lng接收站bog處理方法分析

lng接收站bog處理方法分析

lng接收站的主要功能是接收、儲存和發(fā)送lng，并通過天然氣管道向天然氣處理廠和城市用戶提供天然氣，并通過lng渠道將其安裝在lng機庫中，直接供應(yīng)lng。目前LNG工藝最主要的問題是LNG在運輸和儲罐儲存過程中會產(chǎn)生大量的BOG。這是由于機泵運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量、卸料和外輸時體積的置換、壓力差、閃蒸、環(huán)境熱量對系統(tǒng)的侵入等原因,會導(dǎo)致LNG接收站儲罐、管線中產(chǎn)生BOG(BoilOffGas,即蒸發(fā)氣)1返回lng船在卸船期間由于熱量的傳入和物理位移,會在儲罐中產(chǎn)生蒸發(fā)氣?？赏ㄟ^氣相返回管線經(jīng)氣相返回臂將儲罐中的部分BOG返回LNG船艙中,以保持卸船系統(tǒng)的壓力平衡。這種方法高效簡便,但只有在進行LNG卸船時才可以平衡掉部分BOG氣體,沒有卸船時則不能使用。2燃料氣電加熱器溫度燃料氣來自BOG壓縮機出口的壓縮蒸發(fā)氣,蒸發(fā)氣經(jīng)過減壓后其溫度也相應(yīng)降低,為達到必要的燃料氣溫度,一般設(shè)有空氣加熱器,另為確保燃料氣在低溫天氣也能滿足溫度要求,在空氣加熱器的下游也可設(shè)置電加熱器。2.1設(shè)置合適的備用氣量天然氣可用于向火炬點火裝置及長明燈等用戶提供燃料。在有的接收站中,為防止燃料氣不足設(shè)置有備用氣源,如丙烷瓶或LPG鋼瓶氣(LiquefiedPetroleumGas液化石油氣)。2.2燃燒天然氣scv分流的BOG為SCV(Submergedcombustiontype浸沒燃燒式氣化器)提供燃料。SCV以燃料氣和壓縮空氣在氣化器的燃燒室內(nèi)燃燒,燃燒后的氣體以氣泡的形式直接通過水中,將作為傳熱介質(zhì)的水加熱,LNG經(jīng)過浸沒在水中的盤管,由熱水加熱而氣化。由于SCV需消耗接收站生產(chǎn)的天然氣,所以其在運行費用和環(huán)境方面沒有競爭力,但SCV具有設(shè)備投資費用低,結(jié)構(gòu)緊湊,不需要海水設(shè)備包括海水水管和排水口,通過燃燒天然氣獲取熱量升溫快,可應(yīng)對緊急狀況等優(yōu)勢。當所處環(huán)境的海水溫度低、海水污染或者包含對設(shè)備有害的物質(zhì)而不能使用海水時,就可以選擇SCV。3火炬系統(tǒng)的壓力3.1火炬系統(tǒng)用于處理蒸發(fā)氣總管超壓排放的氣體。當產(chǎn)生的蒸發(fā)氣流量高于再冷凝器或BOG壓縮機的處理能力時,儲罐和BOG總管的壓力就會升高,當超過壓力控制閥的設(shè)定值時,超壓部分氣體排入火炬系統(tǒng)。3.2火炬系統(tǒng)是LNG接收站一項重要的安全環(huán)保措施,必須設(shè)計合理,能滿足及時安全地將所產(chǎn)生的火炬氣放空燃燒,且處理結(jié)果滿足環(huán)保要求,從而保證接收站的正常運行3.3直接火炬燃燒法此辦法簡單直接,但直接燃燒不僅會對環(huán)境造成影響,而且會導(dǎo)致巨大的浪費,是不得已而為之的處理方式。4直接清空4.1安全閥放空量計算在接收站中一般海水開架式氣化器安全閥就地放空,碼頭液體管線上熱膨脹安全閥就地放空,LNG儲罐上壓力安全閥放空直接排到大氣中,排放點應(yīng)位于安全處。也有LNG接收站站將氣化器的安全閥接入火炬系統(tǒng)。4.2不良影響的影響直接放空的甲烷氣體會產(chǎn)生一定的溫室效應(yīng),會對環(huán)境造成不良影響;若是接收站處在雷暴多發(fā)區(qū),甲烷氣體在直接排放過程中若遇到雷暴天氣,存在爆炸的危險,對接收站安全不利5直接外輸技術(shù)5.1原理直接輸出工藝是將儲罐中產(chǎn)生的BOG先通過低壓壓縮機初步加壓,然后再由高壓壓縮機直接加壓至所需的壓力,然后輸送至外輸管網(wǎng)。