CN112013267A - 一种lng调峰用泵接力方式输出系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LNG调峰用泵接力方式输出系统及方法，包括LNG储罐和气化装置，所述LNG储罐和气化装置之间设置有主管线，还包括低压泵、高压泵和回流装置，所述低压泵设置于LNG储罐内，所述高压泵设置于LNG储罐外；所述主管线的一端与低压泵连接，所述主管线的另一端与气化装置连接，所述高压泵设置于主管线上且位于低压泵与气化装置之间；所述回流装置的一端与主管线连通，所述回流装置的另一端与LNG储罐连接。本发明可实现将LNG储罐内的物料输出至气化装置，可以根据下游需求对LNG流量进行调控使之与用户需求匹配，满足频繁开关机的现场需求，可有效提高调峰站工作效率，节能降耗，减少运行成本。

Description

一种LNG调峰用泵接力方式输出系统及方法
技术领域
本发明属于液化天然气技术领域，具体涉及一种LNG调峰用泵接力方式输出系统及方法。
背景技术
液化天然气(LNG)是我国能源供应中的重要能源之一，作为我国城市燃气的主要气源，天然气的用量越来越大，气荒频发给居民生活和工业带来严重影响。
我国的LNG供应通常是在LNG调峰站进行，根据下游用户需求，将储存在LNG储罐中的物料进行气化后外输给工业、民用用户，同时还需要将一小部分LNG输送至LNG槽车直接液态外运，受下游用户调峰和季节波动的影响，在将LNG储罐中的液化天然气进行气化之前需要对流量进行调控，使之与需求匹配。
目前，实现LNG储罐内的物料输出至气化装置的手段通常为罐内高压方式，即将高压潜液泵安装于LNG储罐内，直接将LNG储罐内储存的LNG增压到所需压力后输入至气化装置，但是其存在以下几个问题：1、高压潜液泵只能实现高压气化功能，无法满足输送至LNG槽车直接液态外运；2、下游用户需求不断变化，LNG调峰站运行情况常处于频繁开停车状态，这需要经常对复温后管道进行预冷，采用由高压潜液泵输出的大流量低温流体会对管线造成较大冷冲击，管道受局部冷应力冲击收缩过大会产生管道事故；3、高压潜液泵功率高，需要在LNG储罐内设置配套高压泵泵井和高压进线电机，配电配套输入和专业技术人员需求高。
当前，通过设置缓冲装置来解决LNG流量匹配很难达到预期目标，作为一种低温流体，LNG在生产运行过程中不可避免会产生一定量的BOG(蒸发气)，其与水相态不同，因而采用水缓冲装置类似的解决思路很难解决问题，同时，随着LNG储罐中BOG含量增加，LNG储罐的温度和压力随着提高，如果不及时对储罐内BOG进行处理，储罐内积聚的BOG很容易造成安全事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种LNG调峰用泵接力方式输出系统及方法。该LNG调峰用泵接力方式输出系统通过设置储罐内低压泵、储罐外高压泵和回流装置，实现将LNG储罐内的物料输出至气化装置，可以根据下游需求对LNG流量进行调控使之与用户需求匹配，满足频繁开关机的现场需求，可有效提高调峰站工作效率，节能降耗，减少运行成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，包括LNG储罐和气化装置，所述LNG储罐和气化装置之间设置有主管线，其特征在于，还包括低压泵、高压泵和回流装置，所述低压泵设置于LNG储罐内，所述高压泵设置于LNG储罐外；
所述主管线的一端与低压泵连通，所述主管线的另一端与气化装置连接，所述高压泵设置于主管线上且位于低压泵与气化装置之间；
所述回流装置的一端与主管线连通，所述回流装置的另一端与LNG储罐连接。
上述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，所述回流装置包括泵后回流装置，所述泵后回流装置包括泵后管线，所述泵后管线的一端连接于主管线上且连接点位于高压泵与气化装置之间，所述泵后管线的另一端连接于LNG储罐上，所述泵后管线上设置有用于控制流量的泵后回流阀门。
