CN115637180A - 一种bog再冷凝处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天然气接收站技术领域，尤其涉及一种BOG再冷凝处理装置及方法。该装置包括冷箱、LNG缓冲罐、再冷凝器、增压机构以及低压LNG输送总管；冷箱包括第一通道和第二通道，第一通道的入口连通于低压LNG输送总管，第二通道的入口用于接收BOG，第一通道和第二通道的出口均连通于LNG缓冲罐的入口；再冷凝器包括第一入口和第二入口，第一入口连通于LNG缓冲罐顶部的出口，第二入口连通于低压LNG输送总管；LNG缓冲罐底部的出口和再冷凝器的出口均连通于增压机构的入口。本申请所述装置能够提高BOG处理及缓冲能力，缓解再冷凝器在运行时发生跳车工况，从而及时回收BOG，保证装置能够可靠运行。

Description

一种BOG再冷凝处理装置及方法

技术领域

本发明涉及天然气接收站技术领域，尤其是涉及一种BOG再冷凝处理装置及方法。

背景技术

接收站内产生的蒸发气(BOG)主要是由罐内泵运转和外界等热量的输入、气压变化、槽车装卸及LNG装卸船储罐时造成罐内气相容积的变化等原因产生。从安全、环保和经济效益的角度考虑，应尽可能避免BOG气体放空，因此必须对BOG进行回收处理。

目前，BOG处理方案主要两种：直接输出工艺和再冷凝工艺。直接输出工艺是利用BOG压缩机将BOG直接压缩到较高的外输管网压力后直接外输。再冷凝工艺是将BOG经低温压缩机加压至较低压力后，与从LNG储罐输出的LNG在再冷凝器内混合吸收及热量交换。由于LNG加压后处于过冷状态，可使蒸发气再冷凝，然后经高压泵加压后至气化器气化外输。再冷凝工艺相比直接输出工艺能耗要低，被广泛的应用在接收站中。

随着接收站的建设规模逐渐扩大，接收站的BOG产生量均有大幅增加，因此，再冷凝器不足以冷凝所有BOG，导致BOG的浪费；并且，再冷凝器需要定期检修，在检修时，只能将BOG排放至火炬，进一步造成浪费资源和危害环境的问题。此外，再冷凝器对BOG流量波动敏感，在多台高压泵同时运行的情况下，容易造成液位及压力波动跳车等问题，对外输稳定性造成较大影响。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种BOG再冷凝处理装置，以解决现有技术存在的BOG无法及时回收处理而导致浪费资源和危害环境的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种BOG再冷凝处理装置，包括冷箱、LNG缓冲罐、再冷凝器、增压机构以及低压LNG输送总管；

所述冷箱包括第一通道和第二通道，所述第一通道的入口连通于所述低压LNG输送总管，所述第二通道的入口用于接收BOG，所述第一通道和所述第二通道的出口均连通于所述LNG缓冲罐的入口；

所述再冷凝器包括第一入口和第二入口，所述第一入口连通于所述LNG缓冲罐顶部的出口，所述第二入口连通于所述低压LNG输送总管；

所述LNG缓冲罐底部的出口和所述再冷凝器的出口均连通于所述增压机构的入口。

进一步地，所述增压机构包括一个或多个高压泵组件；

任意一个所述高压泵组件包括高压泵和高压泵入口管路组，所述高压泵的入口通过所述高压泵入口管路连通于所述LNG缓冲罐底部的出口和所述再冷凝器的出口。

进一步地，所述高压泵入口管路组包括第一高压泵入口管和第二高压泵入口管；所述第一高压泵入口管连通于所述LNG缓冲罐底部的出口，所述第二高压泵入口管连通于所述再冷凝器的出口。

进一步地，所述再冷凝器设置有两个。

进一步地，所述冷箱还包括第三通道，所述增压机构的出口连通于所述第三通道的入口。

进一步地，所述LNG缓冲罐的入口连通于所述低压LNG输送总管。

进一步地，还包括气化器，所述增压机构的出口连通于所述气化器的入口。

本发明的第二个目的是提供一种BOG再冷凝处理方法，以解决现有技术存在的BOG无法及时回收处理而导致浪费资源和危害环境的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种BOG再冷凝处理方法，利用如上所述的BOG再冷凝处理装置，包括以下步骤：

