CN203248991U - 一种lng接收站利用压力能的bog处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种LNG接收站利用压力能的BOG处理系统，它在LNG接收站既有的天然气外输系统的高压LNG传输管线上分出高压LNG传输支路，其输出端与一液-气引射混合器的输入端连接，液-气引射混合器的输出端与一中高压气化器的输入端连接，液-气引射混合器还具有低压吸入口，低压吸入口与LNG储罐的蒸发气排出总管的输出端连接，蒸发气排出总管上设置有根据LNG储罐压力状况调节的蒸发气流量控制阀。本实用新型利用外输高压LNG自身压力能吸收冷凝LNG储罐排放的低压BOG，在液-气引射混合器内完成高压LNG与低压BOG的充分混合和能量交换，混合后的流体为中高压LNG，中高压LNG经中高压气化器气化成中高压天然气后，提供给中高压天然气用户。

Description

一种LNG接收站利用压力能的BOG处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种LNG接收站BOG处理系统，特别是关于一种利用高压LNG自身压力能吸收冷凝低压BOG的LNG接收站利用压力能的BOG处理系统。

背景技术

LNG接收站一般承担着LNG的接收、存储和气化外输功能。由于LNG（LiquefiedNatural Gas,液化天然气）是低温流体，尽管LNG设备有良好的绝热措施，但在生产运行过程中由于热传导不可避免地会产生一定量的BOG（Boiled Off Gas，蒸发气），随着BOG数量的不断增加，LNG存储系统内的温度和压力会随之升高。如果LNG储罐内部压力高于系统设定的安全泄放压力，就会导致罐顶安全阀开启，直接泄放BOG到火炬系统燃烧，以稳定系统的压力。这种大量泄放燃烧BOG的降压方式会造成天然气的巨大浪费。因此，BOG处理系统是LNG接收站设计阶段中必须重点考虑的问题之一。目前LNG接收站处理BOG的方式主要有以下两种：1、BOG再冷凝技术,是指LNG储罐内的BOG经压缩机加压后，与LNG储罐泵送的相同压力LNG，在再冷凝器中按照一定比例换热，加压后过冷的LNG利用“显冷”将大部分BOG冷凝，再经第二级泵加压，由气化器气化后送往高压输气管道，其应用条件是LNG接收站需要保持较高的外输流量需求。2、直接压缩技术,是将LNG储罐内的BOG直接抽出并经中压压缩机和高压压缩机依次加压至外输天然气管网所需压力后,直接进入外输管道送出，其应用条件也是要求有较高的BOG平均小时生成量，至少要满足低温气体压缩机连续运行的要求。

无论常规的BOG再冷凝技术还是非常规的BOG直接压缩技术，都需要配置BOG中压压缩机、复杂的BOG再冷凝器，或者配置一系列的中压压缩机和高压压缩机组，以及相关的低温管道和阀门、流量计。尤其在需要不同压力等级的外输天然气的情况下，还需要对外输高压天然气进行分路降压调控。这些传统技术都有工艺系统设计复杂、操作繁琐、一次性设备投资较高（还需考虑设备的备用问题）和能耗较高的问题。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种设备简单易行的LNG接收站利用压力能的BOG处理系统。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种LNG接收站利用压力能的BOG处理系统，其特征在于：它在LNG接收站既有的天然气外输系统的高压LNG传输管线上分出高压LNG传输支路，所述高压LNG传输支路的输出端与一液-气引射混合器的输入端连接，所述液-气引射混合器的输出端与一中高压气化器的输入端连接，所述中高压气化器的输出端连接天然气用户短距离直送管道的输入端，所述液-气引射混合器还具有低压吸入口，所述低压吸入口与LNG储罐的蒸发气排出总管的输出端连接，所述蒸发气排出总管上设置有根据LNG储罐压力状况调节的蒸发气流量控制阀。

上述蒸发气排出总管上还设置有保证系统安全运行的紧急关断阀和防止气体返流的单向阀。

上述高压LNG传输支路上还设置有调节进入所述液-气引射混合器LNG流量的LNG流量调节阀。

上述高压LNG传输支路上还分设LNG传输旁路，所述LNG传输旁路的输入端接在所述液-气引射混合器输入端前的所述高压LNG传输支路上，输出端接在所述中高压气化器的输入端上，所述LNG传输旁路上设置有旁路流量调节阀。

除上述高压LNG传输管线外，所述LNG接收站天然气外输系统还包括低压泵、缓冲罐、高压泵和气化器；其中所述低压泵的输出端连接所述缓冲罐的输入端，所述缓冲罐的输出端连接所述高压泵的输入端，所述高压泵的输出端连接所述高压LNG传输管线的输入端，所述高压LNG传输管线的输出端连接所述气化器的输入端，所述气化器的输出端连接天然气用户长输管道的输入端。

