CN107061987B - 一种移动式lng接收站储存加注平台 - Google Patents

一种移动式lng接收站储存加注平台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种移动式LNG接收站储存加注平台，其包括一侧用于系泊在LNG接收站码头、另一侧设置有用于系泊中小型LNG船泊位的浮式单元船体，设置在浮式单元船体内部的LNG储存系统以及固定设置在浮式单元船体上部的LNG卸料系统、LNG加注系统、BOG低压处理系统、LNG气化器系统、泄放系统和公用辅助系统；LNG储存系统用于接收储存由LNG接收站码头输送来的LNG；LNG卸料系统用于向LNG储存系统中输送LNG；LNG加注系统用于为中小型LNG船加注LNG；BOG低压处理系统用于处理LNG卸料储存和加注工况下产生的BOG；LNG气化器系统用于气化LNG产生BOG；泄放系统用于放空超压的BOG。

Description

一种移动式LNG接收站储存加注平台
技术领域
本发明涉及一种移动式LNG接收站储存加注平台，属于石化领域中关于大型LNG接收站和小船加注技术领域。
背景技术
随着我国天然气市场的快速发展，LNG燃料船舶加注及中小型LNG船舶转运业务的需求日益增加，落实LNG加注上游资源尤为关键。我国LNG接收站主要分布在沿海区域，具备LNG远洋运输船的卸料功能，但不具备中小型LNG船舶进行加注功能，阻碍了LNG接收站成为LNG转运资源供应点的可能。典型大型LNG接收站卸船码头设计靠泊船容范围是8万方到26.7万方，无法实现对8万方以下的小型的LNG转运船及LNG燃料船舶的加注。如果想要现有LNG接收站具备加注中小型LNG转运船及LNG燃料船的功能，必须对现有LNG接收站进行工程改建，增加建设中小型LNG船码头和相关配套设备。但是，传统改建方案中存在以下问题：1、运输船码头选址存在地理环境条件的约束；2、改建工程对加注船的能力范围存在限制；3、改建工程投资成本相比较高；这些问题成为传统改建方案实施时的瓶颈。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种移动式LNG接收站储存加注平台，通过采用浮式单元船体，浮式单元船体一侧系泊在大型LNG接收站码头，另一侧根据用户需要用于为目标船型进行装船和/或加注，从而实现大型LNG接收站在不增加设备的情况下加注LNG中小型转运船及LNG燃料船的技术方案，解决大型LNG接收站无法直接加注中小型LNG船舶的问题，解除了大型LNG接收站的码头条件和设备能力对加注LNG船舶能力的限制。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种移动式LNG接收站储存加注平台，其特征在于，该储存加注平台包括：一侧用于系泊在LNG接收站码头、另一侧设置有用于系泊中小型LNG船泊位的浮式单元船体，设置在所述浮式单元船体内部的LNG储存系统，以及设置在所述浮式单元船体上部的LNG卸料系统、LNG加注系统、BOG低压处理系统、LNG气化器系统、泄放系统和公用辅助系统；其中，所述LNG储存系统用于接收储存由所述LNG接收站码头输送来的LNG产品；所述LNG卸料系统包括LNG卸料臂和LNG卸料回气臂，所述LNG卸料臂的一端用于与所述LNG接收站码头的卸料臂相连接，另一端与所述LNG储存系统相连接，所述LNG卸料回气臂用于与所述LNG接收站码头的BOG处理系统相连通；所述LNG加注系统包括LNG加注臂和LNG加注回气臂，所述LNG加注臂的一端与所述LNG储存系统相连接，另一端用于与所述中小型LNG船连接，所述LNG加注回气臂用于与所述中小型LNG船连接；所述BOG低压处理系统用于处理LNG卸料储存和加注工况下产生的BOG；所述LNG气化器系统用于气化LNG产生BOG，提供储存加注平台使用；所述泄放系统用于控制储存加注平台的压力，将超压的BOG放空；所述公用辅助系统包括氮气补气系统和平台动力系统，所述氮气补气系统用于在LNG卸料储存和加注操作完成后用氮气将所述LNG卸料系统和LNG加注系统中残存的LNG吹扫至所述LNG接收站码头或LNG储存系统中；所述平台动力系统用于为储存加注平台提供驱动力。
