CN208457567U - 具有bog回收功能的低能耗的lng加气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统，加注过程中，无需LNG泵、无需压缩机设备，相较于现有技术能够显著降低运行维护费用，而且能够保证安全性。此外，使用本系统向LNG钢瓶内加注时，可以对第一质量流量计进行自预冷：先将LNG储罐进行自增压，使得LNG储罐内的LNG处于过冷状态，然后使得过冷状态的LNG流经第一质量流量计、并继续流动至BOG缓冲罐中储存，上述自预冷方式无需消耗液氮，因此相较于现有技术中的预冷方式进一步降低了运行费用，同时避免了使用液氮对工作人员带来的安全隐患。

Description

具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统

技术领域

本实用新型涉及LNG领域，具体涉及具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统。

背景技术

LNG(Liquefied Natural Gas)，即液化天然气的英文缩写。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要由甲烷构成。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间，而且具有热值大、性能高等特点。LNG是一种清洁、高效的能源。由于进口LNG有助于能源消费国实现能源供应多元化、保障能源安全，而出口LNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展，因而LNG贸易正成为全球能源市场的新热点。BOG(boil off gas)一般称作闪蒸气，是LNG气化后的产物，LNG储存在真空LNG储罐当中，如果是绝对真空，罐内气体不会汽化，也就是不会产生BOG。但在地球上没有绝对的真空，内外胆之间有连接件，真空度不够都会吸热产生BOG。对于BOG需要及时进行回收处理。现有的LNG加气站BOG回收方式中，要么需要LNG泵、要么需要BOG压缩机、要么需要使用液氮冷凝。这都导致了LNG加气站成本高、能耗大、系统运行维护的费用高，这些因素都制约了LNG的广泛推广运用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统，以解决现有技术中LNG加气站成本高、能耗大、系统运行维护的费用高的问题，实现LNG加气过程中无泵、无压缩机设备，无液氮消耗，不仅运行维护费用低，而且安全性高的目的。

本实用新型通过下述技术方案实现：

具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统，包括能够与LNG罐车、LNG钢瓶分别连通的LNG储罐，还包括BOG缓冲罐、BOG加热器组、LNG气化器组、LNG加气机，所述LNG加气机分别与LNG储罐、LNG钢瓶、BOG缓冲罐连接；所述LNG加气机包括两根两端分别与LNG储罐、LNG钢瓶相连的管路，其中一根管路上从LNG储罐至LNG钢瓶方向依次连接第一质量流量计、第一自控阀，另一根管路上连接第二质量流量计，且连接第二质量流量计的管路从LNG钢瓶至LNG储罐方向单向连通，LNG加气机内的两根管路之间通过第一连接管连接，所述第一连接管上设置第二自控阀，所述第一连接管的一端位于第一质量流量计与第一自控阀之间、另一端位于第二质量流量计与LNG储罐之间；所述第一连接管与LNG储罐之间还设置有连接至BOG缓冲罐的第二连接管，所述第二连接管上设置第三自控阀；所述BOG加热器组与BOG缓冲罐相连，所述LNG气化器组与LNG储罐相连；所述LNG储罐还通过第四自控阀与所述BOG缓冲罐连通。

