热器7的出液口连通；第二四通11的四个管口分别与第一热交换器5的出液口、第二热交换器9的出液口、燃气加热器6的进液口以及电加热器7的进液口连通，如此通过两个四通即可实现了四个设备之间的连接与控制，不仅连接设备较为简单，且控制也极为方便。
本实施例中，进一步的，气化总成装置的放散气管道与BOG储罐连通，将气化总成装置的放散气(EAG)也利用起来，防止其浪费。
天然气的外输管道8上一般均设置有保温层20，由于液化天然气的温度极低，达到零下161.5摄氏度，气化后的天然气温度仍然较低，可能会低于零下20度，为了保证第一热交换器5与外输管道8间的传热效率，本实施例提供以下多种热交换方式：
其一，外输管道8上套有第一导热件12，第一热交换器5的散热管道14外套于第一导热件12上，第一导热件12内填充有传热液体，传热液体的凝固点低于摄氏零下20度。部分冷媒的凝固点高于零下20度，如蒸馏水在零度左右，为了防止外输管道8内的低温天然气将热交换器内的冷媒冷冻住而让其失去工作能力，通过传热液体在低温天然气和冷媒间进行传热，由于传热液体的凝固点低于20度，一方面其可实现热交换能力，另一方面其也可以降低冷媒被冻住的概率。
其二，外输管道8上设置有第二导热件13，第二导热件13上开设有螺旋状凹槽，第一热交换器5的散热管道14卡于螺旋状凹槽中，螺旋状凹槽及与之配合螺旋散热管道14提供的热交换面积较大，如此提升第一热交换器5的热交换效率。
其三，优选的，如图6-7所示，设置第三导热件15，外输管道8和第一热交换器5的散热管道14之间具有隔热空腔16，第三导热件15活动套接于外输管道8上，第三导热件15在活动行程上具有导热位置和回避位置；在导热位置上，第三导热件15填充于隔热空腔16中，在回避位置上，第三导热件15退出于隔热空腔16，即设置一可调节的第三导热件15，同时在外输管道8和第一热交换器5之间设置隔热空腔16供第三导热件15。工作时，推动第三导热件15填入隔热空腔16以进入导热位置，此时第三导热件15同时与外输管道8和第一热交换器5间实现热交换，此时第一热交换器5可以实现与外输管道8间的换热，从而为天然气进行加热；拉出第三导热件15离开隔热空腔16以进入回避位置，此时外输管道8和第一热交换器5间为隔热空腔16，空气的导热效率较低，此时第一热交换器5和外输管道8间的换热效率较低，低温的天然气难以将冷媒冻住，本实施例中，通过设置活动的第三导热件15以实现第一热交换器5与外输管道8间热交换连接与否的调节。
本实施例中，第一热交换器5与外输管道8间的连接设计均可适用于第二热交换器9与BOG储罐的外输管线的连接设计。
本实施例中，针对上述第三个技术方案，进一步的，还包括遮挡件18和推拉手柄19，外输管道8上设置有隔热空腔16连通的与避让空腔17；在导热位置上，遮挡件18遮挡于避让空腔17上，在回避位置上，第三导热件15位于避让空腔17中，推拉手柄19用于方便第三导热件15的抽出和推入。为了回避位置处第三导热件15的安置，设置一避让空腔17，同时设置一遮挡件18，当第三导热件15处于工作位置时，遮挡件18遮挡于避让空腔17上，防止避让空腔17处的外输管道8裸露于空气中，影响热交换效率。更进一步的，遮挡件18为绝热件，绝热件能够更有效的保护外输管道8。
本实施例中，进一步的，隔热空腔16与外输管道8的外侧之间连通有通气孔，通气孔位于隔热空腔16上背离推拉手柄19的一端，通气孔可以防止第三导热件15抽出时的真空吸力，以及推入的高压力，如此便于第三导热件15的抽出和推入。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (5)

1.一种液化天然气的气化总成装置，包括LNG储罐、主气化器、BOG气化器以及BOG储罐，所述LNG储罐的出液口与所述主气化器的进液口连通，所述主气化器的出气口连通有外输管道，所述LNG储罐的BOG出口与所述BOG气化器的进口连通，所述BOG气化器的出气口与所述BOG储罐的进口连通，其特征在于，还包括第一热交换器、燃气加热器、以及电加热器，所述第一热交换器与所述外输管道进行热交换，所述燃气加热器由所述BOG储罐供气；
所述第一热交换器的进液口同时与所述燃气加热器的出液口和电加热器的出液口连通，所述第一热交换器的出液口同时与所述燃气加热器的进液口和电加热器的进液口连通，所述LNG储罐、主气化器、BOG气化器、BOG储罐、第一热交换器、燃气加热器、以及电加热器两两之间的连接管线上均设置有自动控制阀门；
所述外输管道上位于其与所述第一热交换器热交换的两端部分均设置有压力传感器和温度传感器；还包括第二热交换器，所述第二热交换器的进液口同时与所述燃气加热器的出液口和电加热器的出液口连通，所述第二热交换器的出液口同时与所述燃气加热器的进液口和电加热器的进液口连通；
所述第二热交换器与连接所述燃气加热器和所述BOG储罐之间的管线热交换布置；
所述外输管道上套有第一导热件，所述第一热交换器的散热管道外套于所述第一导热件上，所述第一导热件内填充有传热液体，所述传热液体的凝固点低于摄氏零下20度；
所述外输管道上设置有第二导热件，所述第二导热件上开设有螺旋状凹槽，所述第一热交换器的散热管道卡于所述螺旋状凹槽中；
还包括第三导热件，所述外输管道和所述第一热交换器的散热管道之间具有隔热空腔，所述第三导热件活动套接于所述外输管道上，所述第三导热件在活动行程上具有导热位置和回避位置；
在所述导热位置上，所述第三导热件填充于所述隔热空腔中，在所述回避位置上，所述第三导热件退出于所述隔热空腔；
还包括遮挡件和推拉手柄，所述外输管道上设置有与所述隔热空腔连通的避让空腔；
在所述导热位置上，所述遮挡件遮挡于所述避让空腔上，在所述回避位置上，所述第三导热件位于所述避让空腔中。
2.根据权利要求1所述的气化总成装置，其特征在于，还包括第一四通和第二四通，所述第一四通的四个管口分别与所述第一热交换器的进液口、所述第二热交换器的进液口、所述燃气加热器的出液口以及所述电加热器的出液口连通；
所述第二四通的四个管口分别与所述第一热交换器的出液口、所述第二热交换器的出液口、所述燃气加热器的进液口以及所述电加热器的进液口连通。
3.根据权利要求2所述的气化总成装置，其特征在于，所述气化总成装置的放散气管道与所述BOG储罐连通。
4.根据权利要求3所述的气化总成装置，其特征在于，所述遮挡件为绝热件。
5.根据权利要求3所述的气化总成装置，其特征在于，所述隔热空腔与所述外输管道的外侧之间连通有通气孔，所述通气孔位于所述隔热空腔上背离所述推拉手柄的一端。
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