壓縮甲烷氣回收控制系統(tǒng)以及回收控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體回收再利用的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指應(yīng)用在液化天然氣(LNG)存儲和運(yùn)輸過程中蒸發(fā)氣體(BOG)的回收。
【背景技術(shù)】
[0002]液化天然氣(LNG)主要成分是甲烷，被公認(rèn)是地球上最干凈的能源，無色、無味、無毒且無腐蝕性，其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/625，液化天然氣的重量僅為同體積水的45%左右。液化天然氣是天然氣經(jīng)壓縮、冷卻至其沸點(diǎn)溫度后變成液體，通常液化天然氣儲存在零下161.5攝氏度、0.1MPa左右的低溫儲存罐內(nèi)，用專用船或油罐車運(yùn)輸，使用時重新氣化。液化天然氣燃燒后對空氣污染非常小，而且放出的熱量大，所以液化天然氣是一種比較先進(jìn)的能源。
[0003]現(xiàn)有LNG系統(tǒng)具有良好的絕熱措施，但在儲存和操作的過程中，因外界的熱量傳遞和系統(tǒng)的冷卻需要，其內(nèi)部會不可避免地產(chǎn)生一定數(shù)量的蒸發(fā)氣(Boiled Off Gas，簡稱BOG)。隨著BOG數(shù)量的不斷增加，LNG系統(tǒng)內(nèi)部的溫度和壓力會隨之升高，當(dāng)LNG儲罐內(nèi)部壓力高于系統(tǒng)設(shè)定的安全泄放壓力時，LNG儲罐罐頂?shù)陌踩y門將開啟，將BOG直接泄放到火炬系統(tǒng)燃燒，以穩(wěn)定系統(tǒng)內(nèi)部壓力。在LNG接收站投產(chǎn)初期，下游外輸管線或燃?xì)庥脩艄芫W(wǎng)達(dá)不到接氣條件或者用氣需求較小，因此LNG接收站常會處于數(shù)周至數(shù)月較長時間的零外輸工況或低流量外輸工況。在上述情況下，LNG存儲系統(tǒng)內(nèi)的LNG會不斷吸熱氣化成B0G，過多的BOG會被直接排放并燃燒，從而造成了高額的經(jīng)濟(jì)損失以及環(huán)境污染問題。目前，常規(guī)的BOG零排放處理裝置都是利用BOG液化裝置對BOG直接液化，將其送回至LNG儲罐內(nèi)，而由于BOG的自然蒸發(fā)和產(chǎn)生并非一個穩(wěn)定的過程，需要反復(fù)啟閉BOG液化裝置，而BOG液化裝置從啟動達(dá)到運(yùn)行往往需要3小時甚至5小時，直接導(dǎo)致在回收放散甲烷氣時回收效率大幅度降低，而且實際操作時較困難，容易造成系統(tǒng)壓力的失穩(wěn)，如LNG儲罐壓力過低、就需要額外補(bǔ)氣保壓等措施；另外，所述液化裝置一般均包括冷卻裝置、壓縮裝置等多種設(shè)備，因此導(dǎo)致甲烷氣的回收系統(tǒng)較復(fù)雜，且占地面積偏大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中回收放散甲烷時回收效率低的問題從而提供一種不但可以提高回收率，而且回收設(shè)備簡單的的壓縮甲烷氣的回收控制系統(tǒng)以及回收控制方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的一種壓縮甲烷氣回收控制系統(tǒng)，包括用于接收所述甲烷氣的緩沖罐，所述壓縮甲烷氣回收控制系統(tǒng)還包括與所述緩沖罐相連接的混合裝置以及與所述混合裝置相連接的多級壓縮裝置，其中第一級壓縮裝置的入口通過管道與所述混合裝置的出口相連接，所述第一級壓縮裝置的出口通過管道與所述混合裝置的回流口相連接，且所述第一級壓縮裝置的出口與第二級壓縮裝置的入口通過管道相連接，所述緩沖罐與所述混合裝置之間設(shè)有控制所述緩沖罐內(nèi)的甲烷氣進(jìn)入所述混合裝置的壓力控制聯(lián)鎖裝置以及所述混合裝置和所述第一級壓縮裝置的入口之間設(shè)有控制所述多級壓縮裝置啟閉的溫度控制聯(lián)鎖裝置。
[0006]在本發(fā)明的一個實施例中，所述壓力控制聯(lián)鎖裝置包括控制所述緩沖罐內(nèi)的甲烷氣進(jìn)入所述混合裝置的第一切斷閥和調(diào)節(jié)加壓升溫后的甲烷氣進(jìn)入所述混合裝置流量的第一調(diào)節(jié)閥以及調(diào)節(jié)加壓升溫后的甲烷氣進(jìn)入所述第二級壓縮裝置的第二調(diào)節(jié)閥。
[0007]在本發(fā)明的一個實施例中，所述壓力控制聯(lián)鎖裝置設(shè)有壓力高位值和壓力低位值，若所述緩沖罐出口的壓力高于所述壓力高位值，則啟動所述第一切斷閥和所述第一調(diào)節(jié)閥以及所述第二調(diào)節(jié)閥；若所述緩沖罐出口的壓力低于所述壓力低位值，則閉合所述第一切斷閥和所述多級壓縮裝置。
[0008]在本發(fā)明的一個實施例中，所述溫度控制聯(lián)鎖裝置根據(jù)所述混合裝置的出口溫度調(diào)節(jié)所述第一調(diào)節(jié)閥，若所述混合裝置的出口溫度高于額定值，則調(diào)小所述第一調(diào)節(jié)閥，調(diào)大所述第二調(diào)節(jié)閥，使甲烷氣進(jìn)入所述混合裝置的流量減少；若所述混合裝置的出口溫度低于額定值，則調(diào)大所述第一調(diào)節(jié)閥，調(diào)小所述第二調(diào)節(jié)閥，使甲烷氣進(jìn)入所述混合裝置的流量增多。
[0009]在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一級壓縮裝置的入口與所述混合裝置之間設(shè)有伴熱裝置，所述伴熱裝置纏繞于所述第一級壓縮裝置與所述混合裝置之間的管道上。
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，所述伴熱裝置的伴熱進(jìn)料口上設(shè)有第二切斷閥。
