CN203100350U - 一种蒸发气的液化系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种蒸发气的液化系统。该系统包括：储罐、压缩机入口缓冲罐、压缩机、一号冷却器、冷箱、冷剂循环冷却子系统；其中，冷箱包括BOG受冷通道；BOG输出管的一端与储罐内的气相空间相通，另一端接入压缩机入口缓冲罐内；压缩机的入口接压缩机入口缓冲罐的顶部，其出口接入一号冷却器的输入端；BOG受冷通道的入口与一号冷却器的输出端相连，其出口通过LNG返回管接入储罐内；冷箱还与冷剂循环冷却子系统相连，以利用其送来的冷剂对BOG受冷通道中的BOG进行冷却。本实用新型能及时液化储罐内产生的蒸发气。

Description

一种蒸发气的液化系统
技术领域
本实用新型涉及液化天然气接收站的蒸发气的液化技术领域，特别是涉及一种蒸发气的液化系统。
背景技术
液化天然气（LNG）通常储存在储罐中，随着时间的推移和环境热量的进入，LNG会吸热蒸发为蒸发气（BOG）。这些BOG位于储罐内LNG液面的上方形成气相空间，BOG的累积会造成储罐内压力的增大，这对于储罐及其内部储存的LNG而言都是危险的。因此，需要对储罐气相空间内的BOG进行处理，常见的处理系统如图1所示，采用再冷凝进而气化外输的形式。图1所示的系统包括：储罐101、位于储罐内的LNG外输通道103、位于LNG外输通道内的低压泵102、BOG压缩机入口缓冲罐104、BOG压缩机105、再冷凝器106和高压泵107。该处理系统的工作原理是：将储罐101气相空间中的BOG通过储罐101顶部的管线输出至BOG压缩机入口缓冲罐104，再由BOG压缩机入口缓冲罐104将其暂存的BOG送至BOG压缩机105进行压缩，经过该压缩过程，BOG由低温常压状态变为高温高压状态；BOG压缩机105将该高温高压状态的BOG输送至再冷凝器106内，同时，低压泵102将储罐101内的LNG加压输送至再冷凝器106内；这样，再冷凝器106即可利用该LNG的冷量来液化上述的高温高压状态的BOG，得到的LNG经高压泵107加压后气化外输给天然气用户。
可见，图1所示的处理系统处理BOG的效率依赖于外部天然气用户对天然气的需求量，天然气的外部需求量比较大（如冬季供暖季节）时，储罐101内产生的BOG可及时得到处理，不会大量累积，当天然气的外部需求量较小甚至没有需求量（如春季、夏季、秋季等非供暖季节）时，储罐101内的BOG难以得到及时处理，通常将其引至火炬系统通过燃烧来处理掉，这造成了极大的资源浪费，也污染了环境。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种蒸发气的液化系统，能及时液化储罐内产生的蒸发气。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种蒸发气的液化系统，该系统包括：储罐、压缩机入口缓冲罐、压缩机、一号冷却器、冷箱、冷剂循环冷却子系统；其中，所述冷箱包括BOG受冷通道；
BOG输出管的一端与所述储罐内的气相空间相通，另一端接入所述压缩机入口缓冲罐内；
所述压缩机的入口接所述压缩机入口缓冲罐的顶部，其出口接入所述一号冷却器的输入端；
所述BOG受冷通道的入口与所述一号冷却器的输出端相连，其出口通过LNG返回管接入所述储罐内；
所述冷箱还与所述冷剂循环冷却子系统相连，以利用其送来的冷剂对所述BOG受冷通道中的BOG进行冷却。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：
进一步，还包括位于所述LNG返回管上的一号节流阀。
进一步，所述压缩机包括：低压压缩机、高压压缩机；
所述低压压缩机的入口接所述压缩机入口缓冲罐的顶部，其出口接所述高压压缩机的入口；所述高压压缩机的出口接入所述一号冷却器的输入端。
进一步，所述冷箱还包括：冷剂受冷通道、冷剂冷却通道；所述冷剂循环冷却子系统包括：冷剂压缩机入口缓冲罐、冷剂压缩机、二号冷却器、二号节流阀、冷剂缓冲罐；
所述冷剂受冷通道的入口接所述二号冷却器的输出端，其出口通过低温高压冷剂输送管接入所述冷剂缓冲罐；该低温高压冷剂输送管上设有所述二号节流阀；
所述冷剂缓冲罐顶部的气态冷剂输出管与其底部的液态冷剂输出管汇合为气液两相冷剂输出管，该气液两相冷剂输出管接所述冷剂冷却通道的入口；所述冷剂冷却通道的出口接入所述冷剂压缩机入口缓冲罐；
所述冷剂压缩机的入口接所述冷剂压缩机入口缓冲罐的顶部，其出口接所述二号冷却器的输入端。
进一步，所述二号冷却器为：空气冷却器或水冷却器。
进一步，所述一号冷却器为：空气冷却器或水冷却器。
