lng接收站新增储罐预冷过程中的bog回收利用

lng接收站新增储罐预冷过程中的bog回收利用

1lng站和lng储水池的冷却性能1.1lng接收站近年来，世界液化天然气（lng）贸易已成为世界能源市场的热点。因为它交通便利，可以节省环境。为保证能源供应多元化和改善能源消费结构，国家越来越重视LNG的引进，沿海地区开始大规模兴建LNG接收站LNG接收站的主要功能是通过LNG船舶将液化天然气从国外进口至国内LNG接收站，通过卸料臂存储在LNG储罐中，通过罐内泵增压后一部分直接输送至LNG槽罐车，通过槽罐车运送至LNG加气站、小型汽化站、工厂等用户；另一部分通过高压泵再次增压进入汽化器汽化，通过管道输送至下游燃气用户、天然气发电厂和工厂用户1.2lng储罐预冷LNG储罐作为接收站的核心设备，正常工作温度为-163℃。LNG储罐建成后罐内部处于常温状态，若直接填充LNG，一方面LNG会急剧汽化，体积会增大600倍，使罐内压力迅速升高，损坏罐体；另一方面LNG作为低温介质，瞬间与罐内Ni9钢接触，使Ni9钢温度骤降发生应力变形，撕裂焊缝造成罐体结构性损伤。因此LNG储罐正式投用前，需要对罐体进行预冷，使罐内温度缓慢降至工作温度，同时有效检验罐内低温材料质量、焊接质量、管道冷缩量和管托支撑效果及低温阀门密封性等，降低生产过程中的安全风险。根据EN14620-5规定，储罐预冷过程中温降速率宜为3℃/h，最大不超过5℃/h，罐壁或罐底任意两个不相邻温度传感器之间温度差不宜大于30℃。预冷时要逐步降低储罐和相关工艺管道温度，防止温度骤降影响金属材料性能产生较大应力而损伤储罐和管件储罐预冷一般采用LNG通过预冷管道进入罐体，通过热交换将罐体温度缓慢降至工作温度。储罐预冷会产生大量BOG气体，需要将产生的BOG气体排出以降低储罐压力和温度。BOG气体易燃易爆，不能直接就地排放，常规BOG处理方式有BOG压缩机回收和火炬放空燃烧。目前LNG接收站储罐常规预冷主要有以下两种方式。1.2.1卸料系统不全满足储罐预冷后期压力控制要求直接利用卸料管道内的LNG进入储罐预冷管道对储罐进行预冷。由于卸料系统正常运行压力一般维持在0.2MPag，储罐预冷后期需将压力控制在0.5MPag(储罐喷淋头的工作压力，此压力下储罐预冷效果好)。因此，利用卸料系统无法完全满足储罐预冷后期压力控制要求，且该操作模式下卸船作业也会影响储罐预冷进度。所以该方式主要用于接收站投用初期接卸首船LNG储罐预冷操作，利用船内泵及汽化器气化加压，通过卸料管道对LNG储罐进行预冷。1.2.2通过低室外输送系统预冷lng存储该方式适用于接收站扩建储罐预冷，通过直接利用低压外输管道跨接至储罐预冷喷淋管道实现预冷2罐预冷产生的bog气体回收方式新增LNG储罐预冷工艺与接收站首次投用LNG储罐预冷方式不同，考虑到接收站已处于正常生产运行状态，新增LNG储罐预冷产生的BOG回收操作更加复杂。结合实践经验，总结出LNG接收站新增储罐预冷产生的BOG气体回收主要有以下三种方式。(1)预冷产生的BOG管道与已投用储罐连通，直接通过BOG压缩机回收。(2)预冷产生的BOG管道与已投用储罐连通，通过火炬放空燃烧。(3)预冷前期隔离在用储罐BOG流程，新增LNG储罐预冷产生BOG通过火炬放空燃烧。2.1火炬放空阀门将新增LNG储罐BOG管道与已投用储罐BOG管道连通，关闭火炬放空阀门，新增储罐预冷产生的BOG气体与已投用储罐内的BOG混合后直接通过BOG压缩机回收。该方法适用于储罐预冷后期，此时BOG温度较低，且组分中氮气较少，对压缩机运行状况影响较小。2.2火炬放空燃烧处理新增LNG储罐BOG管道与前期投用储罐BOG管道连通，关闭BOG压缩机，新增LNG储罐预冷产生的BOG气体与已投用储罐内的BOG混合后通过火炬放空燃烧。该方法适用于储罐预冷任何一个阶段，对BOG处理系统影响最小。2.3压力增长至火炬放空值新增LNG储罐预冷前期，将已投用的储罐压力降低至8kPag左右，此时将已投用的储罐BOG系统进行隔离，隔离过程中压力增长至火炬放空值26kPag需8～9小时。新增储罐预冷产生的BOG通过火炬放空燃烧，待新增储罐BOG温度达到-89℃(乙烷露点，在此温度和压力下易液化成液滴)时，与已投用储罐BOG管道连通，将混合后的BOG气体通过BOG压缩机回收。3比较波格处理方法的相关性新增LNG储罐预冷产生的BOG气体处理方式选择主要考虑经济性和可操作性。3.1bog混合气体BOG压缩机直接回收工艺可以实现BOG零放空，经济效益显著，但在实际可操作性差。BOG压缩机回收BOG时，经过入口缓冲罐进行气液分离，然后经过入口过滤器过滤杂质，最后进入BOG压缩机增压后送至再冷凝器新增LNG储罐预冷前期产生的BOG气体温度较高，组分中包含氮气、乙烷、丙烷等重烃物质，当与接收站其他在运行的储罐中产生的BOG混合后，该混合气体通过BOG压缩机入口过滤器时，组分中的C3.2约耗损lng213火炬放空燃烧操作简单，但经济性差。按照储罐预冷平均速度4℃/h，约耗损LNG120t。此时，新增LNG储罐与已投用储罐BOG管道处于连通状态，故已投用储罐产生的BOG也会随之燃烧，增加了BOG损耗量，造成资源严重浪费。3.3火炬燃烧与预冷系统匹配采取火炬燃烧与BOG压缩机回收联合处理方式，步骤如下：(1)提前将组分较轻的LNG卸至已投用储罐，利用该罐内的LNG作为新增LNG储罐的预冷介质，从源头减少LNG中重烃含量，预冷前利用此罐内LNG置换新增储罐预冷管道。(2)提前将已投用储罐压力降至正常操作压力下限8KPag左右(具体值根据各接收站储罐设计要求和实际操作范围而定)，新增储罐预冷前与已投用储罐BOG系统隔离。(3)新增LNG储罐预冷前期，产生的BOG气体通过火炬燃烧。根据实践经验，LNG储罐BOG系统隔离时，罐压上升速率约2kPag/h，至已投用储罐压力达到正常操作压力上限26kPag(具体值根据各接收站储罐设计要求和实际操作范围而定)约9h，预冷至-89℃大约需要15h。故前9h内，新增LNG储罐预冷产生的BOG通过火炬放空燃烧，9～15h期间将BOG系统连通并投用，混合气体通过火炬放空燃烧。(4)当新增LNG储罐预冷产生的BOG达到-89℃时，关闭火炬系统，启动BOG压缩机回收该混合气体。4bog储罐预冷(1)BOG压缩机直接回收处理、火炬放空燃烧处理、BOG压缩机直接回收与火炬放空燃烧联合处理是对LNG储罐产生的BOG最常见的处理方法。(2)新增LNG储罐预冷