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液化天然气气化站中BOG储罐功能的探讨

更新时间:2011/5/30 来源:中国天然气网  [收藏此信息]

目前我国天然气事业进入了大发展的时期,随着天然气需求量的增加,液化天然气(LNG)气化站不仅为城市(特别是无管道天然气或将LNG作为过渡气源的城市)发展天然气提供一种新的模式,而且可以在管道天然气到来时作为一种有效的调峰手段。因此,在资源充足的前提下,发展LNG供气是促进城市燃气化的有效途径之一。

    查阅以往LNG气化站的工艺设计资料,笔者发现,目前国内运行及在建的LNG气化站中,一部分设置了BOG(Boil Off Gas,低温储罐内自然蒸发的气体)储罐,其余的并没有设置。本文通过分析BOG储罐的设置方式及储气能力,探讨BOG储罐有无设置的必要性。

1  国内LNG气化站中BOG储罐的设置情况

    刘新领在文献[13]中讨论了某燃气公司的LNG气化站的工艺流程,用到了BOG储罐。郑依秋在文献[4]中分析了LNG储罐的压力控制原理,在气化站的主要设施及造价分析中,为总储量为200m3LNG气化站配备了220 m3BOG储罐,为总储量为400 m3LNG气化站配备了250m3BOG储罐。

    吴创明在文献[56]中探讨了LNG气化站工艺流程设计中的关键问题,在其所举例的LNG气化站流程中,未显示BOG储罐的存在。文中对BOG储罐的设置做了说明:对于调峰型LNG供气站,为回收非调峰期槽车卸气后的余气和储罐中的BOG,或为了使天然气混气站均匀混气,常在BOG加热器出口增设BOG储罐,其容量按回收槽车的余气量计算。

    刘江、张昌伟在文献[7]中讨论了LNG气化站的工艺流程,该流程中未设置BOG储罐。在作者参与的某市LNG气化站的工程设计中,也未采用BOG储罐。

2 BOG储罐的设置方式、作用及必要性

    LNG气化站的工艺设计中,为了防止热泄漏引起罐内压力升高,LNG储罐采用释放罐内气体的方法控制压力。如图l所示,在LNG储罐的气相管道上设置BOG减压阀,当LNG储罐内压力升高到设定值时,减压阀缓慢打开,将LNG储罐内气体释放;当压力降回到设定值以下时,减压阀自动关闭。释放出的气体一般不排人大气,后续的工艺会将其回收利用。

    综合文献[14],在LNG气化站中BOG储罐的设置见图2LNG储罐的BOG出口经过BOG减压阀后连接到BOG加热器,卸完液态天然气后槽车内剩余的气态天然气也通过管道进入BOG加热器。这些气体经BOG加热器加热后进入BOG储罐,以期能被临时储存。BOG储罐的出口连接到空温式气化器和向城市供气的供气调压器之间。

    由图2可见,如果阀门V.未被设置或处于常开状态,则BOG储罐起不到储存气体的作用。该BOG储罐出口连接到空温式气化器与供气调压器之间, BOG储罐内的压力与调压器前的压力P,相等。所有的定容储罐要储存气体,必须依靠罐内压力的变化才能实现,如天然气储备站中的高压球罐。该流程中BOG储罐自身压力不能改变,不具备储气能力,因而实现不了储存BOG的设计初衷。是否设置BOG储罐,对LNG储罐及汽车槽车BOG的排出并没有影响。

    要实现BOG储罐的储气功能,可在BOG储罐储气时,将阀门V。关闭,在BOG储罐泄放气体时,将此阀门打开,则此BOG储罐可储存一定量的气体。如图2所示,如果LNG储罐的BOG减压阀的设定启动压力为p。,正在工作的LNG储罐(与正在泄放BOG的储罐应该不是同一储罐)内气体的工作压力为p:,阀门V。下游的压力(供气调压器之前的压力)p3,供气调压器的出口设定压力(城市管网的供气压力)p3,大气压力为p0,储罐的容积为V,忽略BOG储罐内的温度对其储气量的影响,则BOG储罐可储存的标准状态下的BOG气体体积为比供气调压器前的压力p2应该介于p4p4之间。LNG气化站的气化量与城市天然气需求量接近时,p3应与p4很接近,如果LNG气化站的气化量远大于城市天然气需求量,则p3P2接近。BOG储罐的储气量介之间。

    选择LNG气化站一组典型运行参数为例,LNG储罐供气时的工作压力p2=0.5 MPaBOG减压阀的设定启动压力p1=0.6 MPa,城市燃气管网的供气压力p4=0.4 MPa,视LNG气化站的工作状况不同,供气调压器前的压力p,应该介于0.4 MPa0.5 MPa之间,则该BOG储罐所能储存的标准状态下的BOG体积为其容积的12倍。

BOG的排放途径考虑,LNG储罐的日蒸发率不大于0.3%,卸完液态天然气后,汽车槽车内气态天然气的实际体积不超过40 m14j],稍具规模的城镇燃气管网,在任何时候都能够接收LNG气化站内LNG储罐及汽车槽车内的BOG的排放,所以LNc气化站没有必要考虑ABOG的储存。

3   结论

(1)                目前LNG气化站内设置的BOG储罐,如果其出口未设置阀门或设置的阀门常开, 则不能 起到储存BOG的作用。

(2)                 如果在BOG储罐出口设置阀门,通过操作该阀门可使BOG储罐储存少量的天然气,储气量与BOG储罐的容积、LNG储罐的工作压力、LNG储罐气相管道上BOG减压阀的设定启动压力及城市燃气管网的供气压力有关。

    稍具规模的城市燃气管网的水力工况能接受LNG气化站BOG的排放,在气化站内设置储气设施没有必要。

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