包括LNG卸料储存加注操作、无卸料气态外输操作、无卸料液态外输操作和零外输操作多种操作模式，其中，LNG卸料储存加注操作是指同时进行LNG卸料储存和中小型LNG船加注的操作；无卸料气态外输操作是指不进行LNG卸料储存、仅进行中小型LNG船气态加注的操作；无卸料液态外输操作是指不进行LNG卸料储存、仅进行中小型LNG船液态加注的操作；零输出操作是指储存加注平台不进行中小型LNG船加注操作的工况，包括两种情况：一种是在储存加注平台建成初期，储存加注平台各设备单体调试或储存加注平台整体调试时存在零外输；另一种为储存加注平台解脱离开所述LNG接收站码头时的短期零外输。
包括多个所述LNG加注系统。
所述LNG气化器系统采用卧式蒸汽直接加热管壳式强制气化器；所述LNG气化器系统的入口还设有进口流量调节阀和旁通管线。
本发明其具有以下优点：1、本发明的一种移动式LNG接收站储存加注平台，实现大型LNG接收站在不增加小船装船码头建设的情况下具备加注不同能力小船的功能。2、本发明的一种移动式LNG接收站储存加注平台，在LNG接收站卸料期间仍可继续进行中小型LNG船的加注，充分提高LNG接收站码头的利用率。3、本发明的一种移动式LNG接收站储存加注平台，减少LNG接收站码头保冷LNG消耗。4、本发明的一种移动式LNG接收站储存加注平台，机动性强，可快速使大型LNG接收站具备中小型LNG船舶加注能力。
附图说明
图1是本发明的使用状态示意图；
图2是本发明浮式单元船体上部的结构示意图；
图3是本发明浮式单元船体内部的结构示意图；
图4是本发明各设备的连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1、图2和图3所示，本发明提供的一种移动式LNG接收站储存加注平台100，其包括浮式单元船体1、设置在浮式单元船体1内部的LNG储存系统2、设置在浮式单元船体1上部的LNG卸料系统3、LNG加注系统4、BOG低压处理系统5、LNG气化器系统6、泄放系统7和公用辅助系统8。
其中，浮式单元船体1的一侧用于系泊在LNG接收站码头200，另一侧设置有可用于系泊中小型LNG船300的泊位。
LNG储存系统2包括LNG储存舱21和LNG低压输送泵(图中未示出)，LNG储存舱21用于接收储存由LNG接收站码头200输送来的LNG，LNG低压输送泵用于泵入或泵出LNG。
LNG卸料系统3包括LNG卸料臂和LNG卸料回气臂，LNG卸料臂位于LNG卸料回气臂的两侧；LNG卸料臂的一端用于与LNG接收站码头200的卸料臂相连接，另一端与LNG储存系统2的LNG储存舱21相连接，用于向LNG储存系统2的LNG储存舱21内卸料，完成LNG储存；LNG卸料回气臂用于与LNG接收站码头200的回气臂相连接，实现LNG卸料过程中发生的体积置换，平衡压差，LNG卸料储存操作中产生的BOG通过LNG卸料回气臂返回到LNG接收站码头200处理。
LNG加注系统4包括LNG加注臂和LNG加注回气臂，LNG加注臂位于LNG加注回气臂的两侧；LNG加注臂的一端与LNG储存系统2的LNG储存舱21相连接，另一端用于与中小型LNG船300连接，通过LNG储存系统2的LNG低压输送泵将LNG储存舱21中的LNG加压泵出，实现对中小型LNG船300的加注操作；LNG加注回气臂用于与中小型LNG船300连接，实现LNG加注过程中发生的体积置换，平衡压差，LNG加注操作中产生的BOG通过LNG加注回气臂返回到LNG储存舱21压缩储存，可以防止LNG储存舱21出现真空。
BOG低压处理系统5包括BOG压缩机(图中未示出)，BOG压缩机能够将BOG增压然后向加注平台提供燃料，用于处理LNG卸料储存和加注操作工况下以及环境热侵入产生的BOG。闪蒸汽，Boil Off Gas，简称BOG，是LNG受外界环境热量入侵气化产生的气体。
LNG气化器系统6具备强制气化功能，用于强制气化LNG产生BOG。当LNG外输量很大时，尤其是LNG加注操作且无BOG返回时，可能造成LNG储存舱21压力过低，LNG储存舱21有出现负压损坏舱结构的风险，此时使用LNG气化器系统6产生BOG进入LNG储存舱21，维持LNG储存舱21正压。如果LNG储存舱21产生的BOG不足以满足锅炉燃烧要求时，需启动LNG气化器系统6，将LNG储存舱21内的LNG气化并加热后用于发电，以满足储存加注平台的动力需求。
