CN112963732A - 一种lng接收站bog综合利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LNG接收站BOG综合利用系统，包括：LNG运输船、LNG储罐、潜液泵、高压泵、汽化器、调压器A、计量装置A、缓冲罐、BOG压缩机、再冷凝器、海水泵、换热器A、换热器B、发电装置、溴化锂机组、余热锅炉、火炬和多个阀门。本发明的有益效果是：设有燃气内燃机用于燃烧BOG发电，将原本被燃烧排放的BOG重新利用，实现了节能减排的技术效果；设有换热管路，通过海水为空调提供免费冷源；满足汽化工艺的同时，通过冷能回收，实现能量的梯级利用、节能减排；既能满足LNG接收站不同的用能需求，又能变废为宝，减少能量损失和浪费，提高能源利用率，实现能量的梯级利用，并具有良好的经济价值。

Description

一种LNG接收站BOG综合利用系统
技术领域
本发明属于液化天然气中蒸发气体的利用技术领域，尤其涉及一种LNG(液化天然气)接收站BOG(蒸发气体)综合利用系统。
背景技术
目前，国内大型LNG接收站的操作工况主要有两种，一是卸船操作工况，一是外输操作工况。在卸船操作工况下，卸料进入LNG(液化天然气)储罐时，会发生闪蒸生成一定量的BOG(蒸发气体)，使得LNG储罐压力升高，部分BOG会通过气相返回管道返回到LNG船上，闪蒸生成量和返回到船上的量相互抵消后，系统BOG总量可能增加也可能减少，关键取决于卸料速度，卸料管道尺寸以及卸料压力等多个因素的综合作用。在外输操作工况下，由于高压泵的部分泵功转化成热量被LNG吸收，因此也会有一定量的BOG生成。
常规的低温压缩机BOG处理工艺如图1所示。BOG先经过一个缓冲罐，然后进入低温BOG压缩机加压，接着进入再冷凝器，被内置在LNG储罐内的潜液泵加压后过冷态的LNG冷凝，然后进入高压泵加压后，再进入汽化器，气化后经调压、计量外输至燃气管网。再冷凝器旁路上设有压力控制阀以维持恒压，压力过高时可释放BOG到BOG总管。冷凝工艺处理不完的BOG可以再送去火炬燃烧排放。
综上，常规的BOG处理工艺存在资源浪费、BOG燃烧产生的CO2对环境产生不利影响等问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种LNG接收站BOG综合利用系统。
这种LNG接收站BOG综合利用系统，包括：LNG运输船、LNG储罐、潜液泵、高压泵、汽化器、调压器A、计量装置A、缓冲罐、BOG压缩机、再冷凝器、海水泵、换热器A、换热器B、发电装置、溴化锂机组、余热锅炉、火炬和多个阀门；
LNG运输船的出口管道连接LNG储罐入口，LNG储罐出口连接缓冲罐入口，缓冲罐出口连接BOG压缩机入口，BOG压缩机出口连接再冷凝器入口；LNG储罐内置有潜液泵，潜液泵的出口气道连接再冷凝器入口；再冷凝器出口连接高压泵入口，高压泵出口连接汽化器入口，汽化器出口连接调压器A入口，调压器A出口连接计量装置A入口，计量装置A出口连接燃气管网；
还设有再冷凝器旁路，再冷凝器旁路连接再冷凝器出口；再冷凝器旁路上的换热器B入口连接再冷凝器出口，换热器B出口连接调压器B入口，调压器B出口连接计量装置B入口，计量装置B出口连接发电装置燃气入口；发电装置的烟气出口气道连接溴化锂机组的入口气道，发电装置的缸套水出水口连接缸套水换热器进口，缸套水换热器出口连接溴化锂机组的进水口；发电装置的另一个出口气道连接余热锅炉的进口气道；溴化锂机组的烟气出口连接排烟管道，溴化锂机组出水口连接空调或采暖系统；
再冷凝器和潜液泵的出口管道均接入高压泵入口，高压泵出口连接汽化器入口，汽化器出口连接至燃气管网，汽化器和燃气管网的连接管道上还设有调压器A和计量装置A；海水泵入口端接入海水，海水泵出口端连接汽化器入口，汽化器出口还连接换热器A一端，换热器A另一端与空调通过双向管道连接；换热器A的出口管道接入海水。
作为优选，发电装置为内燃机或燃气轮机。
作为优选，再冷凝器的出口气道分四路分别连接火炬、LNG运输船、缓冲罐和LNG储罐。