5.2低溫?zé)o油往復(fù)壓縮機直接外輸工藝主要設(shè)備為BOG壓縮機。BOG壓縮機是蒸發(fā)氣處理的關(guān)鍵設(shè)備,一般采用低溫?zé)o油往復(fù)壓縮機,又分為立式迷宮密封式和臥式對置平衡式兩種。兩種類型的壓縮機各有優(yōu)缺點,在實際選型時,除了需要滿足工藝參數(shù)外,尚需綜合考慮效率、可靠性、價格、運行成本等因素。目前臥式對置平衡式壓縮機市場占有率較高5.3應(yīng)用2006年劉浩等6再冷工藝6.1增設(shè)再冷凝器再冷凝器經(jīng)罐內(nèi)低壓泵加壓后的LNG壓力增大,溫度基本不變,此時的LNG擁有一定的過冷度稱為過冷LNG。再冷凝工藝是在BOG壓縮機和高壓泵之間增設(shè)再冷凝器再冷凝器在此處主要有三個功能:一是提供BOG和LNG接觸的足夠空間,保證足夠的接觸時間,利用過冷LNG的冷量冷凝BOG,二是作為LNG高壓輸送泵的入口緩沖容器,保證高壓泵的入口壓力。三是再冷凝器內(nèi)部的液位高度可滿足LNG高壓泵入口的NPSH(NetPositiveSuctionHead汽蝕余量)值的要求。6.2逆向式與lng再冷凝器BOG再冷凝器工藝的最主要設(shè)備是再冷凝器。從目前已建的LNG接收站中可以看到,選用的再冷凝器主要有兩種形式,一種選用同向式,一種選用逆向式,所謂的同向式即是BOG和LNG均從再冷凝器的上部進入,兩者同時進入再冷凝器的填料層進行直接接觸冷凝液化,如圖1所示;逆向式即是LNG從再冷凝器的填料層上面進入,BOG從再冷凝器的填料層下部進入,兩者同時進入再冷凝器的填料層進行直接接觸冷凝液化,如圖2所示。咨詢廠家得知,上述兩種再冷凝器在使用上沒有明顯的優(yōu)劣,只是在外形上有明顯差異。同向式再冷凝器是“高瘦”型的,逆行式再冷凝器是“矮胖”型的。6.3再粉碎工藝工藝應(yīng)用再冷凝工藝可以利用LNG冷量,是目前國際和國內(nèi)接收站通行的辦法。相比較于直接外輸工藝,因為直接外輸工藝利用的是壓縮機進行加壓至外輸壓力,需要的能耗多,而再冷凝工藝采用的是泵加壓,需要的能耗少但再冷凝工藝的實施有嚴格的前提條件:需要連續(xù)的冷源。因為處理所有的BOG,需7倍量的LNG,在LNG接收站調(diào)試及投產(chǎn)初期,受下游市場開發(fā)條件的影響,天然氣需求量較小時將沒有足夠量的LNG去冷凝處理BOG。7啟動再液化裝置隨著中國天然氣市場化的逐步完善,管道氣與進口LNG的氣化氣競爭愈趨激烈,且進口LNG氣化在總體價格上處于劣勢。這帶來了越來越多的LNG接收站氣態(tài)外輸氣被管網(wǎng)作為備用氣源使用,零氣態(tài)外輸工況越來越成為接收站運行的常態(tài)。當下游管網(wǎng)不具備接收條件時,或在項目投產(chǎn)初期,接收站不具備天然氣外輸?shù)臈l件,再冷凝工藝和直接加壓至外輸管網(wǎng)處理BOG的方法將暫時不能運行,BOG將面臨直接排入火炬的問題,此時就可以啟動再液化裝置將BOG回收至儲罐。BOG再液化回收工藝常用的工藝路線有氮膨脹制冷工藝、混合制冷劑制冷工藝。其基本流程是BOG經(jīng)低壓壓縮機加壓到一定壓力后,進入冷箱中與制冷劑進行熱交流后液化為LNG,之后經(jīng)過減壓后排入LNG儲罐。8壓縮后外輸cng直接充裝CNG(CompressedNaturalGas壓縮天然氣)工藝是將來自BOG總管的BOG先經(jīng)過低壓壓縮機壓縮后,送往高壓壓縮機機組繼續(xù)增壓,之后輸入到CNG儲存單元,根據(jù)需要通過CNG罐車加注裝置裝車,實現(xiàn)CNG的外輸。該工藝適用于無法進行管網(wǎng)外輸時,且具有單獨銷售CNG產(chǎn)品需求時?？紤]到該工藝需要的壓力高,耗能也高,在選用時需要統(tǒng)籌考慮業(yè)務(wù)范圍和市場需求。9壓縮、再液化工藝9.1返回LNG船只有在卸船時才可使用。9.2直接送往火炬燃燒是不得已而為之的處理方式。9.3再冷凝工藝需要增加再冷凝設(shè)備,且需要有可靠的冷源才能運行。兼