泄放系统7用于控制LNG储存舱21的压力，处理超压的BOG；LNG卸料储存和加注操作工况下以及环境热侵入会产生大量的BOG，一般会通过LNG加注回气臂或LNG加注回气臂返回到LNG接收站码头200或LNG储存舱21处理，或者通过BOG低压处理系统5处理，对于仍然无法处理的部分BOG，则通过泄放系统放空。
公用辅助系统8包括氮气补气系统81和平台动力系统82，氮气补气系统81用于提供氮气、仪表空气、工厂风等，在LNG卸料储存和加注操作完成后用氮气将LNG卸料系统3和LNG加注系统4中残存的LNG吹扫至LNG接收站码头200或LNG储存舱21中；平台动力系统82包括锅炉，负责平台驱动，可燃烧BOG低压处理系统5提供的BOG，用于为浮式单元船体1提供推动力，以满足移动式LNG储存加注平台的移动和定位需求。
上述实施例中，本发明的移动式LNG接收站储存加注平台100包括LNG卸料储存加注操作、无卸料气态外输操作、无卸料液态外输操作和零外输操作等多种操作模式。
其中，LNG卸料储存加注操作是指同时进行LNG卸料储存和中小型LNG船加注的操作，在LNG卸料储存加注操作工况下将会产生大量的BOG，LNG卸料回气臂和LNG加注回气臂用于将BOG返回到LNG接收站码头200处理，超出部分BOG通过BOG低压处理系统5处理，对于仍然无法处理的部分BOG则通过泄放系统放空。中小型LNG船加注时，根据LNG储存舱21内的压力，通过对BOG低压压缩机逐级调节来实现流量控制，以保证LNG储存舱21始终处于较低的操作压力范围内。而LNG卸料储存时，BOG的产生量较大，为防止BOG量过大引起的放空浪费，在LNG卸料储存操作时需适当提高储存加注平台100的操作压力。由LNG运输船输送过来的LNG在压力较高的FSRU储舱内呈过冷状态，会减小BOG的产生量。
无卸料气态外输操作是指不进行LNG卸料储存、仅进行中小型LNG船加注的操作，LNG储存舱21内的LNG通过LNG低压输送泵输送、气化、外输。当LNG气化器系统6的出口温度较低时应开启过热蒸汽加热回路；若外输气量很大，造成LNG储存舱21压力过低时，应返回少量BOG以保持LNG储存舱21压力；BOG量不能满足平台动力系统82使用要求时，应引BOG返回锅炉入口，保证能量供应。
无卸料液态外输操作是指不进行LNG卸料储存、仅进行中小型LNG船加注的操作，储存加注平台100的LNG储存舱21内的LNG由LNG低压输送泵加压后直接通过LNG加注臂向中小型LNG船300供应液态LNG。
零输出操作是指储存加注平台100不进行中小型LNG船加注操作的工况，包括两种情况：一种是在储存加注平台100建成初期，储存加注平台100各设备单体调试或储存加注平台整体调试时可能存在零外输；另一种为储存加注平台100解脱离开LNG接收站码头200时的短期零外输，此时一般不安排LNG卸料储存操作；如果零外输发生在LNG卸料储存操作期间，ESD控制系统会自动启动切断卸料。零输出操作时，应通过少量LNG循环各工艺设备与管线，以保持储存加注平台100的冷状态，其间产生的BOG供平台动力系统82发电使用。当储存加注平台100压力过低时，通过LNG气化器系统6强制气化LNG实现压力补充，防止储存加注平台发生负压；由于外部环境热侵入、气压变化等因素可能导致LNG压力超出控制范围，当储存加注平台发生超压时，可以将BOG通过BOG低压处理系统5处理然后提供给平台动力系统82的锅炉燃烧发电，仍然无法处理的部分BOG则通过泄放系统7放空。
上述实施例中，包括多个LNG加注系统4，可以实现同时对多艘中小型LNG船300的加注操作。
上述实施例中，LNG气化器系统6为卧式蒸汽直接加热管壳式强制气化器，可实现LNG强制气化；LNG气化器系统6的入口还设有进口流量调节阀，能自动控制气体通过流量。在强制气化期间，进口流量调节阀和锅炉燃烧过程控制系统集成在一起。LNG气化器系统6设有旁通管线，强制气化时，如果有过量的液体来自上游，进口流量调节阀会自动动作，将过量LNG液体返送回LNG储罐21。