作为优选，LNG运输船的出口管道上设有阀门A，阀门A后的管道分为两个支路分别连接LNG储罐，两个支路上分别设有阀门B和阀门C。
作为优选，火炬与再冷凝器的连接气道上设有阀门E和阀门F。
作为优选，换热器B和再冷凝器之间的连接管道上设有阀门G。
作为优选，发电装置的烟气出口气道内烟气温度为450℃；缸套水换热器的出水温度为92℃，缸套水换热器的回水温度为84℃。
这种LNG接收站BOG综合利用系统的工作方法，具体包括如下步骤：
步骤1、LNG储罐内的BOG先经过缓冲罐，然后进入BOG压缩机加压，接着进入再冷凝器；LNG被内置在LNG储罐内的潜液泵加压后，进入再冷凝器，在再冷凝器内过冷态的LNG将BOG冷凝为LNG，然后进入高压泵加压后，再进入汽化器；LNG气化后经调压器A调压、由计量装置A计量后外输至燃气管网；
步骤2、回收LNG经过海水汽化器时释放的冷量，由海水泵将海水引入海水汽化器，在海水汽化器中海水与LNG进行换热；LNG吸收海水中的热量汽化为气态天然气，海水吸收LNG的冷量后进入换热器A与空调冷水系统进行换热，为空调提供冷源；
步骤3、将步骤1和步骤2未处理完的BOG经过换热器B加热，再由调压器B调压维持再冷凝器旁路恒压，然后经过计量装置B计量后进入发电装置发电；当再冷凝器旁路压力过高时释放BOG到BOG总管；发电装置的一路出口烟气和缸套水进入溴化锂机组进行吸收式制冷或换热供暖，发电装置的另一路出口烟气进入余热锅炉制生活热水；
步骤4、将步骤1至步骤3处理剩下的BOG再送至火炬燃烧后进行排放。
本发明的有益效果是：
本发明中BOG进入燃气内燃机燃烧发电，产生的电力供LNG接收站使用。燃烧的烟气和缸套水进入溴化锂机组，夏季制冷、冬季制热供LNG接收站空调采暖使用；部分烟气进入余热锅炉制备生活热水；通过以上工艺，将原本被燃烧排放的BOG重新利用，实现了节能减排的技术效果。
本发明将海水与LNG进行换热，LNG吸收海水中的热量汽化为气态天然气，海水吸收LNG的冷量后进入换热器与空调冷水系统换热，为空调提供免费冷源；满足汽化工艺的同时，通过冷能回收，实现能量的梯级利用、节能减排。
本发明采用的系统利用再冷凝工艺处理不完的BOG进行发电、制冷和采暖，既能满足LNG接收站不同的用能需求，又能变废为宝，减少能量损失和浪费，提高能源利用率，实现能量的梯级利用，并具有良好的经济价值。
附图说明
图1为常规低温压缩机BOG处理工艺流程图；
图2为BOG综合利用系统工艺流程图；
图3为ORV汽化器(海水开架式汽化器)的工作原理示意图。
附图标记说明：LNG运输船1、LNG储罐2、潜液泵3、高压泵4、汽化器5、调压器A6、计量装置A7、缓冲罐8、BOG压缩机9、再冷凝器10、海水泵11、换热器A12、换热器B13、调压器B14、计量装置B15、发电装置16、溴化锂机组17、余热锅炉18、火炬19、阀门A20、阀门B21、阀门C22、阀门E23、阀门F24、阀门G25、阀门H26、阀门I27、阀门J28、阀门K29、阀门L30、海水收集池31、底部联管32、换热管束33、水槽34、顶部联管35、缸套水换热器36。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例1：
1.一种LNG接收站BOG综合利用系统，包括：：LNG运输船1、LNG储罐2、潜液泵3、高压泵4、汽化器5、调压器A6、计量装置A7、缓冲罐8、BOG压缩机9、再冷凝器10、海水泵11、换热器A12、换热器B13、发电装置16、溴化锂机组17、余热锅炉18、火炬19和多个阀门；
LNG运输船1的出口管道连接LNG储罐2入口，LNG储罐2出口连接缓冲罐8入口，缓冲罐8出口连接BOG压缩机9入口，BOG压缩机9出口连接再冷凝器10入口；LNG储罐2内置有潜液泵3，潜液泵3的出口气道连接再冷凝器10入口；再冷凝器10出口连接高压泵4入口，高压泵4出口连接汽化器5入口，汽化器5出口连接调压器A6入口，调压器A6出口连接计量装置A7入口，计量装置A7出口连接燃气管网；