上述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，所述回流装置还包括泵前回流装置，所述泵前回流装置包括泵前管线，所述泵前管线的一端连接于主管线上且连接点位于低压泵与高压泵之间，所述泵前管线的另一端连接于LNG储罐上，所述泵前管线上设置有用于控制流量的泵前回流阀门。
上述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，所述主管线上设置有第一阀门和第二阀门，所述第一阀门位于低压泵与回流装置在主管线上的连接点之间，所述第二阀门位于回流装置在主管线上的连接点与气化装置之间。
上述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，还包括设置于低压泵和高压泵之间的射流器，所述射流器包括射流器喷嘴、射流器进气端和射流器扩压管，所述射流器喷嘴与低压泵连通，所述射流器进气端与LNG储罐上部连通，所述射流器扩压管与高压泵连通；所述射流器喷嘴上连接有用于连通低压泵的进液管线。
上述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，所述射流器进气端与LNG储罐之间设置有用于连通射流器进气端与LNG储罐的BOG管路，所述BOG管路上设置有BOG阀门。
上述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，还包括设置于低压泵与射流器之间的换热器，所述换热器包括换热器LNG流体入口、换热器LNG流体出口、换热器BOG流体入口和换热器BOG流体出口，所述换热器LNG流体入口与低压泵连通，所述换热器LNG流体出口与射流器喷嘴连通，所述换热器BOG流体入口与LNG储罐上部连通，所述换热器BOG流体出口与射流器进气端连通。
上述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，还包括设置于LNG储罐内的预冷用低压泵，所述预冷用低压泵与主管线连通，所述主管线上设置有温度传感器和压力传感器。
上述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，还包括高压泵回气管线，所述高压泵回气管线的一端连接于LNG储罐上侧部，所述高压泵回气管线的另一端与高压泵的放空口连通。
此外，本发明还提供一种采用上述的LNG调峰用泵接力方式输出系统进行LNG调峰输出的方法，其特征在于，包括：
低压泵将LNG储罐内的LNG泵送到高压泵，从高压泵的出口流出；
当从高压泵出口流出的LNG流量高于预进入气化装置中LNG流量时，将超出部分通过回流装置回流至LNG储罐。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的LNG调峰用泵接力方式输出系统通过设置储罐内低压泵、储罐外高压泵和回流装置，实现将LNG储罐内的物料输出至气化装置，采用本发明输出系统进行LNG供气能够节约约50％的能耗，可以满足根据下游需求对LNG流量进行调控使之与用户需求匹配的要求，满足频繁开关机的现场需求，可有效提高调峰站工作效率，减少运行成本。
2、针对LNG液位难以控制无法实现流量匹配的技术难题，本发明通过设置低压泵、高压泵和回流装置，低压泵与高压泵直接连接，无缓冲装置，实现LNG液位控制、分流和接力输出，节能降耗，满足管网不同要求，此外，通过回流，还可以实现无需安装搅拌等装置实现储罐内容物混合，解决分层问题。
3、作为优选的，本发明的回流方式为高压泵泵后回流的方式，能够有效实现主管线内液化天然气回流至LNG储罐，实现从高压泵出口流出的液化天然气与预进入气化装置中液化天然气流量匹配。
4、作为优选的，本发明的系统中还包括射流器，射流器吸取LNG储罐中BOG与LNG混合后喷射注入高压泵，依靠射流器本身的结构与内部流体运动，无需其他运动部件，能够进一步降低能耗，有效解决LNG储罐超压问题，可适用频繁开关机的工况对系统造成的压力。
