關于LNG儲運中BOG再冷凝工藝的探討

武曉麗

（四川科宏石油天然氣工程有限公司，成都　610213）

關于LNG儲運中BOG再冷凝工藝的探討

武曉麗

（四川科宏石油天然氣工程有限公司，成都610213）

摘要：常壓液化天然氣在儲藏和運輸的過程中都會有蒸發氣體，因此需要進行BOG的處理以降低損耗和減少污染，而BOG再冷凝工藝的好壞直接關系到LNG儲藏和運輸的安全與效益。本文從兩個方面入手分析，分別綜述了從LNG船中和LNG接收站中BOG再冷凝工藝的優化，在LNG船中，可以用LNG儲罐出來的低溫bog預冷壓縮后的bog，降低其二次進入冷凝器的溫度，而在LNG接收站中，降低壓縮機的壓縮比是節能的關鍵。

關鍵詞：液化天然氣；儲存條件；再冷凝；壓縮機

天然氣是一種清潔能源，具有高熱值和低污染等優點，常壓狀態下的液化狀態天然氣（即LNG）是天然氣有利于儲運的一種存在形式，隨著經濟的發展和對環境保護的重視，LNG越來越受到世界各國的重視，但是，LNG在儲藏和運輸的過程中都會有蒸發氣體，因此在儲運過程中必然伴隨著BOG的處理，為了減少BOG放空所造成的損失，在LNG儲運過程中，應利用BOG再冷凝工藝，其工藝的優劣將直接影響LNG儲運的安全和經濟效益，因此本文對提升LNG儲運中BOG再冷凝工藝進行了初步探討。

1　LNG船中BOG再冷凝工藝

1.1問題分析

目前我國除6座已投產的大型LNG接收站具有完善的BOG再冷凝處理措施，已投產的1000多座LNG衛星站及LNG汽車加注站中約有一半不具備BOG處理的各種條件，因此他們在接卸和運作過程中必須向大氣排放約1%-2%的天然氣（這種現象在國產LNG用戶中更為突出），這不僅造成了經濟損失，更嚴重的是污染了大氣。

有文獻研究從有效能損耗方面對LNG船中蒸發氣體BOG的再冷凝工藝進行研究，發現換熱器（占系統總有效能損失的24%）和制冷循環壓縮機（占系統總有效能損失的55%）是造成有效能損失的關鍵位置，因此如果考慮節能就應該首先從這兩個設備入手。再深入剖析，蒸發氣體BOG進入冷凝換熱器時如果具有較高的溫度會使制冷劑不但要冷凝BOG，還需要為它的冷卻降溫提供冷量，這就不可避免的增大制冷劑用量，因此，提升LNG儲運中BOG再冷凝工藝的焦點就在于降低BOG進再冷凝器的溫度。

1.2工藝優化

根據LNG蒸發氣體BOG的特點和儲運實際情況對BOG進行預冷，詳細的講就是利用儲存罐中的低溫狀態的BOG來對壓縮后的BOG氣體進行預冷，使其再次進入冷凝器時的溫度降低，在該思路基礎上，通過電腦模擬軟件功能對壓縮機的參數進行優化設置，達到工藝優化的目的。有文獻報道，在相同條件下，經過計算機參數優化后的冷凝系統節能性提高20%以上，效果明顯。

2　LNG接收站中BOG再冷凝工藝優化

2.1問題分析

在傳統的大中型LNG接收站中，BOG處理方式一般是再冷凝結法，也即將BOG通過BOG壓縮機與LNG通過潛液泵送入再冷凝器中混合（通常為0.7Mpa）；在再冷凝中的LNG壓力為0.7Mpa。處于過冷狀態，可以使蒸發氣（BOG）再冷凝為LNG；“混合”LNG經高壓泵后氣化外輸；再冷凝法，可以充分利用冷能，以節省能耗；再冷凝法重要的條件是必須有經常性外輸氣化LNG可利用，否則BOG只能排空或燒掉。這種傳統操作工藝以液位的控制為邏輯控制系統，控制能力較差，而且很難實現節能目標，有的文獻針對這個問題提出控制系統的思路是以壓力作為控制條件，也就是說將再冷凝器的壓力作為控制參數進行控制，將壓縮機出口的壓力釋放，這樣不但增加了控制的流暢性，也可以為后期進一步的系統優化提供條件。

2.2工藝優化

在以上問題分析基礎上對LNG輸入量、壓縮機出口壓力等冷凝工藝進行優化。有文獻研究對物料比受壓縮機壓縮比和蒸發氣體BOG溫度兩方面進行研究，發現節能的關鍵是降低壓縮機的壓縮比，也就是說降低蒸發氣體BOG進入壓縮機時的溫度是節能的關鍵，其在文獻研究中通過計算表面了在相同的工況條件下，壓縮機出口壓力可以從優化前的1.1MPa降低到0.6MPa，壓縮機節能30%以上，與此同時，優化后的工藝操作條件有更高的彈性，可以適應LNG接收站輸氣負荷的波動特點。

3　總結

小型加注站BOG處理是一個難以解決的課題，其主要原因有以下幾點：一是氣槽（資源氣）卸車時經常為0.5-0.6MPa（溫度約-135℃），二是很多衛星站、加注站不具備適宜的接卸設備；三是接卸操作不規范；四是接卸過程中時有放空和卸不凈的現象發生（一般損失200-300kg/車次）；五是運營過程中當儲罐壓力≥0.65MPa時將直接向大氣排放BOG，這不僅造成浪費，更重要的是對環保產生惡劣的影響。本文分別綜述了從LNG船中和LNG接收站中BOG再冷凝工藝的優化，在LNG接收站中，降低壓縮機的壓縮比是節能的關鍵。

根據LNG儲運中BOG再冷凝工藝的特點，我們可以看到還需要進行研究和解決的問題包括以下兩點：一是對LNG船中再冷凝工藝的控制系統進行開發和研究，增加系統的穩定性，二是對熱交換設備的研究還有待于進一步深入，使熱交換效果進一步提高。

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作者介紹：武曉麗（1981-），女，河南商丘人，工程師。