[0011]本發(fā)明還提供了一種壓縮甲烷氣回收控制方法，其步驟如下，包括:步驟S1:將要回收的甲烷氣體通過緩沖罐進(jìn)行收集緩沖，判斷所述緩沖罐的出口壓力與預(yù)設(shè)壓力值的大小，當(dāng)所述緩沖罐的出口壓力高于第一預(yù)設(shè)值時，進(jìn)入步驟S2 ;當(dāng)所述緩沖罐的出口壓力低于第二預(yù)設(shè)值時，繼續(xù)收集甲烷氣至所述緩沖罐的出口壓力高于第一預(yù)設(shè)值，進(jìn)入步驟
52;步驟S2:將甲烷氣換熱升溫形成升溫甲烷氣，判斷升溫甲烷氣的溫度是否在設(shè)定范圍內(nèi)，若升溫甲烷氣的溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，進(jìn)入步驟S3;若升溫甲烷氣的溫度不在設(shè)定范圍內(nèi)，繼續(xù)對甲烷氣換熱升溫至升溫甲烷氣的溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，進(jìn)入步驟S3 ;步驟S3:將升溫甲烷氣加壓形成升溫高壓甲烷氣；步驟S4:將部分升溫高壓甲烷氣再次加壓形成壓縮甲烷氣；同時，將部分升溫高壓甲烷氣與所述步驟SI中的甲烷氣進(jìn)行混合形成升溫甲烷氣，從所述步驟S3開始循環(huán)。
[0012]在本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟S2中，通過開啟伴熱設(shè)備的伴熱進(jìn)料口上的第二切斷閥對甲烷氣加熱形成升溫甲烷氣，判斷升溫甲烷氣的溫度是否在設(shè)定范圍內(nèi)，若升溫甲烷氣的溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，閉合所述第二切斷閥，進(jìn)入步驟S3 ;若升溫甲烷氣的溫度不在設(shè)定范圍內(nèi)，繼續(xù)對甲烷氣換熱升溫至升溫甲烷氣的溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，進(jìn)入步驟
53ο
[0013]在本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟S4中包括判斷所述升溫甲烷氣溫度的步驟，若升溫甲烷氣的溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，進(jìn)入步驟S3 ;若升溫甲烷氣的溫度不在設(shè)定范圍內(nèi)，繼續(xù)對甲烷氣換熱升溫至升溫甲烷氣的溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，進(jìn)入步驟S3。
[0014]在本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟S4中，若升溫甲烷氣的溫度不在設(shè)定范圍內(nèi)，通過調(diào)節(jié)加壓升溫甲烷氣進(jìn)入所述混合裝置的流量可使升溫甲烷氣的溫度在設(shè)定范圍內(nèi)。
[0015]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn): 本發(fā)明所述的甲烷氣回收控制系統(tǒng)以及回收控制方法，通過聯(lián)鎖減少人力成本的同時實現(xiàn)設(shè)備本質(zhì)安全；另外，通過第一級壓縮裝置提高甲烷氣壓力的同時提升了甲烷氣的溫度，利用第一級壓縮裝置出口部分升溫后的甲烷氣與第一級壓縮裝置入口的甲烷氣混合升溫，既省去了其它介質(zhì)的換熱，還節(jié)約了占地面積，同時保證了壓縮裝置在正常的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。
【附圖說明】
[0016]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖1是本發(fā)明實施例一所述壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)的示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例二所述壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)的示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例三所述壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)的示意圖；
圖4是本發(fā)明實施例四所述壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)的示意圖；
圖5是本發(fā)明實施例五所述壓縮甲烷氣回收控制系統(tǒng)的示意圖；
圖6是本發(fā)明實施例六所述壓縮甲烷氣回收控制系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]實施例一:
如圖1所示，本實施例提供了一種壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)，包括用于接收所述甲烷氣的混合裝置11以及與所述混合裝置11相連接的多級壓縮裝置，其中第一級壓縮裝置121的入口通過管道與所述混合裝置11的出口相連接，所述第一級壓縮裝置121的出口通過管道與所述混合裝置11的回流口相連接，且所述第一級壓縮裝置121的出口與第二級壓縮裝置122的入口通過管道相連接。
[0018]上述是本發(fā)明所述的核心技術(shù)方案，本發(fā)明所述壓縮甲烷氣回收系統(tǒng)，包括用于接收所述甲烷氣的混合裝置11以及與所述混合裝置11相連接的多級壓縮裝置，其中，所述混合裝置11的出口通過管道與第一級壓縮裝置121的入口相連接，進(jìn)入所述混合裝置11內(nèi)的低溫甲烷氣經(jīng)過升溫流入所述第一級壓縮裝置121的入口，由于甲烷氣的溫度較低，通常在零下160°左右，如果直接進(jìn)入壓縮裝置會導(dǎo)致壓縮裝置不能正常工作，而經(jīng)過升溫后的甲烷氣可以滿足常溫壓縮裝置的溫度要求，避免使用價格昂貴的低溫壓縮裝置；所述第一級壓縮裝置121的出口通過管道與所述混合裝置11的回流口相連接，由于所述甲烷氣經(jīng)過所述第一級壓縮裝置12