LNG裝置運(yùn)營(yíng)中的BOG處理問題

1、 2014年我國(guó)進(jìn)口LNG量達(dá)到1959.07萬(wàn)噸（約合268.5億立方米），國(guó)產(chǎn)天然氣1329億立方米（約合1000萬(wàn)噸），已建成LNG接收站11座，在建10座，建成LNG汽車加氣站超過2500座。 但是我們?cè)谛蕾p和享受這一清潔、節(jié)能、便宜的能源時(shí)，更多的想到的是每使用一噸LNG可以減排3.5噸二氧化碳，節(jié)省燃料費(fèi)用XXX萬(wàn)元。 然而很少有人公開提起LNG是一把雙刃劍，若排到大氣中其溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍。公開的統(tǒng)計(jì)和報(bào)表都沒有BOG排放這一項(xiàng)，當(dāng)然政府的法規(guī)中也沒有限定排放量，可以說(shuō)很“任性”。BOG 產(chǎn)生的影響因素56uLNG儲(chǔ)罐漏熱：儲(chǔ)罐與外界環(huán)境直接接觸，熱量透過罐外表進(jìn)入儲(chǔ)罐內(nèi)

2、產(chǎn)生BOG ；uLNG 儲(chǔ)罐內(nèi)低壓輸送泵（潛液泵）工作時(shí)產(chǎn)生的熱量將直接傳遞給LNG，導(dǎo)致部分LNG氣化；u保持設(shè)備管線始終處于低溫狀態(tài)的LNG保冷循環(huán)，因漏熱產(chǎn)生的BOG；uLNG外輸時(shí)的體積置換u卸料前，LNG 儲(chǔ)罐的降壓過程中，產(chǎn)生大量BOG ；u船上低壓輸送泵運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量；u船上儲(chǔ)罐漏熱導(dǎo)致LNG氣化；uLNG在卸料管線中與管線之間的摩擦及渦流轉(zhuǎn)化的熱量；u卸船時(shí)隨著LNG流入岸上儲(chǔ)罐，船上及岸上儲(chǔ)罐的體積置換；u全速卸料時(shí)為了維持船上正壓，需往船上回補(bǔ)大量BOGu工程上對(duì)儲(chǔ)罐漏熱根據(jù)儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)采用蒸發(fā)率公式計(jì)算：u以3個(gè)16萬(wàn)m3 LNG儲(chǔ)罐，A取0.05w%：m1=4.7

3、t/hu根據(jù)管道漏熱量與BOG 蒸發(fā)潛熱計(jì)算：u以LNG管道標(biāo)準(zhǔn)保冷漏熱系數(shù)取25W/m2，接收站LNG管道折合面積約9200m2:m2 =1.6t/h u船上卸料泵軸功除LNG 獲得位能外產(chǎn)生的熱能；u罐內(nèi)低壓泵無(wú)用功部分產(chǎn)生的熱能以及儲(chǔ)罐LNG回流；u8臺(tái)卸料泵、揚(yáng)程140m，效率65%，產(chǎn)生BOG 21.2t/h；u零外輸僅25t/h的保冷循環(huán)產(chǎn)生BOG 1.1t/h；u6臺(tái)低壓泵滿負(fù)荷外輸產(chǎn)生BOG 3.3t/h。u與儲(chǔ)罐漏熱類似，據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)采用蒸發(fā)率公式計(jì)算：u以21.6萬(wàn)m3 LNG船，A2取0.15w%：m4=6.3t/huLNG卸料及外輸時(shí)船艙、儲(chǔ)罐內(nèi)LNG體積的變化對(duì)BOG產(chǎn)

4、量的影響：u最大外輸1080t/h時(shí)：m5=- 4.4t/h uLNG從船艙到儲(chǔ)罐，從一個(gè)相平衡達(dá)到另一個(gè)相平衡u船艙壓力9-13kPaG，儲(chǔ)罐壓力10-25kPaGu船艙壓力10kPaG、 儲(chǔ)罐壓力15kPaG： BOG產(chǎn)量14.1t/h u不同工況下BOG量 卸船時(shí)BOG量可達(dá)非卸船時(shí)的3倍。uLNG外輸量 LNG外輸量高峰與 低谷相差幾倍多。接收站BOG處理方法BOG的產(chǎn)生：接船及接收站設(shè)備和工藝管線受到外界熱輻射等多種原因，極少部分的LNG在接收站內(nèi)會(huì)逐步蒸發(fā)變?yōu)锽OG（蒸發(fā)氣）安全隱患：這部分BOG不進(jìn)行妥善處理，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的如爆炸、著火等安全事故直接火炬燃燒：p 簡(jiǎn)單直接p 但不僅

