LNG接收站BOG處理工藝優(yōu)化研究

蒲志遠

摘 要：文章對LNG接收站的工藝進行簡單介紹，分析LNG接收站中產(chǎn)生BOG的機理以及目前對BOG進行處理的常用處理工藝，從這兩種常用的處理工藝的特點和能耗等方面進行分析，并針對其特點進行了相應的優(yōu)化，以供參考。

關(guān)鍵詞：LNG接收站 BOG處理工藝 對比優(yōu)化

1 引言

在我國經(jīng)濟快速發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的過程中，天然氣在我國能源結(jié)構(gòu)中所占的比重越來越大，是我國目前主要的戰(zhàn)略物資之一。根據(jù)我國天然氣發(fā)展規(guī)劃的要求，以及目前我國社會對于LNG需求量的增加形勢，我國加大了對LNG接收站的建設(shè)力度，并開始大力發(fā)展LNG相關(guān)工業(yè)。對于目前建設(shè)完成并投入運行的LNG接收站來說，對于蒸發(fā)氣（BOG）的處理是其中比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，且BOG處理工藝則直接影響LNG接收站的運行能耗以及運行的安全性和穩(wěn)定性。所以就需要針對目前我國比較欠缺的LNG專用設(shè)計、施工、安裝以及運行管理等方面的技術(shù)和經(jīng)驗，針對不同的BOG處理工藝進行對比和優(yōu)化，提出一種合理的BOG處理工藝方案。

2 LNG接收站工藝概述

LNG接收站就是用于對海上運輸?shù)腖NG進行陸上接收的重要平臺，而且在接收海上運輸?shù)腖NG之后還要對陸上的天然氣用戶進行分配和供應。因此在LNG接收站中對天然氣的處理過程主要有接收、儲存和再氣化，主要的工藝包括天然氣的儲存、低壓外輸、BOG處理、增壓氣化外輸?shù)?。其基本流程就是在接收海上運輸?shù)腖NG之后首先需要通過接收站內(nèi)大型的低溫儲罐對LNG進行儲存，然后通過氣化工藝對LNG進行氣化，最后利用場外的天然氣管道向用戶進行輸送。目前我國主要建設(shè)的LNG接收站有以下三種形式：一是比較大型的LNG接收站，主要以我國的廣東大鵬LNG、福建LNG、上海LNG以及青島和廣西等大型的LNG接收站為主。其他兩種則分別為小型LNG接收站和衛(wèi)星型LNG接收站。

3 LNG接收站BOG處理工藝分析

在LNG接收站的日常運行中，BOG的產(chǎn)生主要有以下幾個部分：LNG儲罐和管路在正常狀態(tài)下由于吸收外部的熱量而產(chǎn)生BOG；當與LNG進行直接接觸的設(shè)備進行啟停過程中會不可避免產(chǎn)生熱量也會導致BOG的產(chǎn)生；在LNG卸料過程中需要通過總管進行儲罐以及回流回儲罐等，此時如果外界溫度較高以及氣相空間被輸入的LNG占據(jù)都會產(chǎn)生BOG。此外，LNG系統(tǒng)存在漏熱、壓力差以及閃蒸等現(xiàn)象都會導致在LNG接收站的儲罐、操作設(shè)備和管線內(nèi)產(chǎn)生大量的BOG。針對LNG接收站中對于BOG的處理，總共有四種方式，一是對BOG直接進行壓縮；二是對BOG進行再冷凝液化；三是對BOG進行間接熱交換之后進行再液化；四是蓄冷式再液化。目前在LNG接收站中比較常用的就是前兩種處理工藝，如圖3.1和3.2所示，其中前者就是對BOG進行直接壓縮的工藝，采用壓縮機對BOG加壓之后直接進入外輸管網(wǎng)；后者就是對其進行再冷凝液化處理工藝，就是采用壓縮機對BOG進行加壓之后進入再冷凝器，在再冷凝器中與過冷的LNG進行混合之后編程液態(tài)然后通過高壓泵進行加壓之后再進入氣化器進行氣化之后進行外輸。

4 LNG接收站BOG處理工藝對比優(yōu)化分析

4.1兩種BOG處理工藝的特點對比

針對目前比較常用的BOG直接壓縮工藝以及BOG再冷凝液化工藝來說，前者所需要的設(shè)備較少，而且處理工藝流程也相對較為簡單，這從圖3.1可以看出，但是其主要的缺點具有在BOG處理過程中具有較高的能耗。而后者則需要較多的設(shè)備和較為復雜的流程，這從圖3.2中也可以看出，而且在BOG處理過程中還需要有不斷的冷源，否則就會導致BOG排入火炬系統(tǒng)中而造成浪費。但是此種處理工藝最大的優(yōu)點就是具有較低的能耗。下面從能耗方面對這兩種工藝進行對比。

4.2兩種BOG處理工藝的能耗對比優(yōu)化

對BOG直接壓縮工藝和再冷凝液化工藝的能耗對比，選取氣源型和調(diào)峰型兩種不同的LNG接收站采用這兩種工藝所用的能耗進行比對。其中對于氣源型LNG接收站來說，在儲罐體積、泵外送量、氣量、外輸管網(wǎng)壓力等參數(shù)相同的情況下，BOG再冷凝液化工藝比直接壓縮工藝節(jié)約18.61%的能耗。而對于調(diào)峰型LNG接收站也在上述相同的參數(shù)下進行對比可知，其節(jié)約能耗大約為9.7%。足以證明后者具有較高的節(jié)能效果。然后對影響節(jié)能效果的因素進行分析可知，在BOG處理過程中，外輸量、外輸壓力、再冷凝器壓力等會對節(jié)能效果產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)為：一是外輸量對節(jié)能效果的影響不大，主要表現(xiàn)為隨著外輸量的增大而BOG量也會隨之增加。二是隨著外輸壓力的增加，再冷凝液化工藝的節(jié)能量會隨之增加，這主要是由于外輸壓力的增加會導致直接壓縮工藝中的壓縮機比焓差會比再冷凝液化工藝增加的更快，所以導致其能耗也增加的更多。三是隨著再冷凝器壓力的增加，BOG再冷凝液化工藝的消耗量也會增加，也就會降低此工藝的節(jié)能量。但是也不能無限制的降低再冷凝器壓力，會導致物料比增加而造成LNG接收站處于較小外輸量工況時具有較大的操作難度。因此通常將此壓力控制在0.7～0.9MPa的范圍內(nèi)。

4.3BOG處理工藝優(yōu)化分析

對LNG接收站中的BOG處理工藝進行優(yōu)化，需要根據(jù)接受站中具體的儲罐數(shù)量、外輸氣量以及其運行環(huán)境中的各種自然和人為影響因素等進行分析，針對站內(nèi)產(chǎn)生的不同的BOG量對站內(nèi)所需要配置的儲罐數(shù)量和壓縮機數(shù)量進行計算與實際進行對比，為了降低BOG處理過程中所消耗的成本以及所帶來的安全問題，可以采用將上述兩種工藝進行結(jié)合的方式來提高對能源的利用效率。此外，對于無法進行處理的BOG可以采用CNG壓縮和再冷凝綜合回收工藝將BOG制成CNG然后使用槽車進行輸送。

5 結(jié)語

再冷凝工藝和直接壓縮工藝各有優(yōu)劣，需要針對不同的接收站情況進行對比選擇。國內(nèi)部分接收站綜合利用兩種工藝，通過再冷凝工藝和直接壓縮工藝綜合回收BOG，提高了能源的利用率。

參考文獻：

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