资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。天然气行业LNG接收站BOG处理工艺优化本文作者:曹国岭(caoguoling)天然气是由甲烷组成的可燃性气体,是从气田中自然开采出来.随着经济的发展,环境受到了很大的污染,亟需清洁无污染的能源。而液化天然气(LNG)是在常压的环境下经过把开采出的天然气冷却到约-162℃时,气体就变成了无色、无味、无毒且无腐蚀性的液体,而且经过这个冷却过程天然气的体积缩小600倍,从而也有利于天然气的远距离运输。中国是一个能源消费大国,天然气的消费量还相对较少,在能源消费结构中所占比例还很低。众所周知,中国的天然气资源非常有限,其开采量远远小于需求量。为了缓解中国经济的快速发展对环保和能源的需求,中国在沿海地区已经先后建成投产深圳大鹏、福建莆田、上海洋山港、江苏如东、辽宁大连和浙江宁波共6座接收站,在沿海区域在建和运营的LNG接收站已经达到了14座,LNG接收站在中国蓬勃的发展。(能源情报注:建成投产的接收站数量,截至去年底最新的应该是12座。)1LNG接收站概述1.1LNG接收站的工艺LNG一般由专用运输船运输到LNG接收站接受。LNG接收站一般建设在沿海地区专门为了接受海运的LNG的汽化工厂,是将经过远洋运输船输送来的LNG进行卸船、储存、BOG汽化,LNG汽化外输给用户、工程等。1.2LNG接收站中BOG处理的工艺根据LNG接收站中LNG储罐产生的蒸发气(BOG)的处理方式的不同,LNG接收站整体的工艺可分为两种。其中一种是BOG直接输出工艺,LNG储罐中产生的BOG经过BOG压缩机压缩直接增压到外输管网压力,然后直接外输,如图1所示另一种是BOG再冷凝工艺,如图2所示。LNG储罐中生成的BOG首先经低压BOG压缩机加压,加压后输出到再冷凝器,在冷凝器中由从储罐中输出的LNG并经低压泵加压的过冷LNG冷却液化,混合均匀后,由高压泵继续加压至外输管网压力,并由汽化器汽化后直接外输。当前国内的接收站类型可分为三种即气源型接收站,调峰型接收站和卫星型接收站它们的外输压力分别为5~9、2~3、0.1~0.8MPa。气源型接收站储罐多,能产生大量BOG,为了达到远距离的运输,因另外输管道的输气压力很高,而且外输量也大,从而LNG储罐内的低压泵始终保持运行,因此也就确保了有足够的过冷LNG来充当BOG再冷凝器的冷源。因此国内外气源型的LNG接收站多采用再冷凝工艺。调峰型接收站规模小,距离用户较近,一般为了适应用户用气量的波动而建,无法保证LNG的持续供应,因此较多的采用BOG直接压缩工艺,节能效果不明显。而卫星型接收站规模更小,因此也采用直接外输工艺。1.3BOG再冷凝工艺的控制系统在再冷凝器中发生的是气体的BOG被过冷的LNG冷却成液体,BOG在冷凝器中发生了相变,从而只需要控制好进入到再冷凝器中的BOG和过冷LNG的气液比和出口、入口的进出平衡,再冷凝器就能稳定运行。当前在中国的LNG接收站中再冷凝器的控制方式主要有两种形式。第一种,经过再冷凝器的液位以及进入到再冷凝器中的BOG的量来控制气体和液体的进入比例,而再冷凝器的物料平衡是经过控制再冷凝器出口压力。第二种,经过再冷凝器上部气体产生的压力来控制再冷凝器中的气体和液体的进入比例,再冷凝器的物料平衡是经过控制液位来实现的。进入到再冷凝器的BOG的流量由阀控制,根据外输高压泵的进口压力经过压力信号源来设定再冷凝器的出口压力,然后将BOG的流量以及进口压力经由计算公式计算,并根据此值来控制阀门的开度大小,从而控制进入的低压过冷的LNG的流量,这样就维持了再冷凝器的液位的稳定以及保证了高压泵进口压力的恒定。经过高压泵吸入端的压力信号源同时还需要调节阀门的开度来一并维持吸入端的压力恒定。当前BOG处理工艺存在系统能耗高,对输气负荷波动适应性差,而且BOG再冷凝器液位波动,控制系统操作稳定性较差。2BOG处理工艺的优化2.1直接压缩工艺的优化将BOG直接压缩工艺中的单阶压缩改为多阶压缩,与不断加压后过冷的LNG进行混合换热,其中每一阶的BOG压缩机的出口压力与LNG泵的出口压力相同,然后进入混合器进行混合换热,一部分BOG被过冷的LNG冷却,然后经气液分离器分离后,LNG液体再进入泵加压(图3)。众所周知,单位质量的液体加压要易于单位质量的气体,因此功耗比原直接压缩工艺低。而未被冷凝的BOG经过与LNG混合冷却降温后再进入下一阶BOG压缩机进行压缩,当压缩机入口的气体温度降低时,压缩能耗也会减少。这个过程不断继续,最后直到蒸发气被全部液化或加压到外输压力。采用多阶压缩后,阶数越多,节能效果越明显,可是当阶数增加到一定的范围后,经过增加阶数的节能效果不明显,因此考虑了投资成本与节能效果后,存在一个