CN107076358A - 一种bog蓄能压差lng加气站 - Google Patents

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Abstract

一种BOG蓄能压差LNG加气站，具有LNG槽车(1)、增压汽化器(2)、LNG低温储罐(12)、加气设备(14)和LNG加液机(22)，加气设备(14)与LNG加液机(22)之间设有LNG进气管(26)和BOG排气管(27)，LNG加液机(22)通过第一BOG回收管道(28)连接BOG加热器(20)、LNG低温储罐(12)和进气管(23)，BOG加热器(20)连接BOG缓冲罐(19)，BOG缓冲罐(19)连接BOG压缩机(16)，BOG压缩机(16)连接BOG储存罐(15)，BOG储存罐(15)通过第二管道(30)分别连接进气管(23)和第一BOG回收管道(28)，LNG低温储罐(12)通过第二BOG回收管道(29)连接BOG加热器(20)。通过连接管道配合截止阀工作，该加气站无需低温潜液泵以及相配套的保温泵池，节约设备成本。通过BOG压缩机回收储存一定压力的BOG气体，节约加气站的运营成本，同时，可实现低温储罐BOG气体站内再液化功能，最大限度的减少BOG排放，节约能源和减少环境污染。

Description

一种BOG蓄能压差LNG加气站 技术领域
本发明涉及一种LNG加气站的领域，尤其涉及一种BOG蓄能压差LNG加气站。
背景技术
随着新能源汽车、轮船的发展，液化天然气(LNG)汽车、轮船加气站正迅速在国内兴起，LNG作为汽车、轮船燃料相对于其它传统车用燃料具有安全经济、清洁高效环保、储存效率高等明显优势，在响应国家节能减排的号召下，使用LNG作为汽车、轮船替代燃料，不仅能够有效减小环境污染和缓解石油资源紧缺而带来的压力，同时，也是实现经济可持续发展和改善环境的最佳选择。
随着国家对节能减排工作重视程度的加强及改善人类生活环境工作的进程，LNG的广泛运用必将成为将来城市公交、汽车运输、船舶运输的主要替代能源，而与之配套的LNG加气站也必将带来蓬勃地发展。
在现有技术条件下，
1.LNG加气站是将LNG液化工厂生产或进口的液化天然气，采用槽车运输到LNG加气站，通过潜液泵或自增压方式，完成卸车和加气。加气站设备在运行过程中尤其在潜液泵预冷过程(潜液泵必须预冷到-100左右才能工作，在预冷过程中往往要通过多次BOG放空)必然会使一部分LNG汽化成BOG(Boil Off Gas，闪蒸气)气体，再加上车辆和船舶所产生的BOG气体，这些BOG气体虽然可以通过运行设备再液化，但大部分的BOG 气体由于回收利用的成本相对较高，因此而白白排放掉，不仅浪费了能源，而且污染了环境。
2.LNG加气站最关键的核心设备是低温潜液泵，然而此泵的技术含量高，正常运行使用的条件要求比较高，维修难度大，目前98％的低温潜液泵依赖于极少数国家进口，存在潜在的产业风险隐患。
发明内容
本发明提供一种BOG蓄能压差LNG加气站，目的是解决现有技术问题，提供节能、环保，充分利用工艺管线产生的BOG气体的一种蓄能压差LNG加气站。
本发明解决问题采用的技术方案是：
一种BOG蓄能压差LNG加气站，包括LNG槽车、增压汽化器、LNG低温储罐、加气设备和LNG加液机，LNG槽车通过管道分别连接增压汽化器和LNG低温储罐，增压汽化器与LNG槽车之间设有进气管和出液管，LNG低温储罐通过第一管道连接LNG加液机，LNG加液机连接加气设备，其特征在于：所述加气设备与LNG加液机之间设有LNG进气管和BOG排气管，LNG加液机通过第一BOG回收管道连接BOG加热器、LNG低温储罐和进气管，BOG加热器连接BOG缓冲罐，BOG缓冲罐连接BOG压缩机，BOG压缩机连接BOG储存罐，BOG储存罐通过第二管道分别连接进气管和第一BOG回收管道，LNG低温储罐通过第二BOG回收管道连接BOG加热器。
