一種用于lng常壓儲罐的bog冷凝回收系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及BOG氣體回收技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于LNG常壓儲罐的BOG冷凝回收系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LNG (液化天然氣)是一種清潔能源。隨著LNG燃料汽車(船舶)、城鎮(zhèn)居民燃?xì)?、鍋爐燃?xì)饧叭細(xì)獍l(fā)電、陶瓷燒結(jié)等領(lǐng)域逐步廣泛應(yīng)用，近年來LNG消耗需求量正呈現(xiàn)快速增長趨勢。LNG的來源主要有兩部分，即通常所說的“陸氣”(陸上LNG液化工廠生產(chǎn)的LNG，通常是通過LNG運(yùn)輸車運(yùn)輸)、“海氣”(海外LNG，通常是通過大型LNG運(yùn)輸船將LNG運(yùn)輸至陸上LNG接收站并儲存)。LNG在常壓下的液化溫度約為_162°C，盡管LNG儲運(yùn)設(shè)備或LNG輸送管道均采取了良好的保冷保護(hù)措施，但由于其與環(huán)境之間存在很大的溫差，LNG在儲存、運(yùn)輸過程中的吸熱蒸發(fā)總是存在，BOG (LNG在儲存、運(yùn)輸?shù)冗^程中自然吸熱蒸發(fā)的氣體)的產(chǎn)生不可避免。LNG隨著吸熱量的不斷增加，BOG的產(chǎn)生量會逐漸增加，LNG儲運(yùn)壓力隨之也會不斷上升，此情況下若未采取有效的降壓措施，為避免造成超壓安全等事故，當(dāng)LNG儲運(yùn)壓力達(dá)到一定壓力時，一般會通過向大氣放散方式自動或手動進(jìn)行卸壓，BOG的放散會造成環(huán)境污染、能源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。為此，BOG的回收利用便成為LNG應(yīng)用工程中需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種節(jié)約了能源、避免環(huán)境污染的用于LNG常壓儲罐的BOG冷凝回收系統(tǒng)及方法。
[0004]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:
一種用于LNG常壓儲罐的BOG冷凝回收系統(tǒng)，包括LNG常壓儲罐、BOG冷凝回收器和液氮儲罐，LNG常壓儲罐的頂部設(shè)置有BOG引出管，BOG引出管通過管道連接BOG冷凝回收器的熱源通道進(jìn)口，BOG冷凝回收器的熱源通道出口通過管路連接LNG常壓儲罐，即BOG經(jīng)液氮冷卻以后變?yōu)長NG返回到LNG常壓儲罐，BOG冷凝回收器的冷源通道進(jìn)口通過管路連接液氮儲罐的排液管，BOG冷凝回收器的冷源通道出口連接氮?dú)夥趴展?，氮?dú)夥趴展苓B接液氮儲罐放空管，液氮儲罐放空管連接液氮儲罐的氣相空間。
[0005]使液氮和BOG在BOG回收冷凝器中完成熱交換，使儲罐的壓力降低，一次性投入成本降低，使儲罐中的BOG氣體實(shí)現(xiàn)了零排放，既節(jié)約了能源，也避免了對環(huán)境的污染。
[0006]LNG常壓儲罐內(nèi)由于BOG的形成而壓力上升，從而BOG自動經(jīng)BOG引出管進(jìn)入BOG冷凝回收器進(jìn)行冷凝，故冷凝過程為自動進(jìn)行，無需額外設(shè)置動力設(shè)備，節(jié)省能耗。
[0007]還包括控制系統(tǒng)，所述的LNG常壓儲罐上設(shè)置有用于檢測LNG常壓儲罐壓力的壓力檢測裝置A，氮?dú)夥趴展苌显O(shè)置有用于檢測氮?dú)夥趴展軆?nèi)放空氮?dú)鉁囟鹊臏囟葯z測裝置A，連接BOG引出管和BOG冷凝回收器的熱源通道進(jìn)口的管道上設(shè)置有氣體切斷閥A，連接BOG冷凝回收器的冷源通道進(jìn)口和液氮儲罐的排液管的管道上設(shè)置有液氮流量調(diào)節(jié)閥，壓力檢測裝置A、溫度檢測裝置A、氣體切斷閥A和液氮流量調(diào)節(jié)閥均與控制系統(tǒng)連接，可通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。BOG冷凝回收器熱源的出口管道，即LNG管道，上設(shè)有溫度檢測裝置B，用于檢測冷凝后LNG的溫度。當(dāng)LNG常壓儲罐充液時，通過控制系統(tǒng)打開氣體切斷閥A和液氮流量調(diào)節(jié)閥，LNG常壓儲罐產(chǎn)生的BOG氣體便進(jìn)入BOG冷凝回收器，同時液氮儲罐中的液氮流入BOG冷凝回收器，對進(jìn)入的BOG氣體進(jìn)行冷卻；當(dāng)溫度檢測裝置A檢測到氮?dú)夥趴展軆?nèi)氮?dú)鉁囟雀哂谠O(shè)定值時，或當(dāng)壓力檢測裝置A檢測到LNG常壓儲罐的壓力超過設(shè)定值時，控制系統(tǒng)控制液氮流量調(diào)節(jié)閥開度增大，當(dāng)溫度檢測裝置A檢測到氮?dú)夥趴展軆?nèi)氮?dú)鉁囟鹊陀谠O(shè)定值時，或當(dāng)壓力檢測裝置A檢測到LNG常壓儲罐的壓力低于設(shè)定值時，控制系統(tǒng)控制液氮流量調(diào)節(jié)閥開度減小。