S1：将从压缩机出口排出的BOG送入冷箱内，与从低压泵出口排出的低压LNG进行换热；

S2：将步骤1中换热后的BOG和低压LNG送入LNG缓冲罐内，分离得到气相和液相；

S3：将从低压泵出口排出的低压LNG和步骤2中从LNG缓冲罐排出的气相送入再冷凝器内，气液两相进行并联吸收；

S4：将步骤3中从再冷凝器排出的吸收后的低压LNG送入增压装置内进行增压并排出。

进一步地，在步骤S1中，所述冷箱中，低压LNG入口和出口的温差范围为5～10℃，低压LNG与BOG的配比在2～5之间。

进一步地，还包括：

S5：将从增压机构排出的高压LNG送入冷箱内，与从压缩机出口排出的BOG进行换热；

所述冷箱中，高压LNG入口和出口温差在10～15℃，高压LNG与BOG的配比在1～3之间。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种BOG再冷凝处理装置及方法，该装置包括冷箱、LNG缓冲罐、再冷凝器、增压机构以及低压LNG输送总管；冷箱包括第一通道和第二通道，第一通道的入口连通于低压LNG输送总管，第二通道的入口用于接收BOG，第一通道和第二通道的出口均连通于LNG缓冲罐的入口；再冷凝器包括第一入口和第二入口，第一入口连通于LNG缓冲罐顶部的出口，第二入口连通于低压LNG输送总管；LNG缓冲罐底部的出口和再冷凝器的出口均连通于增压机构的入口。

该装置通过冷箱对常温BOG进行冷却，降低再冷凝器进入的低压LNG的冷量，较传统再冷凝器可降低再冷凝器设备投资；通过冷箱、LNG缓冲罐和再冷凝器彼此协同配合，能够及时回收BOG，提高了BOG处理及缓冲能力，缓解再冷凝器在运行时发生跳车工况；此外，LNG缓冲罐和再冷凝器可同时运行，还可以独立运行，在对再冷凝器检修时，LNG缓冲罐可单独运行，保证装置能够可靠运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的BOG再冷凝处理装置的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的BOG再冷凝处理装置的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的BOG再冷凝处理装置的结构示意图。

图标：

1-冷箱；2-LNG缓冲罐；3-再冷凝器；4-增压机构；41-高压泵；42-第一高压泵入口管；43-第二高压泵入口管；5-低压LNG输送总管；6-低压LNG喷淋管；7-出液管线；8-第三通道入口管；9-第三通道出口管。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“连接”和“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

本实施例提供了一种BOG再冷凝处理装置，参照图1，该装置包括冷箱1、LNG缓冲罐2、再冷凝器3、增压机构4以及低压LNG输送总管5；

冷箱1包括第一通道和第二通道，第一通道的入口连通于低压LNG输送总管5，第二通道的入口用于接收BOG，第一通道和第二通道的出口均连通于LNG缓冲罐2的入口；

再冷凝器3包括第一入口和第二入口，第一入口连通于LNG缓冲罐2顶部的出口，第二入口连通于低压LNG输送总管5；

LNG缓冲罐2底部的出口和再冷凝器3的出口均连通于增压机构4的入口。

该装置的工作原理如下：

首先，从低压泵出口排出的低压LNG通过低压LNG输送总管5上的支路管进入冷箱1的第一通道内，同时从压缩机出口排出的BOG进入冷箱1的第二通道内，BOG和低压LNG在冷箱1内进行换热；然后，换热后的BOG和低压LNG进入LNG缓冲罐2内，分离得到位于LNG缓冲罐2顶部的气相和位于LNG缓冲罐2底部的液相；接着，从LNG缓冲罐2排出的气相进入再冷凝器3内，同时，低压LNG通过低压LNG输送总管5上的支路管进入再冷凝器3内，气液两相进行并联吸收；最后，从再冷凝器3排出的吸收后的低压LNG和从LNG缓冲罐2排出的液相送入增压机构4内进行增压并排出。

上述过程中，通过冷箱1对常温BOG进行冷却，降低再冷凝器3进入的低压LNG的冷量，较传统再冷凝器装置可降低设备的投资；通过冷箱1、LNG缓冲罐2和再冷凝器3彼此协同配合，能够及时回收BOG，提高了BOG处理及缓冲能力，缓解再冷凝器3在运行时发生跳车工况；此外，LNG缓冲罐2和再冷凝器3可同时运行，还可以独立运行，在对再冷凝器3检修时，LNG缓冲罐2可单独运行，保证LNG稳定外输。本申请所述装置能够及时回收BOG，保证装置能够可靠运行。

本实施例中，低压LNG通过低压LNG输送总管5上的低压LNG喷淋管6进入再冷凝器3内。

本实施例中，再冷凝器3的出口通过出液管线7连通于低压LNG输送总管5。通过上述设置，从再冷凝器3下方排出的吸收后的低压LNG，通过出液管线7进入低压LNG输送总管5，与低压LNG输送总管5内的低压LNG汇总后再向下排，从而简化管路结构，提高检修的便利性，同时降低成本。

进一步地，增压机构4包括高压泵组件；高压泵组件包括高压泵41和高压泵入口管路组，高压泵41的入口通过高压泵入口管路连通于LNG缓冲罐2底部的出口和再冷凝器3的出口。