5、作为优选的，本发明的系统中还包括设置于LNG储罐内的预冷用低压泵，用预冷低压泵对管线进行小流量流体预冷，能够避免管线流量过大时，深冷介质对管线的冷冲击。
6、作为优选的，本发明的系统中还包括设置于高压泵与LNG储罐之间的高压泵回气管线，可以及时将由于高压泵加压过程中产生的热量使LNG气化生成的BOG进行释放，避免BOG对高压泵的气蚀。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中接入换热器后的连接关系示意图。
附图标记说明
1—LNG储罐； 2-气化装置； 3-主管线；
3-1-第一阀门； 3-2-第二阀门； 4-低压泵；
5-高压泵； 6-泵后管线； 6-1-泵后回流阀门；
7-泵前管线； 7-1-泵前回流阀门； 8-射流器；
8-1-射流器喷嘴； 8-2-射流器进气端； 8-3-射流器扩压管；
8-4-进液管线； 8-5-BOG阀门； 9-换热器；
9-1-换热器LNG流体入口； 9-2-换热器LNG流体出口； 9-3-换热器BOG流体入口；
9-4-换热器BOG流体出口； 10-预冷用低压泵； 11-第一止回阀；
12-BOG管路； 13-第二止回阀； 14-1-第一温度传感器；
14-2-第二温度传感器； 14-3-第三温度传感器； 15-压力传感器；
16-高压泵回气管线； 16-1-回气阀门； 16-2-压差传感器；
17-第三止回阀； 18-第一控制阀门； 19-第二控制阀门；
20-第三控制阀门； 21-LNG换热管线； 22—BOG换热管线。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，包括LNG储罐1和气化装置2，所述LNG储罐1和气化装置2之间设置有主管线3，还包括低压泵4、高压泵5和回流装置，所述低压泵4设置于LNG储罐1内，所述高压泵5设置于LNG储罐1外；LNG储罐1内设置有与低压泵4配套的低压泵井，低压泵4设置于低压泵井内，低压泵井的上方伸出LNG储罐1，伸出LNG储罐1的部分与主管线3连接，主管线3上靠近伸出LNG储罐1的部分上设置有第一止回阀11，可以有效防止泵出的液体回流；
所述主管线3的一端与低压泵4连通，所述主管线3的另一端与气化装置2连接，所述高压泵5设置于主管线3上且位于低压泵4与气化装置2之间；
所述回流装置的一端与主管线3连通，所述回流装置的另一端与LNG储罐1连接。针对已有技术缓冲装置无法实现LNG流量匹配的技术难题，本发明通过将低压泵、高压泵和回流装置配合使低压泵与高压泵直接连接，无缓冲装置，实现LNG液位控制、分流和接力输出，节能降耗，满足管网不同要求。此外，通过回流，还可以实现无需安装搅拌等装置实现储罐内容物混合，解决分层问题。
上述回流装置用于将主管线3中的LNG回流至LNG储罐，只要能够实现上述功能即可，对具体结构及连接方式不做限制，作为优选的一种实施方式，所述回流装置包括泵后回流装置，所述泵后回流装置包括泵后管线6，所述泵后管线6的一端连接于主管线3上且连接点位于高压泵5与气化装置2之间，所述泵后管线6的另一端连接于LNG储罐1上，所述泵后管线6上设置有用于控制流量的泵后回流阀门6-1。采用高压泵泵后回流的方式，能够有效实现主管线内液化天然气回流至LNG储罐，实现从高压泵出口流出的液化天然气与预进入气化装置2中液化天然气流量匹配。
如图1所示，在一种优选的实施方式中，所述回流装置还包括泵前回流装置，所述泵前回流装置包括泵前管线7，所述泵前管线7的一端连接于主管线3上且连接点位于低压泵4与高压泵5之间，所述泵前管线7的另一端连接于LNG储罐1上，所述泵前管线7上设置有用于控制流量的泵前回流阀门7-1。采用泵后回流和泵前回流结合的方式，能够调控进入高压泵中的液化天然气流量和进入气化装置中的的液化天然气流量，进一步实现主管线内液化天然气回流至LNG储罐，实现流量匹配。
如图1所示，本实施例中所述主管线3上设置有第一阀门3-1和第二阀门3-2，所述第一阀门3-1位于低压泵4与回流装置在主管线3上的连接点之间，所述第二阀门3-2位于回流装置在主管线3上的连接点与气化装置2之间。第一阀门3-1和第二阀门3-2配合对主管线3中流体通断和流量进行控制。
