LNG加氣站工藝流程

1、1 LNG 汽車加氣站的基本構(gòu)成LNG 汽車加氣站主要由 LNG 槽車、 LNG 儲(chǔ)罐、卸車/調(diào)壓增壓器、 LNG 低溫泵、 加氣機(jī) 及 LNG 車載系統(tǒng)等設(shè)備組成。 LNG 汽車加氣站一般分為常規(guī)站和橇裝站。 常規(guī)站：建在固定地點(diǎn)， LNG 通過卸氣裝置，儲(chǔ)存在 LNG 儲(chǔ)罐中，采用加氣機(jī)給汽 車加 LNG 。 橇裝站：將加氣站相關(guān)設(shè)備和裝置安裝在汽車或橇體上，工廠高度集成，便于運(yùn)輸和 轉(zhuǎn)移，適用于規(guī)模較小的加氣站。2 LNG 汽車加氣站的工藝流程LNG 汽車加氣站的工藝流程分為卸車流程、 調(diào)壓流程、 加氣流程及卸壓流程 4 個(gè)步驟 1 。 卸車流程將集裝箱或汽車槽車內(nèi)的 LNG 轉(zhuǎn)移至 L

2、NG 汽車加氣站儲(chǔ)罐內(nèi)， 有 3 種方式：增壓器卸車、 浸沒式低溫泵卸車、增壓器和低溫泵聯(lián)合卸車。a. 增壓器卸車通過增壓器將氣化后的氣態(tài)天然氣送入 LNG 槽車，增大槽車的氣相壓力， 將槽車內(nèi)的 LNG 壓入LNG儲(chǔ)罐。此過程給槽車增壓，所以卸完車后需要給槽車減壓0.20.3MPa，需排出大量的氣體。b. 浸沒式低溫泵卸車將 LNG 槽車和 LNG 儲(chǔ)罐的氣相空間相連通， 通過低溫泵將槽車內(nèi)的 LNG 卸入 LNG 儲(chǔ)罐。c. 增壓器和低溫泵聯(lián)合卸車先將 LNG 槽車和 LNG 儲(chǔ)罐的氣相空間相連通， 然后斷開， 在卸車的過程中通過增壓器適 當(dāng)增大槽車的氣相壓力，用低溫泵卸車。第 1 種卸車

3、方式的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約電能， 工藝流程簡單； 缺點(diǎn)是產(chǎn)生較多的放空氣體， 卸車時(shí) 間長。第 2 種卸車方式的優(yōu)點(diǎn)是不產(chǎn)生放空氣體；缺點(diǎn)是耗能，工藝流程相對復(fù)雜。第3種卸車方式與第 2 種卸車方式相比，卸車時(shí)間相差不多，缺點(diǎn)是耗電能，也產(chǎn)生放空氣體， 流程較復(fù)雜。一般工程上選用第 2 種卸車方式。 調(diào)壓流程LNG汽車發(fā)動(dòng)機(jī)需要車載氣瓶內(nèi)的飽和液體壓力較高，一般為0.520.83MPa，而運(yùn)輸和儲(chǔ)存時(shí) LNG 飽和液體的壓力越低越好。因此，在為汽車加氣之前，需使儲(chǔ)罐中的LNG升壓以得到一定壓力的飽和液體， 同時(shí)在升壓的過程中飽和溫度相應(yīng)升高。 升壓有 3種方式： 增壓器升壓、泵低速循環(huán)升壓、 增壓器與泵

4、低速循環(huán)聯(lián)合升壓。這 3 種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng) 根據(jù)工程的實(shí)際需要進(jìn)行選用。 加氣流程儲(chǔ)罐中的飽和液體 LNG 通過低溫泵加壓后經(jīng)過計(jì)量由加氣機(jī)給汽車加氣，分為單線、雙 線加氣。當(dāng)車載儲(chǔ)氣瓶壓力較低時(shí)，車載儲(chǔ)氣瓶采用上進(jìn)液噴淋式，加進(jìn)去的LNG 直接吸收車載氣瓶內(nèi)氣體的熱量，使氣瓶內(nèi)壓力降低，減少放空氣體，并提高了加氣速度。當(dāng)車載 儲(chǔ)氣瓶壓力較高時(shí)，采用雙線加氣，通過回氣管，將車載儲(chǔ)氣瓶內(nèi)的氣體回收至LNG 儲(chǔ)罐中。 卸壓流程由于系統(tǒng)漏熱，LNG氣化導(dǎo)致系統(tǒng)壓力升高，或者在使儲(chǔ)罐升壓過程中，儲(chǔ)罐中的液體不斷地氣化，這部分氣化了的氣體如不及時(shí)排出，會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)罐壓力越來越大。當(dāng)系統(tǒng)壓力大于設(shè)定值時(shí)，