[0008]通過對管線及儲罐溫度、壓力進(jìn)行檢測，采用控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了冷凝回收系統(tǒng)的自動調(diào)控，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，節(jié)省人工。
[0009]氮?dú)夥趴展苌显O(shè)置有用于檢測氮?dú)夥趴展軆?nèi)氮?dú)鈮毫Φ膲毫z測裝置B，氮?dú)夥趴展芘c液氮儲罐放空管通過三通連接氮?dú)夥趴湛偣?，從而氮?dú)夥趴展艿牡獨(dú)夂鸵旱獌薹趴展軆?nèi)的氮?dú)鈪R合至氮?dú)夥趴湛偣?，氮?dú)夥趴湛偣苓B接氮?dú)馀欧叛b置，氮?dú)夥趴湛偣苌显O(shè)置有緊急切斷閥，壓力檢測裝置B和緊急切斷閥均與控制系統(tǒng)連接，可通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。當(dāng)壓力檢測裝置B檢測到氮?dú)夥趴展軆?nèi)氮?dú)鈮毫Ω哂谠O(shè)定值時，控制系統(tǒng)控制緊急切斷閥打開，氮?dú)馔ㄟ^氮?dú)馀欧叛b置對外放空；當(dāng)壓力檢測裝置B檢測到氮?dú)夥趴展軆?nèi)氮?dú)鈮毫Φ陀谠O(shè)定值時，控制系統(tǒng)控制緊急切斷閥關(guān)閉，防止潮濕空氣進(jìn)入。
[0010]通過設(shè)置壓力檢測裝置B、三通和緊急切斷閥，實(shí)現(xiàn)了對液氮循環(huán)管路的壓力控制，避免了高壓工況的產(chǎn)生，安全穩(wěn)定，且同樣采用控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控節(jié)省人工。
[0011]所述的BOG冷凝回收器的外部套裝有保冷箱，保冷箱內(nèi)位于BOG冷凝回收器與保冷箱的內(nèi)壁之間填充有絕熱保冷材料。
[0012]通過設(shè)置保冷箱及絕熱保冷材料，大大減少了冷量的損耗，節(jié)省能耗。
[0013]優(yōu)選的，所述的絕熱保冷材料為珠光砂。
[0014]優(yōu)選的，所述的BOG冷凝回收器為板翅式換熱器。
[0015]優(yōu)選的，所述的保冷箱內(nèi)還設(shè)置有氮?dú)獗Ｗo(hù)管線，防止潮濕空氣進(jìn)入保冷箱而影響到保冷效果，氮?dú)夥趴展芡ㄟ^支管連通保冷箱，通過支管向保冷箱的氮?dú)獗Ｗo(hù)管線內(nèi)輸入氮?dú)猓瑥亩贡＠湎鋬?nèi)部及保冷箱內(nèi)的絕熱保冷材料保持干燥，支管上設(shè)置有控制閥。保冷箱上部設(shè)置有排空閥、絕熱保冷材料注入口及檢修人孔。
[0016]BOG冷凝回收器的冷源通道出口與熱源通道入口之間還連接有預(yù)冷夾套，所述的預(yù)冷夾套具有管形的內(nèi)管層和套設(shè)于內(nèi)管層外側(cè)的夾套層，內(nèi)管層和夾套層均為密閉腔體，內(nèi)管層和夾套層的兩端均設(shè)置有連通各自內(nèi)部腔體的接口，冷凝回收器的冷源通道出口連接夾套層的接口 A，夾套層的另一接口 B連接氮?dú)夥趴展?，?nèi)管層的接口 A連接熱源通道入口，內(nèi)管層的另一接口 B連接BOG引出管，夾套層的接口 A與內(nèi)管層的接口 A位于預(yù)冷夾套的同一端，從而利用排放的氮?dú)鈱嵩碆OG進(jìn)行預(yù)冷卻，熱源BOG氣體走內(nèi)管層，冷源氮?dú)庾邐A套層，逆流預(yù)換熱。通過設(shè)置預(yù)冷夾套，增大了液氮與BOG的換熱面積，提高了冷凝效率。
[0017]優(yōu)選的，BOG冷凝回收器所處的位置位于LNG常壓儲罐所處位置的上部，冷凝后的LNG通過自重進(jìn)入LNG常壓儲罐。
[0018]采用上述用于LNG常壓儲罐的BOG冷凝回收系統(tǒng)回收BOG的方法，將LNG常壓儲罐內(nèi)的BOG引入BOG冷凝回收器，并由引入BOG冷凝回收器的液氮對引入的BOG進(jìn)行冷卻，BOG冷卻為LNG后返回至LNG常壓儲罐。
[0019]還包括采用對BOG冷凝回收器內(nèi)BOG進(jìn)行冷卻后的液氮繼續(xù)對從LNG常壓儲罐內(nèi)引出的BOG進(jìn)行預(yù)冷的步驟。
[0020]進(jìn)一步的，當(dāng)LNG常壓儲罐氣相空間壓力超高時，通過控制系統(tǒng)打開氣體切斷閥A和液氮流量調(diào)節(jié)閥，LNG常壓儲罐產(chǎn)生的BOG氣體便進(jìn)入BOG冷凝回收器，同時液氮儲罐中的液氮流入BOG冷凝回收器，對進(jìn)入的BOG氣體進(jìn)行冷卻；當(dāng)溫度檢測裝置A檢測到氮?dú)夥趴展軆?nèi)氮?dú)鉁囟雀哂谠O(shè)定值時，或當(dāng)壓力檢測裝置A檢測到LNG常壓儲罐的壓力超過設(shè)定值時，控制系統(tǒng)控制液氮流量調(diào)節(jié)閥開度增大，當(dāng)溫度檢測裝置A檢測到氮?dú)夥趴展軆?nèi)