为了解决LNG储罐超压问题和降低能耗，如图1所述，作为优选，本实施还包括设置于低压泵4和高压泵5之间的射流器8，所述射流器8包括射流器喷嘴8-1、射流器进气端8-2和射流器扩压管8-3，所述射流器喷嘴8-1与低压泵4连通，所述射流器进气端8-2与LNG储罐1上部连通，所述射流器扩压管8-3与高压泵5连通；所述射流器喷嘴8-1上连接有用于连通低压泵4的进液管线8-4。所述进液管线8-4远离射流器喷嘴8-1的一端连接于主管线3上，所述进液管线8-4上设置有第一控制阀门18。射流器利用射流负压原理吸取LNG储罐中BOG，与LNG混合再冷凝后注入高压泵，依靠射流器本身的结构与内部流体运动，无需其他运动部件，能够进一步降低能耗，有效解决LNG储罐超压问题，可适用频繁开关机的工况对系统造成的压力。
本实施例中，所述射流器进气端8-2与LNG储罐1之间设置有用于连通射流器进气端8-2与LNG储罐1的BOG管路12，所述BOG管路12上设置有BOG阀门8-5。BOG阀门8-5可以调节进入射流器8中BOG的流量。
为了进一步解决LNG储罐超压问题和降低能耗，在设置有射流器的基础上同时设置有换热器，如图2所示，还包括设置于低压泵4与射流器8之间的换热器9，所述换热器9包括换热器LNG流体入口9-1、换热器LNG流体出口9-2、换热器BOG流体入口9-3和换热器BOG流体出口9-4，所述换热器LNG流体入口9-1与低压泵4连通，所述换热器LNG流体出口9-2与射流器喷嘴8-1连通，所述换热器BOG流体入口9-3与LNG储罐1上部连通，所述换热器BOG流体出口9-4与射流器进气端8-2连通。在同时设置有射流器和换热器的系统中，各结构之间的连接可以采用本领域常用连接方式，只要能实现上述功能即可。作为一种可行的实施方式，同时设置有射流器和换热器的系统还包括LNG换热管线21以及设置于所述LNG换热管线21上的第二控制阀门19和BOG换热管线22以及设置于所述BOG换热管线22上的第三控制阀门20；
所述LNG换热管线21一端与换热器LNG流体入口9-1连接，LNG换热管线21远离换热器LNG流体入口9-1的一端连接于主管线3上，LNG换热管线21用于传输LNG储罐1的LNG，LNG换热管线21在主管线3的连接点位于进液管线8-4在主管线3上的连接点与低压泵4之间；
所述BOG换热管线22一端与换热器BOG流体入口9-3连接，BOG换热管线22远离换热器BOG流体入口9-3的一端与BOG管路12连接，BOG换热管线22用于传输LNG储罐1内BOG，BOG换热管线22在BOG管路12上的连接点位于LNG储罐1与BOG阀门8-5之间；
通过配合使用第一控制阀门18(设置于进液管线8-4上)、第二控制阀门19、第三控制阀门20和BOG阀门8-5(设置于BOG管路12上)，实现对单独使用射流器8或同时使用射流器8和换热器9的切换，具体为，当需要单独使用射流器8时，打开第一控制阀门18和BOG阀门8-5且关闭第二控制阀门19和第三控制阀门20，当需要同时使用射流器8和换热器9时，关闭第一控制阀门18和BOG阀门8-5且打开第二控制阀门19和第三控制阀门20；通过将换热后BOG吸取进入射流器与换热后LNG混合，可进一步在降耗的基础上解决LNG储罐超压问题。
为了进一步避免深冷介质LNG对管线冷冲击，优选的，如图1所示，本实施例中还包括设置于LNG储罐1内的预冷用低压泵10，所述预冷用低压泵10与主管线3连通，所述主管线3上设置有温度传感器和压力传感器。预冷用低压泵10与主管线3连通，通过预冷用低压泵10将LNG储罐1中LNG泵入主管线3后经过泵后管线6、泵前管线7和/或高压泵回气管线16回流至LNG储罐，实现对管线的预冷；在启动调峰之前采用预冷用低压泵10对管线进行预冷并通过管线上的温度传感器和压力传感器进行检测，能够避免管线流量过大时，深冷介质LNG对管线的冷冲击。预冷用低压泵10出口与主管线3连接的管路上设置有第二止回阀13，可以进一步防止流体回流。
