LNG加氣站冷凝降壓和補氣卸車處理BOG

1、LNG 加氣站冷凝降壓和補氣卸車處理BOG LNG 的主要組分是甲烷，其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600。它具有體積小、便于運輸、熱值高等特點，是世界公認的清潔能源，特別是優(yōu)質(zhì)的汽車燃料。國家發(fā)改委天然氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃和天然氣利用政策發(fā)布實施后，各地如雨后春筍般興建LNG 加氣站。由于LNG 加氣站的特點，在卸車、儲存、運行時不可避免地會產(chǎn)生一定數(shù)量的LNG 蒸氣，即BOG。據(jù)廣匯能源綜合物流發(fā)展有限責任公司前期推廣應(yīng)用時LNG 加氣站數(shù)據(jù)統(tǒng)計，一些LNG 加氣站的放散率超過10%，個別高達27%。目前運行的多個加氣站，通過多種工藝操作方法進行試驗，總結(jié)出了利用冷凝降壓、補氣卸車的改

2、進工藝處理和回收BOG，將放散率降至3%以下的合理水平，降低了運行成本。2傳統(tǒng)的LNG 卸車方式有用卸車增壓器卸車法和泵輸法兩種，因泵輸法受設(shè)備投入和供電保障影響，使用較少，目前絕大部分LNG 槽車采用卸車增壓器法卸液。本文提出的卸車工藝是利用冷凝降壓、用儲罐給槽車補氣的方法卸車。2.1用卸車增壓器卸車利用卸車增壓器卸車的工藝流程見圖1。利用槽車和卸車臺的高度差，靠重力讓槽車內(nèi)的LNG 進入卸車增壓器，LNG在卸車增壓器內(nèi)吸熱氣化后進入槽車氣相空間，使槽車壓力升高，通過壓力將槽車內(nèi)的LNG 送入儲罐。圖1中，閥1是槽車氣相閥，閥2是槽車上進液閥，閥3是槽車下進液、出液閥，閥4是槽車出液閥，閥5

3、是卸車增壓器進液閥，閥6是卸車臺進液閥，閥7是卸車臺氣液相連通閥，閥8是卸車臺氣相閥，閥9、閥10、閥11、閥12、閥13分別是儲罐A 上進液閥、下進液閥、出液閥、氣相閥和氣相放散閥，閥14、閥15、閥16、閥17、閥18分別是儲罐B 上進液閥、下進液閥、出液閥、氣相閥和氣相放散閥(以下各圖中管道閥門、介質(zhì)的圖例與圖1相同。 關(guān)閉所有閥門。打開閥12、閥13，給儲罐降壓至0.5MPa 以下;打開閥4、閥5、閥8、閥1，給LNG 槽車增壓至0.60.7MPa;打開閥3、閥6、閥9或閥10，給LNG 儲罐A 卸液。采用卸車增壓器卸液，先要排放儲罐內(nèi)BOG 以降低壓力，然后通過卸車增壓器給槽車增壓。

4、利用卸車增壓器卸液，每次可增加BOG 產(chǎn)生量約1010m3/(車·次。這種操作方法不僅沒有處理和回收加氣站內(nèi)的BOG，反而人為地將槽車里LNG 加熱氣化，增加了BOG 的量。這樣不僅造成環(huán)境污染和極大的安全隱患，而且給LNG 加氣站運行造成一定的經(jīng)濟損失。2.2冷凝降壓、補氣卸車GB/T203682012液化天然氣(LNG生產(chǎn)、儲存和裝運要求，LNG 槽車屬移動性?；奋囕v，其罐體的制造等級高于LNG 加氣站內(nèi)固定的LNG 儲罐。長途運輸?shù)秸竞蟮腖NG 槽車運行壓力0.1MPa，而LNG 加氣站內(nèi)儲罐的實際運行壓力一般高達0.7MPa 以上(儲罐最大工作壓力為0.8MPa，關(guān)閉所有閥

5、門。打開閥12、閥13，給儲罐降壓至0.5MPa 以下;打開閥4、閥5、閥8、閥1，給LNG 槽車增壓至0.60.7MPa;打開閥3、閥6、閥9或閥10，給LNG 儲罐A 卸液。兩者之間的壓力差約0.6MPa。這樣給本文提出的采用冷凝降壓法提供了可能性，再利用另一臺LNG 儲罐較高的壓力給LNG 槽車補氣，利用壓力差實現(xiàn)卸車，達到給站內(nèi)儲罐降壓的目的。在冷凝降壓工藝中，LNG 加氣站儲罐A 內(nèi)壓力較高的BOG，通過氣液相連接管從槽車底部進入，BOG因密度小而向槽車頂部上浮，在上浮過程中大部分冷凝為液態(tài)，使儲罐A 壓力不斷降低，直至儲罐A 壓力與槽車壓力達到平衡。在補氣卸車工藝中，用儲罐B 內(nèi)壓