上述高压气化器的输出端与所述天然气用户长输管道的输入端之间还设置高压计量撬；所述中高压气化器的输出端与所述天然气用户短距离直送管道的输入端之间还设置中高压计量撬。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型在LNG接收站既有的天然气外输系统的高压LNG传输管线上分出高压LNG传输支路，通过在高压LNG传输支路上设置液-气引射混合器，利用高压外输LNG的自身压力能吸收LNG储罐产生的低压BOG，从而省却了传统BOG处理技术所需的BOG压缩机、再冷凝器等工艺设施，设备简单易行，投资成本降低。2、本实用新型利用了高压LNG的能量，将LNG储罐产生的低压BOG吸入液-气自吸引射混合器，经降压减温，全部转化为LNG，再经气化后输送至中压用户，省却了对BOG压缩做功及气化天然气二次降压所消耗的能量，优化了BOG吸收工艺流程，具有能耗低的优点。3、本实用新型高压LNG传输支路上分设LNG传输旁路及旁路流量调节阀，可以增加或者减少中压LNG流量，调节中压天然气的气化量，以满足下游用户的供气需求量。4、本实用新型中在蒸发气排出总管上设有蒸发气流量控制阀，通过控制其开度调节进入液-气引射混合器的蒸发气流量，以实现LNG储罐内压力系统的稳定控制。5、本实用新型采用液-气引射混合器，该设备结构简单且不存在运动部件，极大地简化了BOG回收系统的复杂程度，具有方便拆卸和移动，占地面积小且布置灵活。本实用新型可以广泛适用于有不同气态外输压力要求的大、中型LNG接收站的蒸发气处理。

附图说明

图1是本实用新型系统结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型进行详细的描述：

本实用新型在LNG接收站既有的天然气外输系统的高压LNG传输管线上分出高压LNG传输支路，通过在高压LNG传输支路上设置液-气引射混合器，利用外输高压LNG自身压力能吸收冷凝LNG储罐排放的低压BOG，在液-气引射混合器内完成高压LNG与低压BOG的充分混合和能量交换，混合后的流体为中高压LNG，中高压LNG经中高压气化器气化成中高压天然气后，可以提供给中高压天然气用户。

如图1所示，本实用新型系统组成结构如下：LNG接收站既有的天然气外输系统包括从LNG储罐1抽取LNG的低压泵2、缓冲罐3、高压泵4、高压LNG传输管线5和高压气化器6。其中，低压泵2的输出端连接缓冲罐3的输入端，缓冲罐3的输出端连接高压泵4的输入端，高压泵4的输出端连接高压LNG传输管线5的输入端，高压LNG传输管线5的输出端连接高压气化器6的输入端，高压气化器6的输出端连接天然气用户长输管道7的输入端。本实用新型在上述天然气外输系统的高压LNG传输管线5上分出高压LNG传输支路9，高压LNG传输支路9的输出端与液-气引射混合器10的输入端101连接，液-气引射混合器10的输出端102与中高压气化器11的输入端连接，中高压气化器11的输出端连接天然气用户短距离直送管道12的输入端，液-气引射混合器10还具有低压吸入口103，低压吸入口103与LNG储罐1的蒸发气排出总管13的输出端连接。蒸发气排出总管13上还设置有蒸发气流量控制阀14，通过控制其开度调节进入液-气引射混合器10的蒸发气流量，以实现LNG储罐1的压力稳定控制。

此外，为防止高压LNG压回LNG储罐1，蒸发气排出总管12上还可以设置防止气体返流的单向阀15和保证系统安全运行的紧急关断阀16。

高压LNG传输支路9上还可以设置调节进入液-气引射混合器10的LNG流量的LNG流量调节阀17。

高压LNG传输支路9上还可以分设LNG传输旁路18，其输入端接在液-气引射混合器10输入端101前的高压LNG传输支路9上，输出端接在中高压气化器11的输入端上。LNG传输旁路17上可以设置旁路流量调节阀19，当液-气引射混合器10输出的混合流体流量不能满足中高压天然气用户的需求时，可通过调节旁路流量调节阀19补充LNG进入中高压气化器11。

高压气化器6的输出端与天然气用户长输管道7的输入端之间还可以设置高压计量撬8。中高压气化器11的输出端与天然气用户短距离直送管道12的输入端之间还可以设置中高压计量撬20。

液-气引射混合器10的核心装置为文丘里管，文丘里管的入口连接高压LNG传输支路的输出端和蒸发气排出总管的输出端。其工作原理为，高压LNG进入液-气引射混合器，经喷嘴喷入文丘里管，LNG在文丘里管流道内流动，流通面积由大变小，流速迅速增大，从而在文丘里管的入口处形成负压，将蒸发气从蒸发气排出总管中吸入文丘里管。高压LNG与蒸发气在文丘里管的喉管中进行混合和能量交换,期间，高压LNG的速度减小,蒸发气的速度增大,在喉管出口处速度趋于一致，充分混合，混合过程中高压LNG压强下降，温度降低，变为中高压LNG。

