蒸发气回收利用技术对液化天然气接收站的影响

蒸发气回收利用技术对液化天然气接收站的影响

随着国外贸易逐渐成为世界价值链的主要手段，lng贸易站在相关产业链中的地位日益突出。目前，我国已建成20余座LNG接收站1lng接收站与天然气输送LNG接收站的主要功能包括接收海外的LNG运输船、储存、再气化以及将LNG输送至用户。因此，LNG接收站既是LNG远洋运输的终端，又是陆上天然气源头，是天然气输送的关键点。LNG接收站包括卸船、储存、再气化外输、蒸发气回收、燃料和火炬等系统。1.1刚性卸料臂在实际工程中的应用当运输船与岸上建立联系后，LNG卸船系统连接LNG卸料臂等设施开始卸载工作，系统实物图如图1所示。其中，卸料臂作为该系统的重要设备，一般选择技术成熟、可靠性好的刚性卸料臂。目前，国内外已有300多套卸料臂用于实际工程。我国LNG卸料臂主要依靠进口，国产设备的研发尚需进一步验证。1.2lc存储系统LNG储存系统主要由储罐、低压潜液泵等组成，如图2所示。其中，储罐材料常采用在低温条件下仍具有良好金属性能的9%Ni钢材料1.3输送泵和气化器LNG再气化外输系统主要包括高压输送泵、LNG气化器等设备。LNG高压输送泵类似LNG储存子系统中的低压潜液泵，但是其扬程和输出压力远大于低压潜液泵，主要用于将LNG输送至气化器。气化器主要分为开架式气化器、中间介质式气化器以及浸没燃烧式气化器。该系统主要起到调节天然气输出量的作用。1.4bog压缩机系统组成蒸发气回收系统主要包括蒸发气压缩机和再冷凝器等设备。作为系统的核心，BOG压缩机通常采用往复活塞式压缩机，主要由气缸、活塞杆压盖、活塞杆、活塞、导向轴承、十字头、连杆、曲轴、驱动端、非驱动端以及曲柄机构等组成1.5自动启动和操作燃料系统主要为系统能耗设备供能，如浸没燃烧式气化器。此外，燃料系统配备温度监视、液位监视以及压力监视等系统，会根据出口温度在手动启动和自动启动两种操作方式之间切换，以保证系统安全。1.6紧急应对系统运行火炬系统往往在非正常操作与故障工况下，作为紧急处理系统投入运行，一般针对无保护系统的接收站。在超压工况下，将部分气体或液体投入火炬燃烧，以达到泄压的目的。2卸料、气化及输出接收站基本工艺流程，如图3所示。陆上卸料臂将运输船上LNG进行卸料，并通过管道送至储罐。罐中的LNG分别经过低压泵与高压泵加压后进入气化器，并输出至下游管网。此外，针对LNG气化产生的BOG，接收站配备了BOG回收工艺流程。3回收处理为了提高系统安全性与经济性，BOG需要进行回收处理。当下主流的BOG回收技术包括直接压缩回收、再液化回收、压缩与再液化结合回收、氮膨胀制冷回收以及混合冷剂液化回收等技术。3.1bog压缩机与lng泵BOG直接压缩技术利用压缩机直接将蒸发气加压送至外输管网。其中，BOG压缩机与LNG泵为该技术的关键设备。该技术的优势在于流程简单，但随着接收站容量的增加，压缩机需处理的BOG量过多，导致回收过程能耗大幅度提高。因此，该技术不适用于大规模的LNG接收站。3.2lng冷回收技术再液化回收原理为蒸发气经压缩机加压后输送至再冷凝器，并经过低温LNG进行冷却。液化后的天然气通过升压泵和气化器输出。该技术能够利用LNG自身的冷凝性进行液化回收，耗能低，但回收效果依赖储罐LNG的输出。当LNG存在输出故障时，BOG的回收效果将大打折扣。3.3通过压缩和再萃取回收该技术通过综合BOG直接压缩技术与再液化回收技术，形成当下LNG接收站的主流回收工艺3.4氮气回收流程除利用系统本身的低温LNG进行BOG液化外，还可采用其他介质进行低温冷却。常见的方法为利用液氮进行低温冷却的氮膨胀制冷回收。典型的工艺流程为先将氮气压缩升压，输入BOG回收流程，氮气依次经过冷却换热与再膨胀得到低温氮气，然后低温氮气通过换热设备与BOG进行换热使BOG液化回收BOG；而氮气恢复至初始态还可以实现循环利用。为增强回收效果，逐渐形成了氮双级、氮三级膨胀制冷回收技术。通过将氮气多次压缩、膨胀得到温度更低的冷却剂，可增强BOG回收效果。该技术的优势在于氮气作为制冷剂操作安全，制取方便，技术成熟，缺点在于工艺流程复杂，占地面积较大。3.5其他冷却剂回收工艺与氮膨胀制冷回收类似，混合冷剂液化同样利用其他冷却剂进行BOG液化，其回收工艺由阶式制冷发展而来。将阶式工艺的纯组分替换为含有碳氢化合物与N4lng接收站的bog回收工艺的发展方向我国LNG接收站的BOG回收技术主要经历了再液化技术到直接压缩与再液化相结合回收的转变。后者对BOG生成波动具有较强的鲁棒性，具有可降低BOG压缩机耗能、合理利用LNG冷能等特点，符合当下节能减排的要求。当下回收工艺的选择需要考虑安全、环保等指标，根据每种技术的特点，综合BOG生成量、LNG外输量、投资回收期以及系统占地等具体因素进行选择，以达到最合适的效果。未来LNG接收站的BOG回收技术的发展方向为最大BOG回收率和最小能耗。具体可以分为以下几个方向：（1）多