具体地，高压泵入口管路组包括第一高压泵入口管42和第二高压泵入口管43；第一高压泵入口管42的入口连通于LNG缓冲罐2底部的出口，第二高压泵入口管43的入口连通于再冷凝器3的出口；第一高压泵入口管42和第二高压泵入口管43的出口均连通于高压泵41。更为具体地，第二高压泵入口管43的入口连通于低压LNG输送总管5，且第二高压泵入口管43和低压LNG输送总管5的连接位置位于出液管线7和低压LNG输送总管5的连接位置的下游。

第一高压泵入口管42和第二高压泵入口管43上分别设置有阀门。针对LNG缓冲罐2和再冷凝器3同时运行或独立运行的工况，通过控制阀门可实现第一高压泵入口管42和第二高压泵入口管43分别开通或独立开通。

进一步地，本申请所述装置还包括气化器，增压机构4的出口(即高压泵41的出口)连通于气化器的入口。进入高压泵41的低压LNG经过升压后，进入气化器气化，然后外输。

实施例二

本实施例提供了一种BOG再冷凝处理装置，该装置与实施例一所述的BOG再冷凝处理装置基本相同，不同之处在于：

参照图2，本实施例中，再冷凝器3设置有两个。两个再冷凝器3并联设置，两个再冷凝器3的第一入口均连通于LNG缓冲罐2顶部的出口，两个再冷凝器3的第二入口分别通过一个低压LNG喷淋管6连通于低压LNG输送总管5；两个再冷凝器3的出口均连通于增压机构4的入口。

本实施例中，两个再冷凝器3的出口分别通过一个出液管线7连接于低压LNG输送总管5。

本实施例通过设置两个再冷凝器3，从而，在对其中一个再冷凝器3检修时，可开启另一个再冷凝器3，保证装置能够可靠运行。

实施例三

本实施例提供了一种BOG再冷凝处理装置，该装置与实施例一所述的BOG再冷凝处理装置基本相同，不同之处在于：

参照图3，本实施例中，冷箱1还包括第三通道，增压机构4的出口连通于第三通道的入口。

具体地，从高压泵41排出的高压LNG通过第三通道入口管8进入第三通道内，第二通道内的BOG先后与第一通道内的低压LNG和第三通道内的高压LNG进行换热，从而进一步提高BOG的回收率，且提高高压LNG的利用率。从第三通道排出的换热后的高压LNG可通过第三通道出口管9输送至气化器，经过气化器气化后外输。

进一步地，增压机构4包括一个或多个高压泵组件；本实施例中，增压机构4包括多个高压泵组件。多个高压泵组件可开启其中一个或几个，也可以同时开启，具体开启数量针对装置的不同工况进行调整。上述设置能够大幅度降低在外输波动大下再冷凝器3发生的跳车可能，满足BOG清洁化和高效化的处理要求，具有较高的环保效益和经济效益。

进一步地，LNG缓冲罐2的入口连通于低压LNG输送总管5。具体地，LNG缓冲罐2包括三个入口，三个入口分别连通于第一通道的出口、第二通道的出口以及低压LNG输送总管5。

LNG缓冲罐2其中一个入口通过支路管连通于低压LNG输送总管5，从而，低压LNG输送总管5内的低压LNG能够进入LNG缓冲罐2内，使得LNG缓冲罐2中的气相和液相能够快速分离，且提高气相融入液相的比率。

实施例四

本实施例提供了一种BOG再冷凝处理方法，利用如上所述的BOG再冷凝处理装置。该方法包括以下步骤：

S1：将从压缩机出口排出的BOG送入冷箱1内，与低压泵出口排出的低压LNG进行换热；

S2：将步骤1中换热后的BOG和低压LNG送入LNG缓冲罐2内，分离得到气相和液相；

S3：将低压泵出口排出的低压LNG和步骤2中从LNG缓冲罐2排出的气相送入再冷凝器3内，气液两相进行并联吸收；

S4：将步骤3中从再冷凝器3排出的吸收后的低压LNG送入增压机构4内进行增压并排出。

在上述步骤的基础上，还包括：

S5：将从增压机构4排出的高压LNG送入冷箱1内，与从压缩机出口排出的BOG进行换热。

参照图3，本申请所述方法中，再冷凝器3压力控制由压力控制器直接控制压力调节阀的开度，来调节进入再冷凝器3的低压LNG的流量，达到稳定再冷凝器3操作压力的目的；液位控制由液位控制器直接控制低压LNG输送总管5上的分程液位调节阀的开度，保证再冷凝器3液位稳定。

可选地，本实施例优选压力控制，以保证高压泵41入口的吸入压力。

再冷凝器3具体的操作控制方式有两种：1)根据BOG气体流量按比例计算出所需的低压LNG流量，再与再冷凝器3压力和液位的高选结果进行计算比较，随后与低压LNG输送总管5上的流量信号进行串级控制；2)利用再冷凝器3的压力和液位信号，两者进行高选，依据高选结果对流量进行调节。

