BOG壓縮回收節(jié)能減排

張曉敏 東營(yíng)華潤(rùn)燃?xì)庥邢薰?/p>

1 常規(guī)LNG氣化站現(xiàn)狀

1.1 常規(guī)LNG氣化站現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

2017年入冬開(kāi)始，伴隨著北方清潔供暖季，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)大規(guī)模氣荒。主要起因于環(huán)保風(fēng)暴下的煤改氣步子過(guò)大，由于天然氣市場(chǎng)地域性和實(shí)效性等特點(diǎn)，導(dǎo)致管輸天然氣短缺，只能大量從海上拉LNG，或火車(chē)、汽車(chē)跨地區(qū)運(yùn)輸LNG。這就造成2017年底-2018年初LNG液廠價(jià)格大幅連長(zhǎng)，高峰時(shí)每標(biāo)方氣高達(dá)8元，在政府定價(jià)的現(xiàn)狀下，造成天然氣公司運(yùn)營(yíng)壓力大，且在這種高價(jià)LNG的形勢(shì)下，尚存在LNG罐車(chē)卸車(chē)與管網(wǎng)平壓后，仍有一部分余液殘存在罐車(chē)中，不能完全卸凈，造成財(cái)和物的浪費(fèi)的情況。

1.2 常規(guī)LNG氣化站運(yùn)行流程

本文以設(shè)計(jì)最大供氣量5000Nm3/h的LNG氣化站為例，儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力0.77Mpa，中壓管網(wǎng)設(shè)計(jì)壓力0.4MPa，運(yùn)行壓力0.35MPa。首先假設(shè)該站每天1輛LNG儲(chǔ)罐車(chē)進(jìn)站卸液，每車(chē)約22t的液量。

圖1 常規(guī)LNG氣化站設(shè)計(jì)流程

按照LNG常規(guī)氣化站設(shè)計(jì)流程（詳見(jiàn)圖1），LNG槽車(chē)進(jìn)站后，首先卸車(chē)增壓器將罐內(nèi)壓力增壓至0.7MPa，槽車(chē)內(nèi)的LNG經(jīng)主液相管管輸至LNG儲(chǔ)罐，后經(jīng)汽化，減壓，外輸。剩余罐內(nèi)余液通過(guò)增壓、氣化、減壓后輸入中壓管網(wǎng)，與中壓管網(wǎng)平壓，達(dá)到管網(wǎng)運(yùn)行壓力0.35MPa后，由于LNG槽車(chē)罐內(nèi)剩余壓力不高于管網(wǎng)壓力，卸車(chē)停止，罐車(chē)出站。而按照LNG液廠的裝液要求，槽車(chē)裝液前罐內(nèi)壓力不能高于0.1MPa，即尚存留在罐車(chē)內(nèi)的余液不能充分利用，待罐車(chē)出LNG氣化站后需卸掉，造成每次約100kg的LNG液量浪費(fèi)。按照2017年LNG冬季高價(jià)位約11000元/t的價(jià)格，每車(chē)損失1100元的LNG。

2 BOG壓縮機(jī)

2.1 BOG壓縮機(jī)的工作原理

BOG壓縮機(jī)由電動(dòng)機(jī)通過(guò)撓性聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子直接帶動(dòng)壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)，然后由連桿和十字頭將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。本機(jī)氣缸為雙作用，即蓋側(cè)和軸側(cè)都有相應(yīng)的工作腔。以蓋側(cè)為例，當(dāng)活塞由蓋側(cè)始點(diǎn)位置向軸側(cè)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，蓋側(cè)容積變大，腔內(nèi)殘留氣體膨脹，壓力下降，與進(jìn)氣腔內(nèi)壓力產(chǎn)生壓力差，當(dāng)壓力差大于吸氣閥彈簧力時(shí)，吸氣閥打開(kāi)。隨著活塞繼續(xù)向軸側(cè)運(yùn)動(dòng)，將氣體吸入缸內(nèi)，活塞到達(dá)內(nèi)止點(diǎn)時(shí)吸氣完畢。隨后活塞又從軸側(cè)位置向蓋側(cè)方向返回移動(dòng)，此時(shí)吸氣閥關(guān)閉，隨著活塞的繼續(xù)移動(dòng)，缸內(nèi)容積不斷變小，已吸入的氣體受到壓縮，壓力逐步升高。當(dāng)缸內(nèi)壓力高于排氣腔內(nèi)壓力且壓力差大于排氣閥彈簧力時(shí)，排氣閥打開(kāi)，缸內(nèi)已被壓縮的氣體開(kāi)始排出。當(dāng)活塞返回到外止點(diǎn)（蓋側(cè)始點(diǎn)位置）時(shí)，排氣完畢。至此完成了一個(gè)工作循環(huán)。軸側(cè)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(fù)運(yùn)動(dòng)，使氣缸內(nèi)交替發(fā)生氣體的膨脹吸入和壓縮排出過(guò)程，從而獲得連續(xù)脈動(dòng)的壓縮氣源。

2.2 BOG壓縮機(jī)的設(shè)備參數(shù)

標(biāo)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(fēng)冷裝置。

3 LNG氣化站改造流程

本文章擬在已建LNG站內(nèi)增加BOG壓縮機(jī)1臺(tái)，實(shí)現(xiàn)罐車(chē)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(jī)1臺(tái)，通過(guò)該裝置給罐車(chē)內(nèi)剩余BOG增壓，進(jìn)氣壓力可控制在0.05-0.35MPa的范圍內(nèi)，對(duì)該部分BOG增壓至0.35-0.4MPa后，外輸至中壓管網(wǎng)。目前管網(wǎng)為0.32MPa，卸車(chē)結(jié)束之后如果槽車(chē)的壓力高于管網(wǎng)壓力，為了節(jié)能，先讓槽車(chē)與管網(wǎng)壓力平衡，平衡之后開(kāi)啟該BOG回收壓縮機(jī)，對(duì)槽車(chē)余液氣化后，增壓回收，設(shè)計(jì)槽車(chē)余氣回收時(shí)間為60分鐘左右。改造后流程詳見(jiàn)圖2。

圖2 改造后流程

4 投資經(jīng)濟(jì)分析

增加BOG壓縮機(jī)回收裝置1臺(tái)，項(xiàng)目投資約15萬(wàn)元。若LNG氣化站每天1輛22t的LNG儲(chǔ)罐車(chē)進(jìn)站卸液，每天可回收約100kg LNG，為燃?xì)夤具\(yùn)行增加利潤(rùn)。按照春夏季LNG市價(jià)，每公斤可以節(jié)約3元，每天可以回收300元的天然氣。按照2017年LNG冬季高價(jià)位，每車(chē)可回收1100元的天然氣。項(xiàng)目投資回收期1年左右即可，為燃?xì)夤緶p少LNG資源浪費(fèi)，增加效益創(chuàng)收，并實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。