所述进气管和出液管上分别设有截止阀F1和截止阀F2，LNG槽车与LNG低温储罐之间的连接管道上设有截止阀F3、截止阀F4和截止阀F5， 第一管道上设有截止阀F6，第一BOG回收管道上设有截止阀F7和截止阀F8，截止阀F7和截止阀F8与LNG加液机之间设有单向阀，第二BOG回收管道上设有截止阀F11，第一BOG回收管道和第二BOG回收管道联通并通过截止阀F12连接BOG加热器，BOG缓冲罐与BOG压缩机连接的管道上设有截止阀F10，第二管道上设有截止阀F9。
本发明的有益效果：
1.不需要低温潜液泵以及相配套的保温泵池，简化工艺管线，节约设备采购成本。
2.采用BOG压缩机借助回收储存一定压力的BOG气体，电机功率比低温潜液泵的电机功率减少65％，节约加气站的运营成本。
3.可实现低温储罐BOG气体站内再液化功能，最大限度的减少BOG排放，节约能源和减少环境污染。
4.可实现短时停电卸车和加气功能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、LNG槽车；2、增压汽化器；3、截止阀F1；4、截止阀F2；5、截止阀F3；6、截止阀F4；7、截止阀F5；8、截止阀F6；9、截止阀F7；10、截止阀F8；11、截止阀F9；12、LNG低温储罐；13、截止阀F10；14、加气设备；15、BOG储存罐；16、BOG压缩机；17、单向阀；18、截止阀F11；19、BOG缓冲罐；20、BOG加热器；21、截止阀F12；22、LNG加液机；23、进气管；24、出液管；25、第一管道；26、LNG进气管；27、BOG排气管；28、第一BOG回收管道；29、第二BOG回收管道；30、第二管道。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示一种BOG蓄能压差LNG加气站，包括LNG槽车1、增压汽化器2、LNG低温储罐12、加气设备14和LNG加液机22，LNG槽车1通过管道分别连接增压汽化器2和LNG低温储罐12，增压汽化器2与LNG槽车1之间设有进气管23和出液管24，LNG低温储罐12通过管道25连接LNG加液机22，LNG加液机22连接加气设备14，所述加气设备14与LNG加液机22之间设有LNG进气管26和BOG排气管27，LNG加液机22通过第一BOG回收管道28连接BOG加热器20、LNG低温储罐12和进气管23，BOG加热器20连接BOG缓冲罐19，BOG缓冲罐19连接BOG压缩机16，BOG压缩机16连接BOG储存罐15，BOG储存罐15通过第二管道30分别连接进气管23和第一BOG回收管道28，LNG低温储罐12通过第二BOG回收管道29连接BOG加热器20。
所述进气管23和出液管24上分别设有截止阀F1 3和截止阀F2 4，LNG槽车1与LNG低温储罐12之间的连接管道上设有截止阀F3 5、截止阀F4 6和截止阀F5 7，第一管道25上设有截止阀F6 8，第一BOG回收管道28上设有截止阀F7 9和截止阀F8 10，截止阀F7 9和截止阀F8 10与LNG加液机22之间设有单向阀17，第二BOG回收管道29上设有截止阀F11 18，第一BOG回收管道28和第二BOG回收管道29联通并通过截止阀12 21连接BOG加热器20，BOG缓冲罐19与BOG压缩机16连接的管道上设有截止阀F10 13，第二管道30上设有截止阀F9 11。
本发明的工作原理为：主要是利用气体的可压缩性与液体的不可压缩性，将收集储存或液体转换的气体作为能量传递，液态天然气转换成气态时，体积增长600倍(这是LNG的固有性质之一)，在有限的容器容积内，这些气体只能产生压力。通过气体储罐、气体压缩机、阀门、及相应的工艺管线，对气体进行定向压力分配，使容器之间形成定向压力差，再由于液体比重远大于气体的比重，由此，压力高的容器便将输送物(LNG液体)压入压力低的容器内，其工作流程如下：