针对现有技术中LNG加气站成本高、能耗大、系统运行维护的费用高的问题，本实用新型提出具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统，本系统中LNG储罐能够与LNG罐车、LNG钢瓶连通，其中LNG罐车用于向LNG储罐中补充LNG，LNG储罐再向需要的LNG钢瓶中注入LNG液体。LNG加气机分别与LNG储罐、LNG钢瓶、BOG缓冲罐连接；所述LNG加气机包括两根两端分别与LNG储罐、LNG钢瓶相连的管路，其中一根管路上从LNG储罐至LNG钢瓶方向依次连接第一质量流量计、第一自控阀，另一根管路上连接第二质量流量计，且连接第二质量流量计的管路从LNG钢瓶至LNG储罐方向单向连通。因此本方案中LNG加气机内设置第一质量流量计的一根管路用于LNG正常的向LNG钢瓶中的注入，而加气机内设置第二质量流量计的一根管路用于LNG钢瓶内BOG气体的排出。LNG加气机内的两根管路之间通过第一连接管连接，第一连接管用于对第一质量流量计的预冷使用，第二自控阀用于控制第一连接管的通断。通过第二连接管可以使得从LNG钢瓶中排出的BOG气体进入BOG缓冲罐中。本系统用于LNG的加注过程如下：连接好LNG钢瓶与LNG储罐，关闭第一自控阀，打开第三自控阀，将待加注的LNG钢瓶内的BOG气体泄压，使BOG气体经第二质量流量计、第二连接管流至BOG缓冲罐中进行储存，直至LNG钢瓶内的压力低于LNG储罐内的压力；关闭第三自控阀、打开第一自控阀，通过LNG储罐与LNG钢瓶之间的压差，使LNG储罐内的LNG液体通过第一质量流量计流至LNG钢瓶中，待LNG钢瓶灌满后，关闭与LNG钢瓶相连的所有阀门，用第一质量流量计所计量的质量流量减去第二质量流量计所计量的质量流量，得到向LNG钢瓶中的加注量，完成加注。留存在BOG缓冲罐中的BOG气体通过BOG加热器组加热后，流经调压阀输送至用气终端。同时，LNG储罐内的LNG也可以直接通过LNG气化器组气化后输送至用气终端，使得本系统非常适用于LNG气化和LNG加气的合建站中使用，相较于现有技术中LNG气化站和LNG加气站需要分开建设的问题，能够显著提高场地利用率，降低场地占用面积。本系统的加注过程中，无需LNG泵、无需压缩机设备，相较于现有技术能够显著降低运行维护费用，而且能够保证安全性。此外，使用本系统向LNG钢瓶内加注时，可以对第一质量流量计进行自预冷：先将LNG储罐进行自增压，使得LNG储罐内的LNG处于过冷状态，然后使得过冷状态的LNG流经第一质量流量计、并继续流动至BOG缓冲罐中储存，上述自预冷方式无需消耗液氮，因此相较于现有技术中的预冷方式进一步降低了运行费用，同时避免了使用液氮对工作人员带来的安全隐患。

进一步的，还包括增压器，所述增压器的入口端与LNG储罐相连，增压器的入口端还能够与LNG罐车相连，增压器的出口端连接至BOG缓冲罐。增压器的入口端与LNG储罐相连，对LNG储罐输出的流体进行增压。增压器的入口端还能够与LNG罐车相连，从而在罐车泄压时将LNG罐车与增压器相连，通过增压器同时对LNG罐车进行增压。

优选的，所述第二质量流量计的两端分别设置第一单向阀、第二单向阀，连接第二质量流量计的管路通过第一单向阀、第二单向阀实现从LNG钢瓶至LNG储罐方向单向连通；其中第一单向阀位于第二质量流量计与LNG钢瓶之间，第二单向阀位于第二连接管与LNG储罐之间；所述第一单向阀与第二质量流量计之间设置第一压力变送器，所述第一压力变送器与所述第三自控阀信号连接。本方案中通过第一单向阀、第二单向阀实现特定管路的单向连通，第一单向阀、第二单向阀分别位于第二质量流量计的两侧，从而彻底杜绝第二质量流量计可能受到的误差干扰，以保证第二质量流量计的测量精度。第一单向阀与第二质量流量计之间设置第一压力变送器，所述第一压力变送器与所述第三自控阀信号连接，从而使得LNG钢瓶内的BOG压力下降至设定要求时能够被第一压力变送器所监测，通过第一压力变送器向第三自控阀发送信号，使得第三自控阀关闭，从而便于后续向LNG钢瓶内注液，极大提高本系统的自动化程度，同时又能够确保不会对第二质量流量计带来任何干扰。

优选的，所述BOG加热器组、LNG气化器组的输出端连接至BOG复热器，燃气通过BOG复热器复热后供给至用气终端。即是经过BOG加热器组加热的BOG气体、经过LNG气化器组气化的LNG气体，都通过BOG复热器复热，之后再输送至用气终端进行使用，进一步提高本系统与下游用户终端之间的直接连接，无需其余设备，使得经过本系统后的燃气能够直接使用，进一步提高本系统的功能性和适用范围。

优选的，所述LNG储罐与第四自控阀之间设置第二压力变送器，所述第二压力变送器与第四自控阀信号连接。通过第四自控阀和第二压力变送器的配合，能够在LNG储罐内部BOG气压过高时自动打开第四自控阀将LNG储罐内的BOG气体泄压至BOG缓冲罐中，进一步提高本实用新型的安全性和使用稳定性。