进一步，所述冷箱为：真空钎焊铝制板翅式换热器，或，绕管式换热器。本实用新型的有益效果是：本实用新型中，BOG从储罐气相空间沿BOG输出管进入压缩机入口缓冲罐，在压缩机对其进行压缩后，由低温常压状态变为高温高压状态；该高温高压状态的BOG经一号冷却器的冷却，变为低温高压状态；冷箱利用冷剂循环冷却子系统提供的冷剂的冷量对该低温高压状态的BOG进一步降温实现液化，进而将得到的LNG送回储罐内。可见，本实用新型可随时处理储罐内产生的BOG，不受外部天然气需求量的影响，即使储罐内的BOG较多，也可通过提高冷剂循环冷却子系统输出的冷剂量的方式来迅速对其液化，从而使储罐内的BOG得到及时处理，既节约了资源，保护了环境，又保证了储罐及其内部储存的LNG的安全。
附图说明
图1为现有的蒸发气的处理系统的结构图；
图2为本实用新型提出的蒸发气的液化系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
图2为本实用新型提出的蒸发气的液化系统的结构图。如图2所示，该系统包括：储罐201、压缩机入口缓冲罐202、压缩机、一号冷却器205、冷箱208、冷剂循环冷却子系统；其中，冷箱208包括BOG受冷通道215。
储罐201内储有LNG，该LNG液面的上方为BOG构成的气相空间。BOG输出管219的一端与储罐201内的气相空间相通，另一端接入压缩机入口缓冲罐202内，这样，气相空间中的低温常压状态的BOG即可沿BOG输出管219进入压缩机入口缓冲罐202内进行暂存。
压缩机的入口接压缩机入口缓冲罐202的顶部，其出口接入一号冷却器205的输入端。本实用新型在将压缩机入口缓冲罐202内暂存的低温常压状态的BOG输送至压缩机后，由压缩机对该BOG进行压缩，得到高温高压状态的BOG。
考虑到过大的压缩比容易使压缩机受损，故在实际设计中将压缩机分级设计，即这里的压缩机包括图2中的低压压缩机203和高压压缩机204，低压压缩机203将BOG由低温常压状态通过压缩变为常温中压状态或中温中压状态，高压压缩机204则进一步通过压缩将BOG变为高温高压状态。通过这种分级设计可以降低每台压缩机的压缩机，从而延长其使用寿命。如图2所示，低压压缩机203的入口接压缩机入口缓冲罐202的顶部，低压压缩机203的出口接高压压缩机204的入口；高压压缩机204的出口则接入一号冷却器205的输入端。
一号冷却器205将BOG由高温高压状态降温为常温高压状态，该一号冷却器205可用空气冷却器或水冷却器来实现。
BOG受冷通道215的入口与一号冷却器205的输出端相连，BOG受冷通道215的出口通过LNG返回管217接入储罐201内。冷箱208还与冷剂循环冷却子系统相连，该冷剂循环冷却子系统可向冷箱208提供冷量，冷箱208则利用其送来的冷剂所提供的冷量来对BOG受冷通道215中的BOG进行冷却，从而实现BOG的液化，进而将液化得到的LNG通过LNG返回管217送回储罐201。
由此可见，本实用新型中，BOG从储罐气相空间沿BOG输出管进入压缩机入口缓冲罐，在压缩机对其进行压缩后，由低温常压状态变为高温高压状态；该高温高压状态的BOG经一号冷却器的冷却，变为低温高压状态；冷箱利用冷剂循环冷却子系统提供的冷剂的冷量对该低温高压状态的BOG进一步降温实现液化，进而将得到的LNG送回储罐内。可见，本实用新型可随时处理储罐内产生的BOG，不受外部天然气需求量的影响，即使储罐内的BOG较多，也可通过提高冷剂循环冷却子系统输出的冷剂量的方式来迅速对其液化，从而使储罐内的BOG得到及时处理，既节约了资源，保护了环境，又保证了储罐及其内部储存的LNG的安全。
该系统中，还在LNG返回管217上设置了一号节流阀218，使BOG受冷通道215输出至储罐201的LNG由低温高压状态降压至低温低压状态。
图2作为本实用新型的一个实施例，其中的冷箱208还包括：冷剂受冷通道214、冷剂冷却通道213；冷剂循环冷却子系统包括：冷剂压缩机入口缓冲罐209、冷剂压缩机210、二号冷却器211、二号节流阀207、冷剂缓冲罐206。
如图2所示，冷剂受冷通道214的入口接二号冷却器211的输出端，其出口通过低温高压冷剂输送管216接入冷剂缓冲罐206；该低温高压冷剂输送管216上设有二号节流阀207。这样，二号冷却器211将经过其冷却而得到的常温高压状态的冷剂（如甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丁烷、戊烷等）送入冷剂受冷通道214内，利用冷剂冷却通道213内的低温低压状态的冷剂所提供的冷量对该常温高压状态的冷剂进行降温，得到的冷剂仍为高压状态，但其温度显著降低。沿低温高压冷剂输送管216输出的冷剂经二号节流阀207后，压力显著降低，而温度进一步降低，变为气液两相的低温低压状态的冷剂进入冷剂缓冲罐206。