5、通過 BOG回收系統(tǒng)或者打開安全閥，釋放系統(tǒng)中的氣體，降低壓力，保證系 統(tǒng)安全。3調(diào)飽和壓力和不調(diào)飽和壓力液化天然氣的飽和壓力是在給定壓力下，與液相平衡的蒸氣壓力。LNG飽和壓力、密度隨飽和溫度的變化見圖 1,由圖1可知： 在給定溫度下，液化天然氣對應(yīng)一定的飽和壓力，不同溫度下，液化天然氣的飽和壓 力不同。 調(diào)壓過程中，飽和溫度越高，LNG的對應(yīng)飽和壓力也越高，LNG的密度越小。LNG汽車加氣站調(diào)飽和壓力是把儲(chǔ)罐內(nèi)的液化天然氣飽和壓力調(diào)至所需要的飽和壓力,再將液化天然氣加注給汽車，而不調(diào)飽和壓力是直接將儲(chǔ)罐內(nèi)的液體加注給汽車。調(diào)飽和壓力和不調(diào)飽和壓力的工藝流程見圖2。J YUE-誓0 什11*

6、1>1一 55()圖1 UJG飽和壓力、裁度隨飽和溫度的變化弘跑地和h Jjtg(nH h圖2調(diào)飽和壓力、不調(diào)飽和壓力工藝流稈3.1調(diào)飽和壓力采用調(diào)飽和壓力的技術(shù)路線與國內(nèi)已經(jīng)投入使用的LNG汽車相匹配。通常 LNG儲(chǔ)存在溫度為-161 C、壓力約為O.IMPa的低溫儲(chǔ)罐內(nèi)，LNG汽車加氣站以0.60.8MPa的壓力將LNG加注到車載儲(chǔ)氣瓶中。0.60.8MPa是天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的壓力2，為達(dá)到此壓力，需要將 LNG 進(jìn)行調(diào)壓以得到飽和液體，同時(shí)在升壓的過程中飽和溫度相應(yīng)升高。LNG 汽車加氣站每次給汽車加氣都需調(diào)飽和壓力，由于溫度升高，LNG 儲(chǔ)罐中的液體不斷地氣化，這部分氣

7、化了的氣體即為 BOG ，調(diào)飽和壓力的次數(shù)越多，產(chǎn)生的 BOG 越多，當(dāng)儲(chǔ) 罐壓力大于設(shè)定值時(shí)， BOG 需要被釋放掉，以保證儲(chǔ)罐的安全。LNG 汽車加氣站中的常規(guī)站一般都設(shè)置 BOG 回收系統(tǒng)， 而橇裝站通常不設(shè)置 BOG 回收 系統(tǒng)， 直接把氣體放散到大氣中。 BOG 回收系統(tǒng)可以把 BOG 通過調(diào)壓計(jì)量后送入附近的燃 氣管網(wǎng)中，減少經(jīng)濟(jì)損失。無論是否設(shè)置 BOG 回收系統(tǒng)，這部分損失的氣體對 LNG 汽車 加氣站在經(jīng)濟(jì)方面的影響均比較大，增加了 LNG 汽車加氣站的運(yùn)行成本。3.2 不調(diào)飽和壓力隨著 LNG 汽車車載儲(chǔ)氣瓶技術(shù)的不斷改進(jìn)，研發(fā)出了 LNG 汽車自帶增壓系統(tǒng)，可以采 用自然

8、壓力給 LNG 汽車直接加氣， LNG 汽車通過自帶增壓系統(tǒng)，使 LNG 達(dá)到天然氣發(fā)動(dòng) 機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要的壓力。 因此， LNG 汽車加氣站可以不調(diào)飽和壓力， 大大減少 BOG 的放散， 提高 LNG 汽車加氣站的經(jīng)濟(jì)效益。采用不調(diào)飽和壓力的技術(shù)路線是今后LNG 汽車加氣站的發(fā)展方向，有廣闊的發(fā)展前景。從近幾年的實(shí)際運(yùn)行情況可以看出，LNG 汽車加氣站不調(diào)飽和壓力的技術(shù)路線，解決了 BOG 損失大的問題，為 LNG 汽車加氣站的發(fā)展提供了保 障。4 結(jié)語LNG 汽車加氣站作為 LNG 汽車技術(shù)的一個(gè)子系統(tǒng)，其工藝流程把 LNG 運(yùn)輸、卸車、儲(chǔ) 存、裝卸、加液及加氣回流等作為一個(gè)大的系統(tǒng)來設(shè)計(jì)，避免了LNG 運(yùn)輸、加液和車用系統(tǒng)的