本实施例的具体操作如下：

在步骤S1中，冷箱1中，低压LNG入口和出口的温差范围为5～10℃，低压LNG与BOG的配比在2～5之间；

在步骤S5中，冷箱1中，高压LNG入口和出口温差在10～15℃，高压LNG与BOG的配比在1～3之间；

BOG的压力在0.6～0.9Mpa之间；

低压LNG的操作压力在0.8～1.1MPaG之间；

LNG缓冲罐2与再冷凝器3的液位控制一致。

本发明所述方法具有的有益效果如下：

1、LNG缓冲罐2和再冷凝器3可同时运行，也可独立运行，在再冷凝器3检维修时可互为备用，提高了装置运行可靠性；

2、通过冷箱1、LNG缓冲罐2和再冷凝器3的协同配合，提高在大量外输下的BOG处理及缓冲能力；

3、通过冷箱1对常温BOG进行冷却，提高再冷凝器3的处理能力，降低进入再冷凝器3内低压LNG的冷量，降低再冷凝器3设备的投资；

4、再冷凝器3优选压力控制，保证高压泵41入口的吸入压力；

5、大幅度降低在外输波动大下的再冷凝器3发生跳车可能，具有较高的环保效益和经济效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种BOG再冷凝处理装置，其特征在于，包括冷箱(1)、LNG缓冲罐(2)、再冷凝器(3)、增压机构(4)以及低压LNG输送总管(5)；

所述冷箱(1)包括第一通道和第二通道，所述第一通道的入口连通于所述低压LNG输送总管(5)，所述第二通道的入口用于接收BOG，所述第一通道和所述第二通道的出口均连通于所述LNG缓冲罐(2)的入口；

所述再冷凝器(3)包括第一入口和第二入口，所述第一入口连通于所述LNG缓冲罐(2)顶部的出口，所述第二入口连通于所述低压LNG输送总管(5)；

所述LNG缓冲罐(2)底部的出口和所述再冷凝器(3)的出口均连通于所述增压机构(4)的入口。

2.根据权利要求1所述的BOG再冷凝处理装置，其特征在于，所述增压机构(4)包括一个或多个高压泵组件；

任意一个所述高压泵组件包括高压泵(41)和高压泵入口管路组，所述高压泵(41)的入口通过所述高压泵入口管路连通于所述LNG缓冲罐(2)底部的出口和所述再冷凝器(3)的出口。

3.根据权利要求2所述的BOG再冷凝处理装置，其特征在于，所述高压泵入口管路组包括第一高压泵入口管(42)和第二高压泵入口管(43)；所述第一高压泵入口管(42)连通于所述LNG缓冲罐(2)底部的出口，所述第二高压泵入口管(43)连通于所述再冷凝器(3)的出口。

4.根据权利要求1所述的BOG再冷凝处理装置，其特征在于，所述再冷凝器(3)设置有两个。

5.根据权利要求1所述的BOG再冷凝处理装置，其特征在于，所述冷箱(1)还包括第三通道，所述增压机构(4)的出口连通于所述第三通道的入口。

6.根据权利要求1所述的BOG再冷凝处理装置，其特征在于，所述LNG缓冲罐(2)的入口连通于所述低压LNG输送总管(5)。

7.根据权利要求1所述的BOG再冷凝处理装置，其特征在于，还包括气化器，所述增压机构(4)的出口连通于所述气化器的入口。

8.一种BOG再冷凝处理方法，利用权利要求1至7任一项所述的BOG再冷凝处理装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将从压缩机出口排出的BOG送入冷箱(1)内，与从低压泵出口排出的低压LNG进行换热；

S2：将步骤1中换热后的BOG和低压LNG送入LNG缓冲罐(2)内，分离得到气相和液相；

S3：将从低压泵出口排出的低压LNG和步骤2中从LNG缓冲罐(2)排出的气相送入再冷凝器(3)内，气液两相进行并联吸收；

S4：将步骤3中从再冷凝器(3)排出的吸收后的低压LNG送入增压机构(4)内进行增压并排出。

9.根据权利要求8所述的BOG再冷凝处理方法，其特征在于，在步骤S1中，所述冷箱(1)中，低压LNG入口和出口的温差范围为5～10℃，低压LNG与BOG的配比在2～5之间。

10.根据权利要求8所述的BOG再冷凝处理方法，其特征在于，还包括：

S5：将从增压机构(4)排出的高压LNG送入冷箱(1)内，与从压缩机出口排出的BOG进行换热；

所述冷箱(1)中，高压LNG入口和出口温差在10～15℃，高压LNG与BOG的配比在1～3之间。

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