预冷用低压泵10、温度传感器和压力传感器的安装连接方式可以采用本领域常用连接方式，只要能实现上述功能即可，作为一种可行的实施方式，在同时设置泵前回流和泵后回流的系统中，主管线3上设置有第一温度传感器14-1、第二温度传感器14-2和压力传感器15，所述第一温度传感器14-1和压力传感器15设置于主管线3上且位于低压泵4和泵前管线7在主管线3上的连接点之间，第二温度传感器14-2设置于主管线3上且位于高压泵5和泵后管线6在主管线3上的连接点之间；作为优选，在高压泵5和泵后管线6在主管线3上的连接点之间设置有第三止回阀17，用于阻止LNG回流。
为了进一步防止BOG对高压泵的气蚀，如图1所示，作为优选，本实施例中还包括高压泵回气管线16，所述高压泵回气管线16的一端连接于LNG储罐1上侧部，所述高压泵回气管线16的另一端与高压泵5的放空口连通。所述高压泵回气管线16上设置有回气阀门16-1；高压泵回气管线16上设置有用于检测内部流体温度的第三温度传感器14-3，所述高压泵5上设置有用于检测压差的压差传感器16-2。通过在高压泵与LNG储罐之间设置高压泵回气管线，可以进一步及时将由于LNG的低温特性在高压泵进行加压过程中产生的热量使部分LNG气化成的BOG进行释放，避免BOG对高压泵的气蚀。
实施例2
本实施例的一种采用实施例1所述的LNG调峰用泵接力方式输出系统进行LNG调峰输出的方法，包括以下步骤：
步骤一、对低压泵管线、高压泵5及所在管线、射流器8及所在管线进行预冷，对低压泵管线预冷过程包括：开启第一阀门3-1和泵前回流阀门7-1，LNG经预冷用低压泵10以小流量(15m3/h～30m3/h)泵入主管线3，经泵前管线7回到LNG储罐1，通过第一温度传感器14-1和第一压力传感器15观察管线内温度和压力，当第一温度传感器14-1显示温度低于-120℃时，完成对低压泵管线的预冷，关闭第一阀门3-1和泵前回流阀门7-1；
对高压泵5及所在管线以及射流器8及所在管线的预冷过程包括包含换热器9及所在管线的预冷以及不含换热器9及所在管线的预冷；
当不含换热器9时，预冷过程包括：打开第一阀门3-1、第一控制阀门18、泵后回流阀门6-1和回气阀门16-1，LNG经预冷用低压泵10以小流量(15m3/h～30m3/h)泵入主管线3，形成分支，一支从射流器喷嘴8-1流入射流器8后从射流器扩压管8-3流出进入主管线3后流入高压泵5，另一支直接流入高压泵5，从高压泵5流出的流体分成两支，一支经高压泵回气管线16流回LNG储罐1，另一支经泵后管线6流回LNG储罐1，通过第二温度传感器14-2、第三温度传感器14-3和压差传感器16-2观察管线内温度和压力，当显示温度低于-120℃时，完成对高压泵5及所在管线以及射流器8及所在管线预冷；
当含换热器9时，预冷过程包括：打开第一阀门3-1、第一控制阀门18、泵后回流阀门6-1、回气阀门16-1和第二控制阀门19，LNG经预冷用低压泵10以小流量(15m3/h～30m3/h)泵入主管线3，形成三个分支，一支进入换热器9并从换热器LNG流体出口9-2流出进入射流器8后进入高压泵5，第二支从射流器喷嘴8-1流入射流器8后从射流器扩压管8-3流出进入主管线3后进入高压泵5，第三支直接进入高压泵5，从高压泵5流出的流体分成两支，一支经高压泵回气管线16流回LNG储罐1，另一支经泵后管线6流回LNG储罐1，通过第二温度传感器14-2、第三温度传感器14-3和压差传感器16-2观察管线内温度和压力，当显示温度低于-120℃时，完成对高压泵5及所在管线以及射流器8及所在管线预冷；
完成预冷后，关闭所有阀门；
步骤二、完成预冷后，进行流量匹配和LNG输出，所述流量匹配和LNG输出的过程包括含换热器9的流量匹配和LNG输出和不含换热器9的流量匹配和LNG输出；
当不含换热器9时(即采用如图1的系统)，开启第一阀门3-1、第二阀门3-2、第一控制阀门18和BOG阀门8-5，低压泵4将LNG储罐1内的LNG分别泵送到射流器8和高压泵5，通过射流器喷嘴8-1进入射流器8内的LNG和通过射流器进气端8-2吸取进入射流器8内的BOG混合后从射流器扩压管8-3喷出进入高压泵5，通过主管线3直接进入高压泵5的LNG和从射流器8喷出进入高压泵5的LNG从高压泵5的出口流出；