5、會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，而且會(huì)導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，是不得已而為之的處理方式。再冷凝法：p 可以將BOG回收處理，是目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)接收站通行的辦法，但該工藝的實(shí)施有嚴(yán)格的前提條件。p 需要同時(shí)進(jìn)入再冷凝器LNG量是BOG的7.6倍。當(dāng)外數(shù)量較小時(shí)，沒有足夠量LNG去冷凝處理BOG。u在再冷凝器的頂部段中，設(shè)置有一個(gè)填充層，在這個(gè)填充層中，BOG與過冷卻的LNG發(fā)生接觸。過冷卻的LNG來(lái)自LNG罐內(nèi)泵的排放和再循環(huán)管線（P-0201A/B/C/D, P-0202A/B/C/D, P-0203A/B/C/D）。下半段被用作高壓泵（P-0401A/B/C/D/E）的一個(gè)緩沖罐。從罐內(nèi)泵泵出的LNG被輸送到再

6、冷凝器處，少部分流量被用于對(duì)BOG進(jìn)行再冷凝，大部分流量則流向了BOG再冷凝器的旁通管。浙江LNG人在接收站詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，創(chuàng)新性的引入了第三種BOG處理工藝路線高壓壓縮機(jī)直接回收系統(tǒng)p 在非卸船產(chǎn)生的BOG，通過低壓壓縮機(jī)串接高壓壓縮機(jī)，將BOG壓力提升至管網(wǎng)要求后直接進(jìn)入管網(wǎng)外輸。p 在卸船期間產(chǎn)生的BOG ，將再冷凝工藝和高壓外輸工藝路線同時(shí)開啟，通過靈活的調(diào)度和下游管網(wǎng)的配合，有效的在短時(shí)間內(nèi)解決問題。增加這套系統(tǒng)使得浙江LNG接收站的工藝外輸比起其他接收站具備更大的靈活性，也避免了大量的BOG白白燃燒掉，這種方式目前已在其他新建接收站得到推廣及運(yùn)用。高壓壓縮機(jī)直接回收系統(tǒng)A AB BB

7、OG高壓直接回收系統(tǒng)成套包能力約為9t/hr主要原理：來(lái)自低壓縮機(jī)的BOG從0.7MPa通過兩級(jí)壓縮，升壓至7MPa然后輸送至天然氣首站。以設(shè)計(jì)工況為例：以設(shè)計(jì)工況為例： 一級(jí)入口溫度一級(jí)入口溫度/ / 壓力分別為：壓力分別為：3030/0.7MPag/0.7MPag；二級(jí)入口溫度二級(jí)入口溫度/ /壓力分別為壓力分別為 ：4848/2.4MPag/2.4MPag； 二級(jí)出口溫度二級(jí)出口溫度/ /壓力分別為壓力分別為 ：1010/7.15MPag/7.15MPag。氣體外輸p壓縮機(jī)主機(jī)一臺(tái)p主電機(jī)一臺(tái)p空溫器及空冷器四臺(tái)p水站一套p油站一套p各式手動(dòng)閥門高壓壓縮機(jī)成套包小型BOG處理方法LNG衛(wèi)

8、星站和小型加注站BOG處理是一個(gè)難以解決的課題，其主要原因：氣槽（資源氣）卸車時(shí)經(jīng)常為0.5-0.6MPa（溫度約-135）衛(wèi)星站、加注站不具備適宜的接卸設(shè)備；接卸操作不規(guī)范接卸過程中時(shí)有放空和卸不凈的現(xiàn)象發(fā)生（一般損失200-300kg/車次）運(yùn)營(yíng)過程中當(dāng)儲(chǔ)罐壓力0.65MPa時(shí)將直接向大氣排放BOG36NGNGLNGLNG躉船上設(shè)施躉船上設(shè)施岸上工藝設(shè)施岸上工藝設(shè)施斜坡道及纜車斜坡道及纜車岸上設(shè)施岸上設(shè)施LNGLNG回車場(chǎng)區(qū)回車場(chǎng)區(qū)生產(chǎn)輔助區(qū)生產(chǎn)輔助區(qū)岸上輔助區(qū)岸上輔助區(qū)架空斜坡道及架空斜坡道及纜車?yán)|車水上設(shè)施水上設(shè)施LNGLNG躉船躉船岸上占地面積：岸上占地面積：12000m12000m

