BOG壓縮回收節能減排

張曉敏 東營華潤燃氣有限公司

1 常規LNG氣化站現狀

1.1 常規LNG氣化站現狀及存在問題

2017年入冬開始，伴隨著北方清潔供暖季，國內出現大規模氣荒。主要起因于環保風暴下的煤改氣步子過大，由于天然氣市場地域性和實效性等特點，導致管輸天然氣短缺，只能大量從海上拉LNG，或火車、汽車跨地區運輸LNG。這就造成2017年底-2018年初LNG液廠價格大幅連長，高峰時每標方氣高達8元，在政府定價的現狀下，造成天然氣公司運營壓力大，且在這種高價LNG的形勢下，尚存在LNG罐車卸車與管網平壓后，仍有一部分余液殘存在罐車中，不能完全卸凈，造成財和物的浪費的情況。

1.2 常規LNG氣化站運行流程

本文以設計最大供氣量5000Nm3/h的LNG氣化站為例，儲罐設計壓力0.77Mpa，中壓管網設計壓力0.4MPa，運行壓力0.35MPa。首先假設該站每天1輛LNG儲罐車進站卸液，每車約22t的液量。

圖1 常規LNG氣化站設計流程

按照LNG常規氣化站設計流程（詳見圖1），LNG槽車進站后，首先卸車增壓器將罐內壓力增壓至0.7MPa，槽車內的LNG經主液相管管輸至LNG儲罐，后經汽化，減壓，外輸。剩余罐內余液通過增壓、氣化、減壓后輸入中壓管網，與中壓管網平壓，達到管網運行壓力0.35MPa后，由于LNG槽車罐內剩余壓力不高于管網壓力，卸車停止，罐車出站。而按照LNG液廠的裝液要求，槽車裝液前罐內壓力不能高于0.1MPa，即尚存留在罐車內的余液不能充分利用，待罐車出LNG氣化站后需卸掉，造成每次約100kg的LNG液量浪費。按照2017年LNG冬季高價位約11000元/t的價格，每車損失1100元的LNG。

2 BOG壓縮機

2.1 BOG壓縮機的工作原理

BOG壓縮機由電動機通過撓性聯軸器驅動，電機轉子直接帶動壓縮機的曲軸旋轉，然后由連桿和十字頭將曲軸的旋轉運動變成活塞的往復直線運動。本機氣缸為雙作用，即蓋側和軸側都有相應的工作腔。以蓋側為例，當活塞由蓋側始點位置向軸側開始運動時，蓋側容積變大，腔內殘留氣體膨脹，壓力下降，與進氣腔內壓力產生壓力差，當壓力差大于吸氣閥彈簧力時，吸氣閥打開。隨著活塞繼續向軸側運動，將氣體吸入缸內，活塞到達內止點時吸氣完畢。隨后活塞又從軸側位置向蓋側方向返回移動，此時吸氣閥關閉，隨著活塞的繼續移動，缸內容積不斷變小，已吸入的氣體受到壓縮，壓力逐步升高。當缸內壓力高于排氣腔內壓力且壓力差大于排氣閥彈簧力時，排氣閥打開，缸內已被壓縮的氣體開始排出。當活塞返回到外止點（蓋側始點位置）時，排氣完畢。至此完成了一個工作循環。軸側工作腔的工作原理與此相同，但有180°的相位差。由于活塞不斷地作往復運動，使氣缸內交替發生氣體的膨脹吸入和壓縮排出過程，從而獲得連續脈動的壓縮氣源。

2.2 BOG壓縮機的設備參數

標方流量：330Nm3/h；吸氣壓力：0.05-0.35MPa；排氣壓力：0.35-0.4MPa（與管道氣

保持一定壓差）；吸氣溫度：25℃；排氣溫度≤140℃；供氣溫度≤45℃，自帶風冷裝置。

3 LNG氣化站改造流程

本文章擬在已建LNG站內增加BOG壓縮機1臺，實現罐車余液的回收，主要功能為：在已建余液回收流程上增加BOG壓縮機1臺，通過該裝置給罐車內剩余BOG增壓，進氣壓力可控制在0.05-0.35MPa的范圍內，對該部分BOG增壓至0.35-0.4MPa后，外輸至中壓管網。目前管網為0.32MPa，卸車結束之后如果槽車的壓力高于管網壓力，為了節能，先讓槽車與管網壓力平衡，平衡之后開啟該BOG回收壓縮機，對槽車余液氣化后，增壓回收，設計槽車余氣回收時間為60分鐘左右。改造后流程詳見圖2。

圖2 改造后流程

4 投資經濟分析

增加BOG壓縮機回收裝置1臺，項目投資約15萬元。若LNG氣化站每天1輛22t的LNG儲罐車進站卸液，每天可回收約100kg LNG，為燃氣公司運行增加利潤。按照春夏季LNG市價，每公斤可以節約3元，每天可以回收300元的天然氣。按照2017年LNG冬季高價位，每車可回收1100元的天然氣。項目投資回收期1年左右即可，為燃氣公司減少LNG資源浪費，增加效益創收，并實現了節能減排。