冷剂缓冲罐206顶部的气态冷剂输出管与其底部的液态冷剂输出管汇合为气液两相冷剂输出管212，该气液两相冷剂输出管212接冷剂冷却通道213的入口；冷剂冷却通道213的出口接入冷剂压缩机入口缓冲罐209。这样，冷剂缓冲罐206内气相的冷剂沿其顶部的气态冷剂输出管输出，其内部液相的冷剂沿其底部的液态冷剂输出管输出，二者在气液两相冷剂输出管212内混合进而进入冷剂冷却通道213。由于冷剂冷却通道213内的冷剂的温度要低于冷剂受冷通道213内的冷剂的温度，也低于BOG受冷通道215内的BOG的温度，因此，在冷箱208内，冷剂冷却通道213内的冷剂会同时向冷剂受冷通道213内的冷剂以及BOG受冷通道215内的BOG释放冷量，使二者温度显著降低，同时自身的温度升高，全部变为气相而沿管线220进入冷剂压缩机入口缓冲罐209，而冷剂压缩机入口缓冲罐209内的冷剂的状态为常温低压状态。
冷剂压缩机210的入口接冷剂压缩机入口缓冲罐209的顶部，其出口接二号冷却器211的输入端。这样，冷剂压缩机210可对冷剂压缩机入口缓冲罐209送来的常温低压状态的冷剂进行压缩，使其变为高温高压状态而进入二号冷却器211内，经过二号冷却器211的冷却，冷剂变为常温高压状态而进入冷剂受冷通道214，开始了下一个制冷循环。
由上所述可见，本实用新型中的冷剂可以循环利用。
该系统中的二号冷却器211可用空气冷却器或水冷却器来实现。冷箱208可用真空钎焊铝制板翅式换热器来实现，也可以用绕管式换热器来实现。
由此可见，本实用新型具有以下优点：
（1）本实用新型中，BOG从储罐气相空间沿BOG输出管进入压缩机入口缓冲罐，在压缩机对其进行压缩后，由低温常压状态变为高温高压状态；该高温高压状态的BOG经一号冷却器的冷却，变为低温高压状态；冷箱利用冷剂循环冷却子系统提供的冷剂的冷量对该低温高压状态的BOG进一步降温实现液化，进而将得到的LNG送回储罐内。可见，本实用新型可随时处理储罐内产生的BOG，不受外部天然气需求量的影响，即使储罐内的BOG较多，也可通过提高冷剂循环冷却子系统输出的冷剂量的方式来迅速对其液化，从而使储罐内的BOG得到及时处理，既节约了资源，保护了环境，又保证了储罐及其内部储存的LNG的安全。
（2）本实用新型中，压缩机分为串联的低压压缩机和高压压缩机，这可以降低每台压缩机的压缩机，从而延长其使用寿命。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种蒸发气的液化系统，其特征在于，该系统包括：储罐、压缩机入口缓冲罐、压缩机、一号冷却器、冷箱、冷剂循环冷却子系统；其中，所述冷箱包括BOG受冷通道；
BOG输出管的一端与所述储罐内的气相空间相通，另一端接入所述压缩机入口缓冲罐内；
所述压缩机的入口接所述压缩机入口缓冲罐的顶部，其出口接入所述一号冷却器的输入端；
所述BOG受冷通道的入口与所述一号冷却器的输出端相连，其出口通过LNG返回管接入所述储罐内；
所述冷箱还与所述冷剂循环冷却子系统相连，以利用其送来的冷剂对所述BOG受冷通道中的BOG进行冷却。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括位于所述LNG返回管上的一号节流阀。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压缩机包括：低压压缩机、高压压缩机；
所述低压压缩机的入口接所述压缩机入口缓冲罐的顶部，其出口接所述高压压缩机的入口；所述高压压缩机的出口接入所述一号冷却器的输入端。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷箱还包括：冷剂受冷通道、冷剂冷却通道；所述冷剂循环冷却子系统包括：冷剂压缩机入口缓冲罐、冷剂压缩机、二号冷却器、二号节流阀、冷剂缓冲罐；
所述冷剂受冷通道的入口接所述二号冷却器的输出端，其出口通过低温高压冷剂输送管接入所述冷剂缓冲罐；该低温高压冷剂输送管上设有所述二号节流阀；
所述冷剂缓冲罐顶部的气态冷剂输出管与其底部的液态冷剂输出管汇合为气液两相冷剂输出管，该气液两相冷剂输出管接所述冷剂冷却通道的入口；所述冷剂冷却通道的出口接入所述冷剂压缩机入口缓冲罐；
所述冷剂压缩机的入口接所述冷剂压缩机入口缓冲罐的顶部，其出口接所述二号冷却器的输入端。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述二号冷却器为：空气冷却器或水冷却器。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一号冷却器为：空气冷却器或水冷却器。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷箱为：真空钎焊铝制板翅式换热器，或，绕管式换热器。
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Granted publication date: 20130731

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