还设有再冷凝器旁路，再冷凝器旁路连接再冷凝器10出口；再冷凝器旁路上的换热器B13入口连接再冷凝器10出口，换热器B13出口连接调压器B14入口，调压器B14出口连接计量装置B15入口，计量装置B15出口连接发电装置16燃气入口；发电装置16的烟气出口气道连接溴化锂机组17的入口气道，发电装置16的缸套水出水口连接缸套水换热器36进口，缸套水换热器36出口连接溴化锂机组17的进水口，溴化锂机组17内的水温由82℃升到90℃；发电装置16的另一个出口气道连接余热锅炉18的进口气道；溴化锂机组17的烟气出口连接排烟管道，溴化锂机组17出水口连接空调或采暖系统；
再冷凝器10和潜液泵3的出口管道均接入高压泵4入口，高压泵4出口连接汽化器5入口，汽化器5出口连接至燃气管网，汽化器5和燃气管网的连接管道上还设有调压器A6和计量装置A7；海水泵11入口端接入海水，海水泵11出口端连接汽化器5入口，汽化器5出口还连接换热器A12一端，换热器A12另一端与空调通过双向管道连接；换热器A12的出口管道接入海水。
实施例2：
如图2所示，一种LNG接收站BOG综合利用系统的工作方法，具体为：
LNG卸船操作工况下，卸料从LNG运输船1进入LNG储罐2时，发生闪蒸生成一定量的BOG，使得LNG储罐2压力升高，部分BOG会通过气相返回管道返回到LNG船上，部分-150℃，115kPa的BOG进入缓冲罐8，经BOG压缩机9加压至1800kPa后进入再冷凝器10。-161.00℃、115kPa的LNG经潜液泵3加压至550kPa进入再冷凝器10，过冷态的LNG将BOG冷凝液化，液化后的LNG与潜液泵3流出的LNG混合经高压泵4加压至6500kPa、温度升高至-135℃左右后进入ORV汽化器5，LNG在与海水换热后汽化为气态天然气，经调压器A6和计量装置A7后进入城市燃气管网。
再冷凝工艺处理不完的BOG经换热器A13、调压器B14和计量装置A7加热调压计量后，进入燃气内燃机燃烧发电，烟气和缸套水进入溴化锂机组17，夏季制冷、冬季制热，另一路烟气进入余热锅炉18制生活热水。
如图3所示，LNG经过ORV汽化器5时释放的冷量。LNG经高压泵4加压至6500kPa、温度为-135℃左右后进入ORV汽化器5，海水泵11将海水引入ORV汽化器5，海水自汽化器顶部的溢流装置依靠重力自上而下均匀覆盖在汽化器管束的表面上与LNG换热，LNG吸收海水中的热量汽化为气态天然气，海水吸收LNG的冷量后进入换热器A12与空调冷水系统换热，为空调提供冷源。海水入口管道上设置温度计和流量计，海水管道出口设置温度计，海水进出口管道的温差不应大于5℃。
本实施例中，利用再冷凝工艺处理不完的BOG，进入燃气内燃机燃烧发电，产生的电力供LNG接收站使用。燃烧的烟气和缸套水进入溴化锂机组，夏季制冷、冬季制热供LNG接收站空调采暖使用。部分烟气进入余热锅炉制备生活热水。通过以上工艺，将原本被燃烧排放的BOG重新利用，实现了节能减排的技术效果。
本实施例中，回收LNG经过ORV汽化器时释放的冷量，不仅为空调系统提供免费冷源，还能在海水进出口管道的温差不应大于5℃的情况下，扩大ORV汽化器的换热温差，缩小设备尺寸，节省建设成本。

Claims (8)

1.一种LNG接收站BOG综合利用系统，其特征在于，包括：LNG运输船(1)、LNG储罐(2)、潜液泵(3)、高压泵(4)、汽化器(5)、调压器A(6)、计量装置A(7)、缓冲罐(8)、BOG压缩机(9)、再冷凝器(10)、海水泵(11)、换热器A(12)、换热器B(13)、发电装置(16)、溴化锂机组(17)、余热锅炉(18)、火炬(19)和多个阀门；
LNG运输船(1)的出口管道连接LNG储罐(2)入口，LNG储罐(2)出口连接缓冲罐(8)入口，缓冲罐(8)出口连接BOG压缩机(9)入口，BOG压缩机(9)出口连接再冷凝器(10)入口；LNG储罐(2)内置有潜液泵(3)，潜液泵(3)的出口气道连接再冷凝器(10)入口；再冷凝器(10)出口连接高压泵(4)入口，高压泵(4)出口连接汽化器(5)入口，汽化器(5)出口连接调压器A(6)入口，调压器A(6)出口连接计量装置A(7)入口，计量装置A(7)出口连接燃气管网；