在含有换热器9的系统中(即采用如图2的系统)，当单独使用射流器8时，通过打开第一控制阀门18和BOG阀门8-5且关闭第二控制阀门19和第三控制阀门20，实现单独使用射流器8，其余操作与不含换热器9的操作相同；
在含有换热器9的系统中(即采用如图2的系统)，当同时使用换热器9和射流器8时，开启第一阀门3-1、第二阀门3-2、第二控制阀门19和第三控制阀门20，关闭第一控制阀门18和BOG阀门8-5，低压泵4将LNG储罐1内的LNG分别泵送到换热器9和高压泵5，LNG储罐1内BOG经BOG换热管线22经换热器BOG流体入口9-3进入换热器9，经换热器9换热后的BOG从换热器BOG流体出口9-4被吸入射流器8，经换热器9换热后的LNG从换热器LNG流体出口9-2流入射流器喷嘴8-1，进入射流器中的BOG和LNG经过混合实现再冷凝后从射流器扩压管8-3喷出进入高压泵5，通过主管线3直接进入高压泵5的LNG和从射流器8喷出进入高压泵5的LNG从高压泵5的出口流出；
依据供气现场要求预设预进入气化装置2中LNG流量，比较从高压泵5出口流出的LNG流量和预进入气化装置2中LNG流量；
当从高压泵5出口流出的LNG流量等于预进入气化装置2中LNG流量时，直接进入气化装置2；
当从高压泵5出口流出的LNG流量高于预进入气化装置2中LNG流量时，当只采用泵后回流时，打开并调节泵后回流阀门6-1控制多余LNG通过泵后管线6回流到LNG储罐1对主管线3中LNG进行部分回流；
当同时采用泵后回流和泵前回流时，打开并调节泵后回流阀门6-1和泵前回流阀门7-1，从高压泵5流出的多余LNG通过泵后管线6回流到LNG储罐1，流入高压泵5的LNG经泵前管线7回流到LNG储罐1对主管线3中LNG进行部分回流，经部分回流后的主管线3中LNG流量满足预进入气化装置2中液化天然气流量。
运行数据测算：
根据能量守恒定律，利用以下公式对本发明的能耗进行测算。
Figure BDA0002628342600000121
Q1＝r×m1
Q2＝C1×m1×(t1-t2)
Q3＝C2×m2×(t3-t2)
q-----------BOG流量,m3/h；
A-----------射流器喷嘴内截面面积与射流器扩压管管口截面面积之差,m
Δp---------射流器喷嘴处压力与射流器扩压管管口处压力差,Pa；
μ----------流量系数；
ρ-----------BOG密度,N/m3；
Q1---------BOG(气相)发生相变时放出热量,J
Q2---------BOG(气相)温度降低放出热量,J
Q3--------LNG(液相)温度升高吸收热量,J
r--------------BOG潜热,kJ/kg
C1-------------BOG比热容,kJ/(kg·℃)
C2-------------LNG比热容,kJ/(kg·℃)；
t1-------------BOG放出热量前温度,℃
t2-------------BOG放出热量后温度，即LNG吸收热量后温度,℃
t3-------------LNG吸收热量前温度,℃
m1------------参与热量交换的BOG质量,kg
m2------------参与热量交换的LNG质量,kg
其中，q为BOG的流量，根据BOG的流量和密度，可以计算出在单位时间内BOG的质量，即单位时间内的m1，根据能量守恒(Q1+Q2＝Q3)，计算得出BOG冷凝、降温所需的LNG的质量，即单位时间内的m2。
采用本发明输出系统进行LNG供气，每向气化装置供1立方米液化天然气能够节约约50％的电能消耗。本发明的输出系统利用LNG吸收BOG，避免LNG直接气化其冷量被浪费，以及由此产生的BOG排放到外界对环境造成影响。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，包括LNG储罐(1)和气化装置(2)，所述LNG储罐(1)和气化装置(2)之间设置有主管线(3)，其特征在于，还包括低压泵(4)、高压泵(5)和回流装置，所述低压泵(4)设置于LNG储罐(1)内，所述高压泵(5)设置于LNG储罐(1)外；