具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气方法，包括以下步骤：

(a)将待加注的LNG钢瓶内的BOG气体泄压，使BOG气体经第二质量流量计流至BOG缓冲罐中进行储存，直至LNG钢瓶内的压力低于LNG储罐内的压力；

(b)通过LNG储罐与LNG钢瓶之间的压差，使LNG储罐内的LNG液体通过第一质量流量计流至LNG钢瓶中，待LNG钢瓶灌满后，关闭LNG储罐与LNG钢瓶之间的阀门，用第一质量流量计所计量的质量流量减去第二质量流量计所计量的质量流量，得到向LNG钢瓶中的加注量；

(c)将BOG缓冲罐中的BOG气体通过BOG加热器组加热后，流经调压阀输送至用气终端。

本LNG加气方法与现有技术相比，无泵、无压缩机、无液氮冷凝，利用压差调节实现LNG加气，且BOG能回收利用，运行维护费用极低，而且能够保证安全性。

优选的，所述LNG储罐通过LNG罐车注入LNG液体，LNG罐车卸液完成后，将LNG罐车内残留的BOG气体泄压到BOG缓冲罐中，直至LNG罐车内的气压无法再降低为止。本方案能够最大限度的回收LNG罐车内的BOG气体。

优选的，步骤(b)中向LNG钢瓶加注前，对第一质量流量计按如下方法进行预冷：先将LNG储罐进行自增压，使得LNG储罐内的LNG处于过冷状态，然后使得过冷状态的LNG流经第一质量流量计、并继续流动至BOG缓冲罐中储存。本方案利用压差实现冷凝，无泵无液氮消耗。

优选的，还包括与LNG储罐相连的LNG气化器组，从BOG加热器组、LNG气化器组的输出端输出的流体均经过BOG复热器加热后再输送至用气终端。

优选的，所述BOG加热器组、LNG气化器组的输出端均连接有调压阀，所述调压阀位于BOG复热器的下游端，其中与LNG气化器组相连的调压阀所调节的压力比与BOG加热器组相连的调压阀所调节的压力低20-50Kpa。本方案用以保证用气终端首先使用BOG调压阀组的气源。使得用气终端在第一质量流量计预冷和LNG钢瓶加注期间能够保持稳定连续用气，使得在用气终端用气时，通过本系统能够无需终端用气终端的用气，同时使得LNG加注和第一质量流量的预冷得以顺利实现。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统，加注过程中，无需LNG泵、无需压缩机设备，相较于现有技术能够显著降低运行维护费用，而且能够保证安全性。此外，使用本系统向LNG钢瓶内加注时，可以对第一质量流量计进行自预冷：先将LNG储罐进行自增压，使得LNG储罐内的LNG处于过冷状态，然后使得过冷状态的LNG流经第一质量流量计、并继续流动至BOG缓冲罐中储存，上述自预冷方式无需消耗液氮，因此相较于现有技术中的预冷方式进一步降低了运行费用，同时避免了使用液氮对工作人员带来的安全隐患。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型具体实施例的流程示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-LNG罐车，2-LNG钢瓶，3-LNG储罐，4-BOG缓冲罐，5-BOG加热器组，6-LNG气化器组，7-LNG加气机，8-第一连接管，9-第二连接管，10-增压器，11-BOG复热器，12-第一质量流量计，13-第二质量流量计，14-第一自控阀，15-第二自控阀，16-第三自控阀，17-第四自控阀，18-第一单向阀，19-第二单向阀，20-第一压力变送器，21-第二压力变送器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1所示的具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统，包括能够与LNG罐车1、LNG钢瓶2分别连通的LNG储罐3，还包括BOG缓冲罐4、BOG加热器组5、LNG气化器组6、LNG加气机7，所述LNG加气机7分别与LNG储罐3、LNG钢瓶2、BOG缓冲罐4连接；所述LNG加气机7包括两根两端分别与LNG储罐3、LNG钢瓶2相连的管路，其中一根管路上从LNG储罐3至LNG钢瓶2方向依次连接第一质量流量计12、第一自控阀14，另一根管路上连接第二质量流量计13，且连接第二质量流量计13的管路从LNG钢瓶2至LNG储罐3方向单向连通，LNG加气机7内的两根管路之间通过第一连接管8连接，所述第一连接管8上设置第二自控阀15，所述第一连接管8的一端位于第一质量流量计12与第一自控阀14之间、另一端位于第二质量流量计13与LNG储罐3之间；所述第一连接管8与LNG储罐3之间还设置有连接至BOG缓冲罐4的第二连接管9，所述第二连接管9上设置第三自控阀16；所述BOG加热器组5与BOG缓冲罐4相连，所述LNG气化器组6与LNG储罐3相连；所述LNG储罐3还通过第四自控阀17与所述BOG缓冲罐4连通。

