采用bog自身壓縮膨脹液化bog的再液化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種采用BOG自身壓縮膨脹液化BOG的再液化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)、潔凈的能源，其熱值高，對環(huán)境污染小，被認(rèn)為是未來首選能源。常壓液化天然氣(LNG)作為天然氣的一種存在形式，其體積僅相當(dāng)于標(biāo)況體積的I/625，十分有利于運(yùn)輸和儲(chǔ)存。隨著世界和我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對天然氣需求與日倶增，LNG以其很高的經(jīng)濟(jì)性、靈活性等受到世界各國的青睞。由于LNG特殊的儲(chǔ)存條件，LNG液化工廠、LNG轉(zhuǎn)運(yùn)站及LNG接收站中產(chǎn)生大量的BOG氣體，主要來源為LNG儲(chǔ)罐中自然蒸發(fā)及LNG槽車充裝時(shí)產(chǎn)生大量的BOG氣體。目前液化工廠中BOG大多是返回原料氣中再液化處理，但當(dāng)液化工廠停產(chǎn)時(shí)，蒸發(fā)出的BOG無法處理，而接收站及轉(zhuǎn)運(yùn)站中若沒有配置再液化處理裝置，這些BOG只能放空燃燒，對環(huán)境造成污染的同時(shí)，也浪費(fèi)了大量的能源，造成能耗高等問題。
[0003]BOG再液化工藝的優(yōu)劣將直接影響LNG儲(chǔ)運(yùn)的安全和經(jīng)濟(jì)效益。目前的采用的BOG再液化工藝大致有兩種:一種為氮?dú)鈮嚎s膨脹制冷工藝，該工藝采用氮?dú)庾鳛橹评鋭瑝嚎s膨脹為BOG提供制冷量;該工藝需要獨(dú)立的氮?dú)庵评溲h(huán)，流程設(shè)備多且復(fù)雜，能耗相對較高。第二種是采用BOG直接冷凝法，BOG經(jīng)BOG壓縮機(jī)壓縮后與來自栗的LNG混合后重新冷凝，利用從LNG儲(chǔ)罐輸出的LNG的冷能;此工藝能耗低，但是僅適用于有連續(xù)LNG輸出時(shí)的情況。
[0004]申請?zhí)枮?01510167535.2的中國專利公開了一種BOG再液化工藝及其再液化回收系統(tǒng)，在對BOG進(jìn)行冷卻的過程中采用BOG自身壓縮后節(jié)流產(chǎn)生的冷量對自身進(jìn)行制冷，使得BOG再液化，重新收集到LNG儲(chǔ)罐內(nèi)，從而能夠避免采用其他制冷劑液化BOG帶來的成本增加。但該技術(shù)方案的工藝流程和系統(tǒng)處理單位體積BOG的能耗非常高(專利中指出為3.45?7.655KW.h/Nm3)，仍有很大優(yōu)化空間。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)合理的采用BOG自身壓縮膨脹液化BOG的再液化系統(tǒng)，通過采用BOG自身作為制冷劑，僅需I臺(tái)常溫BOG壓縮機(jī)、I臺(tái)透平膨脹機(jī)及I個(gè)換熱器，大大地簡化了流程，減少了設(shè)備、降低了成本，且能耗低，啟停響應(yīng)速度快，操作彈性大，變負(fù)荷能力強(qiáng)，適用范圍廣。
[0006]本實(shí)用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:一種采用BOG自身壓縮膨脹液化BOG的再液化系統(tǒng)，其特征在于:LNG儲(chǔ)罐、BOG緩沖罐、BOG壓縮機(jī)、透平膨脹機(jī)、換熱器、節(jié)流閥、氣液分離器、第一冷卻器和第二冷卻器；
[0007]換熱器具有第一流道、第二流道、第三流道和第四流道；
[0008]LNG儲(chǔ)罐的BOG出口與換熱器的第一流道的冷端入口連通，而換熱器的第一流道的熱端出口與BOG緩沖罐的入口連通;BOG緩沖罐的出口與BOG壓縮機(jī)的入口連通;BOG壓縮機(jī)的出口與第一冷卻器的入口連通；
[0009]第一冷卻器的出口與換熱器的第二流道的熱端入口連通，而換熱器的第二流道的冷端出口與節(jié)流閥的入口連通，節(jié)流閥的出口與氣液分離器的入口連通，氣液分離器的出口與LNG儲(chǔ)罐的入口連通；
[0010]第一冷卻器的出口還與透平膨脹機(jī)的增壓端入口連通，透平膨脹機(jī)的增壓端出口與第二冷卻器的入口連通，第二冷卻器的出口與換熱器的第三流道的熱端入口連通，而換熱器的第三流道的冷端出口與透平膨脹機(jī)的膨脹端入口連通;透平膨脹機(jī)的膨脹端出口與換熱器的第四流道的冷端入口連通，而換熱器的第四流道的熱端出口與BOG緩沖罐的入口連通。
[0011 ] 本實(shí)用新型還包括三通;第一冷卻器的出口與三通用管道連通，三通的兩個(gè)出口分別與換熱器的第二流道的熱端入口和透平膨脹機(jī)的增壓端入口連通。
[0012]本實(shí)用新型所述的第一冷卻器和第二冷卻器為水冷卻器。
[0013]一種采用BOG自身壓縮膨脹液化BOG的再液化工藝，其特征在于:采用上述的系統(tǒng)進(jìn)行處理；
[0014]LNG儲(chǔ)罐蒸發(fā)出的BOG先經(jīng)換熱器回收冷量復(fù)熱至15?30°C，再進(jìn)入BOG緩沖罐與同樣復(fù)熱至15?30°C的作為冷劑的BOG匯合，而后進(jìn)入BOG壓縮機(jī)壓縮至600?100Kpa.A，壓縮后的BOG經(jīng)第一冷卻器冷卻至35?40°C后分為兩部分；