所述主管线(3)的一端与低压泵(4)连通，所述主管线(3)的另一端与气化装置(2)连接，所述高压泵(5)设置于主管线(3)上且位于低压泵(4)与气化装置(2)之间；
所述回流装置的一端与主管线(3)连通，所述回流装置的另一端与LNG储罐(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，所述回流装置包括泵后回流装置，所述泵后回流装置包括泵后管线(6)，所述泵后管线(6)的一端连接于主管线(3)上且连接点位于高压泵(5)与气化装置(2)之间，所述泵后管线(6)的另一端连接于LNG储罐(1)上，所述泵后管线(6)上设置有用于控制流量的泵后回流阀门(6-1)。
3.根据权利要求2所述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，所述回流装置还包括泵前回流装置，所述泵前回流装置包括泵前管线(7)，所述泵前管线(7)的一端连接于主管线(3)上且连接点位于低压泵(4)与高压泵(5)之间，所述泵前管线(7)的另一端连接于LNG储罐(1)上，所述泵前管线(7)上设置有用于控制流量的泵前回流阀门(7-1)。
4.根据权利要求1所述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，所述主管线(3)上设置有第一阀门(3-1)和第二阀门(3-2)，所述第一阀门(3-1)位于低压泵(4)与回流装置在主管线(3)上的连接点之间，所述第二阀门(3-2)位于回流装置在主管线(3)上的连接点与气化装置(2)之间。
5.根据权利要求1～4任一权利要求书所述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，还包括设置于低压泵(4)和高压泵(5)之间的射流器(8)，所述射流器(8)包括射流器喷嘴(8-1)、射流器进气端(8-2)和射流器扩压管(8-3)，所述射流器喷嘴(8-1)与低压泵(4)连通，所述射流器进气端(8-2)与LNG储罐(1)上部连通，所述射流器扩压管(8-3)与高压泵(5)连通；所述射流器喷嘴(8-1)上连接有用于连通低压泵(4)的进液管线(8-4)。
6.根据权利要求5所述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，所述射流器进气端(8-2)与LNG储罐(1)之间设置有用于连通射流器进气端(8-2)与LNG储罐(1)的BOG管路(12)，所述BOG管路(12)上设置有BOG阀门(8-5)。
7.根据权利要求5所述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，还包括设置于低压泵(4)与射流器(8)之间的换热器(9)，所述换热器(9)包括换热器LNG流体入口(9-1)、换热器LNG流体出口(9-2)、换热器BOG流体入口(9-3)和换热器BOG流体出口(9-4)，所述换热器LNG流体入口(9-1)与低压泵(4)连通，所述换热器LNG流体出口(9-2)与射流器喷嘴(8-1)连通，所述换热器BOG流体入口(9-3)与LNG储罐(1)上部连通，所述换热器BOG流体出口(9-4)与射流器进气端(8-2)连通。
8.根据权利要求1任一权利要求所述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，还包括设置于LNG储罐(1)内的预冷用低压泵(10)，所述预冷用低压泵(10)与主管线(3)连通，所述主管线(3)上设置有温度传感器和压力传感器。
9.根据权利要求1所述的一种LNG调峰用泵接力方式输出系统，其特征在于，还包括高压泵回气管线(16)，所述高压泵回气管线(16)的一端连接于LNG储罐(1)上侧部，所述高压泵回气管线(16)的另一端与高压泵(5)的放空口连通。