一、卸车：
自增压卸车：LNG槽车1分别与LNG低温储罐12和增压汽化器2连通后，开启截止阀F1 3、截止阀F2 4、截止阀F3 5、截止阀F4 6和截止阀5 7，这时LNG槽车1中的LNG液体流入增压汽化器2进行汽化，汽化后的气体经过截止阀F1 3的管道进入LNG槽车1内进行增压，当LNG槽车1与LNG低温储罐12中达到一定压差时，LNG槽车1中的LNG液体流入LNG低温储罐12中，实现自增压卸车。卸车完后，恢复各截止阀原态(即关闭状态)。
除现有技术中的自增压卸车外，还可以利用BOG储存罐15中已储存的BOG气体对LNG槽车1进行增压，而无需用LNG液体汽化后增压，当LNG槽车1与LNG低温储罐12、BOG储存罐15相对应的管道连接后，开启截止阀F1 3、截止阀F8 10，待LNG槽车1、LNG低温储罐12平压后关闭截止阀F8 10，开启截止阀F3 5、截止阀F4 6(或截止阀F5 7)和截止阀F9 11，BOG储存罐15中的BOG气体(压力大于LNG槽车1的压力)进入LNG槽车1对其增压，当压力达到设定压力时，LNG槽车1中的LNG 液体从LNG低温储罐12的顶部(或底部)进入罐内，实现卸车，卸车完毕后，各截止阀恢复原态。
二、加液:
1.加气设备14与LNG加液机22之间的LNG进气管26和BOG排气管27接好后，开启截止阀F6 8和截止阀F7 9(或截止阀F8 10)，加气设备14的回气进入LNG低温储罐12的底部(或顶部))，LNG低温储罐12与加气设备14等压，由于LNG低温储罐12内液体的重力势能作用，LNG低温储罐12中的LNG液体经过LNG加液机22进入加气设备14，实现加液。完成加液后各截止阀恢复原态。
2.当LNG低温储罐12内液体的重力势能不能满足加液时，开启截止阀F6 8、截止阀F10 13、截止阀F12 21，这时加气设备14储罐与BOG缓冲罐19平压，由于BOG缓冲罐19的容积大于加气设备14储罐容积的一定倍数，因此加气设备14储罐的压力快速下降至小于LNG低温储罐12中LNG储存的设定工作压力，这时LNG低温储罐12中的LNG液体便经截止阀F6 8、LNG加液机22进入加气设备14储罐内，实现对加气设备14加液，BOG缓冲罐19设定的工作压力范围通过BOG压缩机16进行联动，当BOG缓冲罐19的工作压力达到设定压力上限时，BOG压缩机16便自动启动，将BOG缓冲罐19中的BOG气体压入到比其体积大一定倍数的BOG储存罐15中储存，储存在BOG储存罐15中的BOG气体作为对LNG槽1、LNG低温储罐12的增压气源，即BOG蓄能。当BOG缓冲罐19的工作压力达到设定压力下限时，BOG压缩机16便自动停止。
3.再液化：
当LNG低温储罐12中的压力达到设定压力上限时，开启截止阀F11 18、截止阀F12 21、截止阀F10 13、截止阀F9 11、截止阀F7 9，启动BOG压缩机16，将LNG低温储罐12中的BOG气体压向LNG低温储罐12的底部，通过LNG低温储罐12中LNG液体的冷能，将部分BOG气体进行吸冷液化。

Claims (6)

  1. 一种BOG蓄能压差LNG加气站，包括LNG槽车(1)、增压汽化器(2)、LNG低温储罐(12)、加气设备(14)和LNG加液机(22)，LNG槽车(1)通过管道分别连接增压汽化器(2)和LNG低温储罐(12)，增压汽化器(2)与LNG槽车(1)之间设有进气管(23)和出液管(24)，LNG低温储罐(12)通过第一管道(25)连接LNG加液机(22)，LNG加液机(22)连接加气设备(14)，其特征在于：所述加气设备(14)与LNG加液机(22)之间设有LNG进气管(26)和BOG排气管(27)，LNG加液机(22)通过第一BOG回收管道(28)连接BOG加热器(20)、LNG低温储罐(12)和进气管(23)，BOG加热器(20)连接BOG缓冲罐(19)，BOG缓冲罐(19)连接BOG压缩机(16)，BOG压缩机(16)连接BOG储存罐(15)，BOG储存罐(15)通过第二管道(30)分别连接进气管(23)和第一BOG回收管道(28)，LNG低温储罐(12)通过第二BOG回收管道(29)连接BOG加热器(20)。