6、力較高的BOG，通過氣相管道給槽車氣相空間補氣，增大槽車壓力，將槽車內(nèi)的LNG 卸至儲罐A 中。利用冷凝降壓、補氣卸車法卸車，就是先將儲罐A 內(nèi)的BOG 通過槽車的下進液管從底部進入槽車，再用儲罐B 內(nèi)的BOG 給槽車補氣升壓，從而將槽車內(nèi)的LNG 卸入儲罐A。BOG冷凝降壓流程見圖2(圖2對應(yīng)下面的操作步驟、，BOG補氣卸車流程見圖3(圖3對應(yīng)下面的操作步驟、。 關(guān)閉所有閥門，見圖2;開啟閥12、閥7、閥6、閥3，儲罐A 內(nèi)BOG 從槽車底部進入，見圖2;當儲罐A 內(nèi)壓力與LNG 槽車壓力基本相同時，關(guān)閉閥12、閥7、閥3，見圖2;打開閥17、閥8、閥1，通過儲罐B 給槽車補氣，見圖3; 打

7、開閥3、閥9(或閥10，給LNG 儲罐A 進液，見圖3。 冷凝降壓試驗完成后緊接著開始補氣卸車。試驗前儲罐 B 壓力為 0.70MPa，LNG 約 20m3，槽車壓力為 0.08MPa，LNG 約 50m3;試驗后儲 罐 B 壓力降至 0.40MPa， 儲罐 A 液位增至 50m3， 槽車壓力為 0.35MPa。 試驗用時 120min。 3.2 分析計算 通過以上試驗，可以確定利用冷凝降壓、補氣卸車法在 LNG 加氣 站中處理 BOG 在實際應(yīng)用中是完全可行的。將此法在嘉峪關(guān)、瓜州等 10 個 LNG 加氣站推廣應(yīng)用，通過 1 個月時間的跟蹤調(diào)查，每個站 LNG 卸車量平均按 3 車

8、3;次/月計算，經(jīng)與以往用儲罐放散降壓、利用卸 車增壓器卸車法統(tǒng)計數(shù)據(jù)相比，每個站可以減少 BOG 放散量約 6000m3/月，約 72000m3/a。天然氣銷售價格按 4.50 元/m3 計算，每 個 LNG 加氣站收益約 32.4×104 元/a。 若此法在全國 LNG 加氣站推廣 利用，每年節(jié)約資源和經(jīng)濟效益將相當可觀。 4 注意事項 采用冷凝降壓法時，每輛槽車宜處理一臺儲罐的 BOG，若幾臺 儲罐均使用此方法，按照能量守恒原理，會使槽車里 LNG 溫度整體提 高，等于提高了儲罐卸液后 LNG 的溫度，縮短了 LNG 儲存時間，加大 了運行時 BOG 的產(chǎn)生量。 采用補氣卸車法

9、卸車時，當儲罐 A 與 B 之間壓力趨于平衡和沒 有儲罐 C 的情況下，應(yīng)注意觀察槽車液位，液位低于 1/5 時須停止操 作，應(yīng)改用卸車增壓器增壓卸車，避免卸液不干凈。 儲罐與卸車臺之間的工藝管道未做保冷和保冷效果不佳的，建 議做好保冷，避免 BOG 吸收工藝管道的熱量，使槽車 LNG 溫升加快而 效果欠佳。 卸車臺未設(shè)置氣液相連通閥的 LNG 加氣站應(yīng)進行改造。 在液源的選擇上，盡可能采用常壓液體，常壓液體壓力一般為 0.02MPa，溫度為162。 槽車和儲罐之間冷凝降壓、補氣卸車的方法，也可以應(yīng)用到其 他加氣站或氣化站等需要處理和回收 BOG 的操作上。 無論站內(nèi)有無槽 車，A、B 兩儲罐之間只要有壓力差和溫度差，就可以通過合理的管 道連接和閥門控制，將 A 儲罐的 BOG 從 B 儲罐下進液管進入，就能達 到處理和回收 A 儲罐 BOG、降低壓力的目的。 5 結(jié)語 LNG 加氣站接卸 LNG、儲存 LNG 以及設(shè)備運行都會產(chǎn)生