9、2 2水上區(qū)域水上區(qū)域岸上區(qū)域岸上區(qū)域LNGLNG管道管道LNGLNG工藝裝置區(qū)工藝裝置區(qū)生產(chǎn)輔助區(qū)生產(chǎn)輔助區(qū)LNGLNG站區(qū)站區(qū)架空斜坡道架空斜坡道加氣機(jī)、加氣臂加氣機(jī)、加氣臂LNGLNG加氣躉船加氣躉船岸上占地面積：岸上占地面積：18000m18000m2 2LNGLNG儲(chǔ)罐區(qū)儲(chǔ)罐區(qū)NGNGLNGLNG加氣躉船設(shè)施加氣躉船設(shè)施岸上設(shè)施岸上設(shè)施斜坡道上斜坡道上LNGLNG管道管道調(diào)壓計(jì)量調(diào)壓計(jì)量城區(qū)管網(wǎng)卸車后剩余壓卸車后剩余壓力：約力：約0.6MPa 0.6MPa 余氣壓力：余氣壓力：0.3-0.35MPa 0.3-0.35MPa BOGBOG（液化天然氣的蒸發(fā)氣體）（液化天然氣的蒸發(fā)氣體）

10、液化天然氣（LNG）槽車氣化器氣化器卸車臺(tái)卸車臺(tái)LNG儲(chǔ)罐LNG鋼 瓶加熱器加熱器 液化天然氣（LNG）槽車調(diào)壓計(jì)量調(diào)壓計(jì)量卸車后剩余壓卸車后剩余壓力：約力：約0.6MPa 0.6MPa 城區(qū)管網(wǎng)余氣壓力：0.17MPa BOGBOG（液化天然氣的蒸發(fā)氣體）（液化天然氣的蒸發(fā)氣體）氣化器氣化器卸車臺(tái)卸車臺(tái)LNG儲(chǔ)罐LNG鋼 瓶加熱器加熱器壓縮機(jī)此前未有的余氣此前未有的余氣回收回收工藝創(chuàng)新常溫壓縮機(jī)！常溫壓縮機(jī)！BOG氣體的回收新工藝流程圖氣體的回收新工藝流程圖現(xiàn)已完成平面布局設(shè)計(jì)、主圖設(shè)備的采購(gòu)?，F(xiàn)已完成平面布局設(shè)計(jì)、主圖設(shè)備的采購(gòu)。 （1）可實(shí)現(xiàn)BOG100%回收；可間歇式作業(yè)，不受BOG產(chǎn)

11、出量和時(shí)間的限制，不受氣源穩(wěn)定性和下游客戶需求的影響，用戶供氣和冷凝同時(shí)進(jìn)行，回收量可以根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)節(jié)；（2）使用氮?dú)庾鳛檩d冷介質(zhì)，避免了BOG回收工藝對(duì)國(guó)外BOG壓縮機(jī)設(shè)備及技術(shù)的依賴，同時(shí)免除了工藝中對(duì)可燃性烴類氣體的壓縮，消除了安全隱患；（3）采用市場(chǎng)上常見的壓縮機(jī)和膨脹機(jī)供冷，避開了低溫BOG壓縮問題，大大縮減投資規(guī)模，易于儀器維護(hù)修理；（4）BOG處理能力越大，收益越大，可固定式和移動(dòng)式，回收期越短；該項(xiàng)目回收期 1.8年。一、將常壓（低壓）儲(chǔ)罐BOG經(jīng)BOG壓縮機(jī)壓送到低溫高壓儲(chǔ)罐中，壓力增加，溫度也隨之升高。二、罐內(nèi)壓力進(jìn)一步增加，罐內(nèi)LNG飽和溫度隨之升高，這樣罐內(nèi)LNG實(shí)際上已處于過冷狀態(tài)