下面结合一具体实施例详细描述本实用新型的工作流程：

某LNG接收站为高压天然气用户供应9.0Mpa.G的天然气，为某中高压天然气用户（如附近的燃气电厂）供应4.0Mpa.G的天然气。接收站共有3座16万方LNG储罐，正常情况下会产生5吨/小时的蒸发气，压力0.018Mpa.G，温度-150℃。LNG储罐内的LNG经低压泵加压至1.0Mpa.G后，进入缓冲罐进行稳压，并使缓冲罐内的液位保持在指定高度，以满足高压泵的吸入要求。高压泵将缓冲罐输出的LNG加压至9.2Mpa.G后，分为两路输送，一路经高压LNG传输管线输送至高压气化器气化为温度10℃，压力约9.0Mpa.G的高压天然气，高压天然气在通过高压计量撬计量后经天然气用户长输管道输送给高压天然气用户；另一路经高压LNG传输支路输送至液-气引射混合器，经喷嘴喷入文丘里管，在文丘里管内与LNG储罐排出的蒸发气进行混合和能量交换，混合过程中高压LNG压强下降，温度降低，变为中高压LNG，中高压LNG输出至中高压气化器气化为中高压天然气，中高压天然气在通过中高压计量撬计量后经天然气用户短距离直送管道送至中高压天然气用户。上述过程中，高压天然气与蒸发气的混合比例可以是1:4，液-气引射混合器输出的混合流体为压力4.0Mpa.G，温度－160℃的中高压LNG。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种LNG接收站利用压力能的BOG处理系统，其特征在于：它在LNG接收站既有的天然气外输系统的高压LNG传输管线上分出高压LNG传输支路，所述高压LNG传输支路的输出端与一液-气引射混合器的输入端连接，所述液-气引射混合器的输出端与一中高压气化器的输入端连接，所述中高压气化器的输出端连接天然气用户短距离直送管道的输入端，所述液-气引射混合器还具有低压吸入口，所述低压吸入口与LNG储罐的蒸发气排出总管的输出端连接，所述蒸发气排出总管上设置有根据LNG储罐压力状况调节的蒸发气流量控制阀。

2.如权利要求1所述的一种LNG接收站利用压力能的BOG处理系统，其特征在于：所述蒸发气排出总管上还设置有保证系统安全运行的紧急关断阀和防止气体返流的单向阀。

3.如权利要求1所述的一种LNG接收站利用压力能的BOG处理系统，其特征在于：所述高压LNG传输支路上还设置有调节进入所述液-气引射混合器LNG流量的LNG流量调节阀。

4.如权利要求2所述的一种LNG接收站利用压力能的BOG处理系统，其特征在于：所述高压LNG传输支路上还设置有调节进入所述液-气引射混合器LNG流量的LNG流量调节阀。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种LNG接收站利用压力能的BOG处理系统，其特征在于：所述高压LNG传输支路上还分设LNG传输旁路，所述LNG传输旁路的输入端接在所述液-气引射混合器输入端前的所述高压LNG传输支路上，输出端接在所述中高压气化器的输入端上，所述LNG传输旁路上设置有旁路流量调节阀。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种LNG接收站利用压力能的BOG处理系统，其特征在于：除所述高压LNG传输管线外，所述LNG接收站天然气外输系统还包括低压泵、缓冲罐、高压泵和气化器；其中所述低压泵的输出端连接所述缓冲罐的输入端，所述缓冲罐的输出端连接所述高压泵的输入端，所述高压泵的输出端连接所述高压LNG传输管线的输入端，所述高压LNG传输管线的输出端连接所述气化器的输入端，所述气化器的输出端连接天然气用户长输管道的输入端。

7.如权利要求5所述的一种LNG接收站利用压力能的BOG处理系统，其特征在于：除所述高压LNG传输管线外，所述LNG接收站天然气外输系统还包括低压泵、缓冲罐、高压泵和气化器；其中所述低压泵的输出端连接所述缓冲罐的输入端，所述缓冲罐的输出端连接所述高压泵的输入端，所述高压泵的输出端连接所述高压LNG传输管线的输入端，所述高压LNG传输管线的输出端连接所述气化器的输入端，所述气化器的输出端连接天然气用户长输管道的输入端。

8.如权利要求1或2或3或4或7所述的一种LNG接收站利用压力能的BOG处理系统，其特征在于：所述高压气化器的输出端与所述天然气用户长输管道的输入端之间还设置高压计量撬；所述中高压气化器的输出端与所述天然气用户短距离直送管道的输入端之间还设置中高压计量撬。

9.如权利要求5所述的一种LNG接收站利用压力能的BOG处理系统，其特征在于：所述高压气化器的输出端与所述天然气用户长输管道的输入端之间还设置高压计量撬；所述中高压气化器的输出端与所述天然气用户短距离直送管道的输入端之间还设置中高压计量撬。

10.如权利要求6所述的一种LNG接收站利用压力能的BOG处理系统，其特征在于：所述高压气化器的输出端与所述天然气用户长输管道的输入端之间还设置高压计量撬；所述中高压气化器的输出端与所述天然气用户短距离直送管道的输入端之间还设置中高压计量撬。