上述实施例中，LNG储存系统2的储存能力满足以下因素：LNG接收站卸船期间船舶加注的最大需求量；可能发生如冬季需求量增加，需要调峰等突发情况下的市场加注保证供应量；加注中小型LNG船的LNG需求量。
LNG接收站码头200存在非卸船及卸船工况，本发明的一种移动式LNG接收站储存加注平台100在使用时，包括以下步骤：
1)当LNG接收站码头200处于非卸船工况时，LNG接收站码头200处于“闲置”状态；将本发明的移动式LNG接收站储存加注平台100通过浮式单元船体1一侧系泊在LNG接收站码头200，浮式单元船体1另一侧的泊位可用于系泊中小型LNG转运船和/或LNG燃料船；此时，本发明的移动式LNG接收站储存加注平台100可进行LNG装载操作、液态外输操作以及中小型转运船装船操作；当进行液态外输操作以及中小型转运船装船操作时，可选从LNG接收站泵出或者从本发明的移动式LNG接收站储存加注平台中泵出。
2)当LNG接收站码头200处于卸船工况时，LNG接收站码头200需要用于远洋LNG运输船的卸料；通过平台动力系统82推动浮式单元船体1，将本发明的移动式LNG接收站储存加注平台100移动离开LNG接收站码头200的系泊区域并系泊在其他区域；浮式单元船体1另一侧的泊位仍然可以用于系泊中小型LNG转运船和/或LNG燃料船；此时，本发明的移动式LNG接收站储存加注平台100可通过自身配置的LNG储存系统2内的LNG实现不间断进行液态外输操作和中小型转运船装船操作。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (1)

1.一种移动式LNG接收站储存加注平台，其特征在于，该储存加注平台包括：
一侧用于系泊在LNG接收站码头、另一侧设置有用于系泊中小型LNG船泊位的浮式单元船体，设置在所述浮式单元船体内部的 LNG储存系统，以及设置在所述浮式单元船体上部的LNG卸料系统、LNG加注系统、BOG低压处理系统、LNG气化器系统、泄放系统和公用辅助系统；
其中，所述LNG储存系统用于接收储存由所述LNG接收站码头输送来的LNG产品；
所述LNG卸料系统包括LNG卸料臂和LNG卸料回气臂，所述LNG卸料臂的一端用于与所述LNG接收站码头的卸料臂相连接，另一端与所述LNG储存系统相连接，所述LNG卸料回气臂用于与所述LNG接收站码头的BOG处理系统相连通；
所述LNG加注系统为多个，所述LNG加注系统包括LNG加注臂和LNG加注回气臂，所述LNG加注臂的一端与所述LNG储存系统相连接，另一端用于与所述中小型LNG船连接，所述LNG加注回气臂用于与所述中小型LNG船连接；
所述BOG低压处理系统用于处理LNG卸料储存和加注工况下产生的BOG；
所述LNG气化器系统用于气化LNG产生BOG，提供储存加注平台使用；
所述泄放系统用于控制储存加注平台的压力，将超压的BOG放空；
所述公用辅助系统包括氮气补气系统和平台动力系统，所述氮气补气系统用于在LNG卸料储存和加注操作完成后用氮气将所述LNG卸料系统和LNG加注系统中残存的LNG吹扫至所述LNG接收站码头或LNG储存系统中；所述平台动力系统用于为储存加注平台提供驱动力；
该储存加注平台包括LNG卸料储存加注操作、无卸料气态外输操作、无卸料液态外输操作和零外输操作多种操作模式；
其中，LNG卸料储存加注操作是指同时进行LNG卸料储存和中小型LNG船加注的操作；无卸料气态外输操作是指不进行LNG卸料储存、仅进行中小型LNG船气态加注的操作；无卸料液态外输操作是指不进行LNG卸料储存、仅进行中小型LNG船液态加注的操作；零输出操作是指储存加注平台不进行中小型LNG船加注操作的工况，包括两种情况：一种是在储存加注平台建成初期，储存加注平台各设备单体调试或储存加注平台整体调试时存在零外输；另一种为储存加注平台解脱离开所述LNG接收站码头时的短期零外输；
所述LNG气化器系统采用卧式蒸汽直接加热管壳式强制气化器；所述LNG气化器系统的入口还设有进口流量调节阀和旁通管线。
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