[0015]第一部分BOG進(jìn)入換熱器中進(jìn)一步被冷卻液化至-150?_155°C，之后經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后至120Kpa.A進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的含氮量高的氣體放空，液體進(jìn)入LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存；
[0016]第二部分用做第一部分的冷劑，該部分的BOG先經(jīng)過透平膨脹機(jī)的增壓端增壓至1000?1200Kpa.A，再經(jīng)第二冷卻器水冷至35?40°C后進(jìn)入換熱器冷卻至-95?-110°c，再進(jìn)入透平膨脹機(jī)的膨脹端膨脹至130?150Kpa.A、-155?-160°C，膨脹后的BOG返回?fù)Q熱器提供冷量同時(shí)被復(fù)熱至15?30°C后進(jìn)入BOG緩沖罐與第一部分的BOG匯合，如此循環(huán)。
[0017]本實(shí)用新型所述的采用BOG自身壓縮膨脹液化BOG的再液化工藝，其特征在于:
[0018]LNG儲(chǔ)罐蒸發(fā)出的BOG先經(jīng)換熱器回收冷量復(fù)熱至20°C，再進(jìn)入BOG緩沖罐與同樣復(fù)熱至20°C的作為冷劑的BOG匯合，而后進(jìn)入BOG壓縮機(jī)壓縮至700Kpa，壓縮后的BOG經(jīng)第一冷卻器冷卻至40°C后分為兩部分；
[0019]第一部分BOG進(jìn)入換熱器中進(jìn)一步被冷卻液化至_152°C，之后經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后至120Kpa進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的含氮量高的氣體放空，液體進(jìn)入LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存；
[0020]第二部分用做第一部分的冷劑，該部分的BOG先經(jīng)過透平膨脹機(jī)的增壓端增壓至1080Kpa，再經(jīng)第二冷卻器水冷至40°C后進(jìn)入換熱器冷卻至_100°C，再進(jìn)入透平膨脹機(jī)的膨脹端膨脹至130Kpa和-160°C，膨脹后的BOG返回?fù)Q熱器提供冷量同時(shí)被復(fù)熱至20°C后進(jìn)入BOG緩沖罐與第一部分的BOG匯合，如此循環(huán)。
[0021]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0022]1、本實(shí)用新型的制冷劑采用BOG本身，無需額外的冷劑及冷劑制備裝置，減少了制冷循環(huán)中冷劑儲(chǔ)罐的配置，減少了額外的冷劑壓縮機(jī)，僅需I臺(tái)常溫的BOG壓縮機(jī)，使整個(gè)流程更加簡單，投資更省。
[0023]2、本實(shí)用新型的BOG壓縮機(jī)壓縮后的壓力為700Kpa，可采用螺桿壓縮機(jī)，可靠性高、壽命長、自動(dòng)化程度高，適應(yīng)性強(qiáng)，投資省;并且在LNG液化工廠中，還可利用原有的BOG壓縮機(jī)，無需額外配置。
[0024]3、本實(shí)用新型流程簡單，設(shè)備少，僅有I臺(tái)常溫BOG壓縮機(jī)、I臺(tái)BOG透平膨脹機(jī)、I臺(tái)換熱器、I節(jié)流閥及閃蒸罐，投資省，經(jīng)濟(jì)性好且可實(shí)現(xiàn)撬裝化。
[0025]4、節(jié)流后氣體放空，避免整個(gè)工藝流路中氮含量的聚集而增加能耗。
[0026]5、本實(shí)用新型壓縮后分兩部分，一部分為需要液化的BOG量，一部分為進(jìn)入透平膨脹機(jī)的制冷劑量，可根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目中BOG量及組分的情況，調(diào)整進(jìn)入透平膨脹機(jī)的制冷劑量或調(diào)整透平膨脹機(jī)機(jī)后壓力來滿足制冷量的要求，使之滿足不同項(xiàng)目不同BOG量的要求及變負(fù)荷生產(chǎn)，操作調(diào)節(jié)方便簡單，適應(yīng)性好。
[0027]6、本流程采用透平膨脹機(jī)制冷，充分利用膨脹機(jī)高壓、高焓降的特點(diǎn)，降低了能耗;充分利用膨脹機(jī)的輸出功，使冷劑BOG繼續(xù)增壓后膨脹，提高了制冷量；
[0028]7、儲(chǔ)罐蒸發(fā)出的BOG通過換熱器復(fù)熱后進(jìn)入壓縮機(jī)，避免了冷量的浪費(fèi)，降低了能耗，且壓縮機(jī)可采用常溫壓縮機(jī)，大大降低了成本。
[0029]因此，本實(shí)用新型具有流程簡單、占地面積小、投資省，并且裝置能耗低，操作彈性大，變負(fù)荷能力強(qiáng)，適用范圍廣，易于做撬塊等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于LNG接收站或有多余BOG的LNG液化工廠。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對本實(shí)用新型的解釋而本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。