实施例2：

如图1所示的具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统，在实施例1的基础上，还包括增压器10，所述增压器10的入口端与LNG储罐3相连，增压器10的入口端还能够与LNG罐车1相连，增压器10的出口端连接至BOG缓冲罐4。所述第二质量流量计13的两端分别设置第一单向阀18、第二单向阀19，连接第二质量流量计13的管路通过第一单向阀18、第二单向阀19实现从LNG钢瓶2至LNG储罐3方向单向连通；其中第一单向阀18位于第二质量流量计13与LNG钢瓶2之间，第二单向阀19位于第二连接管9与LNG储罐3之间；所述第一单向阀18与第二质量流量计13之间设置第一压力变送器20，所述第一压力变送器20与所述第三自控阀16信号连接。所述BOG加热器组5、LNG气化器组6的输出端连接至BOG复热器11，燃气通过BOG复热器11复热后供给至用气终端。所述LNG储罐3与第四自控阀17之间设置第二压力变送器21，所述第二压力变送器21与第四自控阀17信号连接。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (5)

1.具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统，包括能够与LNG罐车(1)、LNG钢瓶(2)分别连通的LNG储罐(3)，其特征在于，还包括BOG缓冲罐(4)、BOG加热器组(5)、LNG气化器组(6)、LNG加气机(7)，所述LNG加气机(7)分别与LNG储罐(3)、LNG钢瓶(2)、BOG缓冲罐(4)连接；所述LNG加气机(7)包括两根两端分别与LNG储罐(3)、LNG钢瓶(2)相连的管路，其中一根管路上从LNG储罐(3)至LNG钢瓶(2)方向依次连接第一质量流量计(12)、第一自控阀(14)，另一根管路上连接第二质量流量计(13)，且连接第二质量流量计(13)的管路从LNG钢瓶(2)至LNG储罐(3)方向单向连通，LNG加气机(7)内的两根管路之间通过第一连接管(8)连接，所述第一连接管(8)上设置第二自控阀(15)，所述第一连接管(8)的一端位于第一质量流量计(12)与第一自控阀(14)之间、另一端位于第二质量流量计(13)与LNG储罐(3)之间；所述第一连接管(8)与LNG储罐(3)之间还设置有连接至BOG缓冲罐(4)的第二连接管(9)，所述第二连接管(9)上设置第三自控阀(16)；所述BOG加热器组(5)与BOG缓冲罐(4)相连，所述LNG气化器组(6)与LNG储罐(3)相连；所述LNG储罐(3)还通过第四自控阀(17)与所述BOG缓冲罐(4)连通。

2.根据权利要求1所述的具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统，其特征在于，还包括增压器(10)，所述增压器(10)的入口端与LNG储罐(3)相连，增压器(10)的入口端还能够与LNG罐车(1)相连，增压器(10)的出口端连接至BOG缓冲罐(4)。

3.根据权利要求1所述的具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统，其特征在于，所述第二质量流量计(13)的两端分别设置第一单向阀(18)、第二单向阀(19)，连接第二质量流量计(13)的管路通过第一单向阀(18)、第二单向阀(19)实现从LNG钢瓶(2)至LNG储罐(3)方向单向连通；其中第一单向阀(18)位于第二质量流量计(13)与LNG钢瓶(2)之间，第二单向阀(19)位于第二连接管(9)与LNG储罐(3)之间；所述第一单向阀(18)与第二质量流量计(13)之间设置第一压力变送器(20)，所述第一压力变送器(20)与所述第三自控阀(16)信号连接。

4.根据权利要求1所述的具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统，其特征在于，所述BOG加热器组(5)、LNG气化器组(6)的输出端连接至BOG复热器(11)，燃气通过BOG复热器(11)复热后供给至用气终端。

5.根据权利要求1所述的具有BOG回收功能的低能耗的LNG加气系统，其特征在于，所述LNG储罐(3)与第四自控阀(17)之间设置第二压力变送器(21)，所述第二压力变送器(21)与第四自控阀(17)信号连接。