10.一种采用如权利要求1所述的LNG调峰用泵接力方式输出系统进行LNG调峰输出的方法，其特征在于，包括：
低压泵(4)将LNG储罐(1)内的LNG泵送到高压泵(5)，从高压泵(5)的出口流出；
当从高压泵(5)出口流出的LNG流量高于预进入气化装置(2)中LNG流量时，将超出部分通过回流装置回流至LNG储罐(1)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112963730A (zh) * 2021-03-25 2021-06-15 厚普清洁能源股份有限公司 一种lng多潜液泵船用加注橇稳压恒流控制系统及方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08159396A (ja) * 1994-12-09 1996-06-21 Tokyo Gas Co Ltd 液化ガス貯蔵タンク内に発生するｂｏｇの抑制方法及びこの装置
CN103189618A (zh) * 2010-10-01 2013-07-03 西港能源有限公司 具有以液态形式储存的气体燃料的双引擎系统
CN104806879A (zh) * 2015-04-22 2015-07-29 四川金科深冷设备工程有限公司 Lng加气站bog回收系统
CN206072752U (zh) * 2016-09-28 2017-04-05 中国石油大学(华东) 一种简单节能的液氧蒸发装置
CN106573670A (zh) * 2014-07-31 2017-04-19 大宇造船海洋株式会社 燃料供应系统和方法
CN107407229A (zh) * 2015-01-30 2017-11-28 大宇造船海洋株式会社 用于船舶发动机的燃料供应系统及方法
CN207316468U (zh) * 2017-10-25 2018-05-04 湖北迪峰船舶技术有限公司 一种用于船舶的lng燃料高压供气系统
CN207945491U (zh) * 2018-07-12 2018-10-09 成都深冷科技有限公司 一种常压储罐进液管线系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08159396A (ja) * 1994-12-09 1996-06-21 Tokyo Gas Co Ltd 液化ガス貯蔵タンク内に発生するｂｏｇの抑制方法及びこの装置
CN103189618A (zh) * 2010-10-01 2013-07-03 西港能源有限公司 具有以液态形式储存的气体燃料的双引擎系统
CN106573670A (zh) * 2014-07-31 2017-04-19 大宇造船海洋株式会社 燃料供应系统和方法
CN107407229A (zh) * 2015-01-30 2017-11-28 大宇造船海洋株式会社 用于船舶发动机的燃料供应系统及方法
CN104806879A (zh) * 2015-04-22 2015-07-29 四川金科深冷设备工程有限公司 Lng加气站bog回收系统
CN206072752U (zh) * 2016-09-28 2017-04-05 中国石油大学(华东) 一种简单节能的液氧蒸发装置
CN207316468U (zh) * 2017-10-25 2018-05-04 湖北迪峰船舶技术有限公司 一种用于船舶的lng燃料高压供气系统
CN207945491U (zh) * 2018-07-12 2018-10-09 成都深冷科技有限公司 一种常压储罐进液管线系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112963730A (zh) * 2021-03-25 2021-06-15 厚普清洁能源股份有限公司 一种lng多潜液泵船用加注橇稳压恒流控制系统及方法

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