还设有再冷凝器旁路，再冷凝器旁路连接再冷凝器(10)出口；再冷凝器旁路上的换热器B(13)入口连接再冷凝器(10)出口，换热器B(13)出口连接调压器B(14)入口，调压器B(14)出口连接计量装置B(15)入口，计量装置B(15)出口连接发电装置(16)燃气入口；发电装置(16)的烟气出口气道连接溴化锂机组(17)的入口气道，发电装置(16)的缸套水出水口连接缸套水换热器(36)进口，缸套水换热器(36)出口连接溴化锂机组(17)的进水口；发电装置(16)的另一个出口气道连接余热锅炉(18)的进口气道；溴化锂机组(17)的烟气出口连接排烟管道，溴化锂机组(17)出水口连接空调或采暖系统；
再冷凝器(10)和潜液泵(3)的出口管道均接入高压泵(4)入口，高压泵(4)出口连接汽化器(5)入口，汽化器(5)出口连接至燃气管网，汽化器(5)和燃气管网的连接管道上还设有调压器A(6)和计量装置A(7)；海水泵(11)入口端接入海水，海水泵(11)出口端连接汽化器(5)入口，汽化器(5)出口还连接换热器A(12)一端，换热器A(12)另一端与空调通过双向管道连接；换热器A(12)的出口管道接入海水。
2.根据权利要求1所述LNG接收站BOG综合利用系统，其特征在于：发电装置(16)为内燃机或燃气轮机。
3.根据权利要求1所述LNG接收站BOG综合利用系统，其特征在于：再冷凝器(10)的出口气道分四路分别连接火炬(19)、LNG运输船(1)、缓冲罐(8)和LNG储罐(2)。
4.根据权利要求1所述LNG接收站BOG综合利用系统，其特征在于：LNG运输船(1)的出口管道上设有阀门A(20)，阀门A(20)后的管道分为两个支路分别连接LNG储罐(2)，两个支路上分别设有阀门B(21)和阀门C(22)。
5.根据权利要求1所述LNG接收站BOG综合利用系统，其特征在于：火炬(19)与再冷凝器(10)的连接气道上设有阀门E(23)和阀门F(24)。
6.根据权利要求1所述LNG接收站BOG综合利用系统，其特征在于：换热器B(13)和再冷凝器(10)之间的连接管道上设有阀门G(25)。
7.根据权利要求1所述LNG接收站BOG综合利用系统，其特征在于：发电装置(16)的烟气出口气道内烟气温度为450℃；缸套水换热器(36)的出水温度为92℃，缸套水换热器(36)的回水温度为84℃。
8.一种如权利要求1所述LNG接收站BOG综合利用系统的工作方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1、LNG储罐(2)内的BOG先经过缓冲罐(8)，然后进入BOG压缩机(9)加压，接着进入再冷凝器(10)；LNG被内置在LNG储罐(2)内的潜液泵(3)加压后，进入再冷凝器(10)，在再冷凝器(10)内过冷态的LNG将BOG冷凝为LNG，然后进入高压泵(4)加压后，再进入汽化器(5)；LNG气化后经调压器A(6)调压、由计量装置A(7)计量后外输至燃气管网；
步骤2、回收LNG经过海水汽化器(5)时释放的冷量，由海水泵(11)将海水引入海水汽化器(5)，在海水汽化器(5)中海水与LNG进行换热；LNG吸收海水中的热量汽化为气态天然气，海水吸收LNG的冷量后进入换热器A(12)与空调冷水系统进行换热，为空调提供冷源；
步骤3、将步骤1和步骤2未处理完的BOG经过换热器B(13)加热，再由调压器B(14)调压维持再冷凝器旁路恒压，然后经过计量装置B(15)计量后进入发电装置(16)发电；当再冷凝器旁路压力过高时释放BOG到BOG总管；发电装置(16)的一路出口烟气和缸套水进入溴化锂机组(17)进行吸收式制冷或换热供暖，发电装置(16)的另一路出口烟气进入余热锅炉(18)制生活热水；
步骤4、将步骤1至步骤3处理剩下的BOG再送至火炬(19)燃烧后进行排放。
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