  2. 根据权利要求1所述的BOG蓄能压差LNG加气站，其特征在于：所述进气管(23)和出液管(24)上分别设有截止阀F1(3)和截止阀F2(4)，LNG槽车(1)与LNG低温储罐(12)之间的连接管道上设有截止阀F3(5)、截止阀F4(6)和截止阀F5(7)，第一管道(25)上设有截止阀F6(8)，第一BOG回收管道(28)上设有截止阀F7(9)和截止阀F8(10)，截止阀F7(9)和截止阀F8(10)与LNG加液机(22)之间设有单向阀(17)，第二BOG回收管道(29)上设有截止阀F11(18)，第一BOG回收管道(28)和第二BOG回收管道(29)联通并通过截止阀F12 (21)连接BOG加热器(20)，BOG缓冲罐(19)与BOG压缩机(16)连接的管道上设有截止阀F10(13)，第二管道(30)上设有截止阀F9(11)。
  3. 一种使用根据权利要求1或2所述的BOG蓄能压差LNG加汽站进行卸车的方法，其特征在于：连接LNG槽车(1)与LNG低温储罐(12)、BOG储存罐(15)相对应的管道后，开启截止阀F1(3)、截止阀F8(10)，待LNG槽车(1)与LNG低温储罐(12)平压后关闭截止阀F8(10)，开启截止阀F3(5)、截止阀F4(6)和截止阀F9(11)，BOG储存罐(15)中的BOG气体进入LNG槽车(1)对LNG槽车(1)增压，当压力达到设定压力时，LNG槽车(1)中的LNG液体进入LNG低温储罐(12)内。
  4. 一种使用根据权利要求1或2所述的BOG蓄能压差LNG加汽站进行加液的方法，其特征在于：连接加气设备(14)与LNG加液机(22)之间的LNG进气管(26)和BOG排气管(27)后，
    当LNG低温储罐(12)内液体的重力势能满足加液时，开启截止阀F6(8)和截止阀F7(9)，加气设备(14)的回气进入LNG低温储罐(12)内，LNG低温储罐(12)与加气设备(14)等压，LNG低温储罐(12)中的LNG液体经LNG加液机(22)进入加气设备(14)，实现对加气设备(14)加液；
    当LNG低温储罐(12)内液体的重力势能不满足加液时，开启截止阀F6(8)、截止阀F10(13)和截止阀F12(21)，加气设备(14)储罐与BOG缓冲罐(19)平压，使得加气设备(14)储罐的压力下降至小于LNG低温储罐(12)中LNG储存的设定工作压力，LNG低温储罐(12)中的 LNG液体经截止阀F6(8)、LNG加液机(22)进入加气设备(14)储罐内，实现对加气设备(14)加液。
  5. 一种使用根据权利要求1或2所述的BOG蓄能压差LNG加汽站进行再液化的方法，其特征在于，当LNG低温储罐(12)中的压力达到设定压力上限时，开启截止阀F11(18)、截止阀F12(21)、截止阀F10(13)、截止阀F9(11)、截止阀F7(9)，启动BOG压缩机(16)，将LNG低温储罐(12)中的BOG气体压向LNG低温储罐(12)的底部，通过LNG低温储罐(12)中LNG液体的冷能，将部分BOG气体吸冷液化。
  6. 一种使用根据权利要求1或2所述的BOG蓄能压差LNG加汽站进行蓄能的方法，其特征在于，当BOG缓冲罐(19)的工作压力达到设定压力上限时，BOG压缩机(16)自动启动，将BOG缓冲罐(19)中的BOG气体压入到BOG储存罐(15)中储存，储存在BOG储存罐(15)中的BOG气体作为对LNG槽(1)、LNG低温储罐(12)的增压气源。
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