杨红蕊(中石油京唐液化天然气有限公司,北京 100023)
LNG接收站BOG处理工艺的选择与分析
杨红蕊(中石油京唐液化天然气有限公司,北京 100023)
介绍了LNG接收站BOG(蒸发气)处理工艺:再冷凝工艺与直接加压外输工艺。分析了这两种工艺的方法特点,以及在不同工况下如何选择经济或合理的工艺方式。
LNG接收站;BOG处理;再冷凝工艺;直接加压外输
LNG接收站主要建立在沿海,主要包括码头区、储罐区、低压输送区、高压增压区、气化区、BOG处理区、公用工程区。LNG船舶经海运过来的LNG,通过特殊设备接卸到储罐进行储存。然后经过低压泵、高压泵、气化器等设备加压气化处理输送到外输天然气管道。LNG在储存和加工的过程中会产生大量BOG,BOG可在接船期间返回船舱补充抽出LNG的真空空间,但是因其只能在接船期间进行,有一定的局限性;也可直接排放烧掉,但是会造成巨大的经济浪费,所以处理BOG成为接收站重要的工作。某接收站根据运行工况需要同时具有再冷凝工艺与直接加压外输工艺。图一为接收站工艺流程示意图。
图一LNG接收站工艺流程简图
主要设备有低压泵、BOG压缩机、再冷凝器。图一中,将XV-1、XV-2打开,XV-3、XV-4关闭,低压泵输出的LNG部分进入再冷凝器(最小外输量情况全部进入再冷凝器),BOG压缩机将BOG压缩至0.74MPa,二者按照一定比例进入再冷凝器与LNG混合,加压后过冷的LNG利用“显冷”将大部分BOG气体冷凝[1],冷凝后一同进入高压泵入口管线。
主要设备有BOG压缩机、BOG增压机。图一中,将XV-1、XV-2关闭,不启动低压泵,BOG压缩机将BOG加压至0.7MPa,然后进入BOG增压机加压至6-8MPa(与外输管网压力相同),直接输送至外输天然气管道。
(1)再冷凝工艺因其利用了LNG的冷能,比直接加压外输工艺更为节能[2],但必须保证有一个刚好冷凝BOG的一个最小的LNG的外输量(是BOG重量的7-8倍,与BOG之和称为最小外输量),保证全场所产生的BOG被冷凝。这部分LNG与冷凝后的BOG一同输送至高压泵加压并气化外输。因接收站的作用为调峰,在用气高峰期大量输气,用气低谷时少量或极少量输气。如果遇到用气低谷时,即使接收站对外输送最小外输量也会对输气管网造成巨大压力,但是减少LNG的量就会无法全部处理BOG,从而导致罐压升压超过设定压力造成隐患。
(2)此时就要选择直接加压外输工艺,因这种工艺情况下外输量可降至15t/h左右,即全场产生的全部BOG直接加压输送至外输管网。选择直接加压外输工艺时无需使用再冷凝器,不需要有LNG被气化,所以外输量仅仅为全场所产生的BOG的量。
(3)如果外输量大于全场BOG的量,并小于最小外输量时,可选择再冷凝工艺与直接压缩工艺联用的方式。图一中,将XV-1、XV-2、XV-3、XV-4全部打开,低压泵输出LNG进入再冷凝器,BOG压缩机将BOG加压后部分进入再冷凝器混合冷凝,一同进入高压泵入口管线,并经气化器气化后输送至外输管网;另一部分BOG进入BOG增压机增压后直接进入外输管网。
BOG处理是LNG接收站工艺的关键,接收站在正常工况下,需要选择合理的BOG处理方式:
0<外输量≤BOG的量,因外输量限制,此时需要选择直接加压外输工艺;
BOG的量<外输量<最小外输量,此时选择再冷凝工艺与直接加压外输工艺联用的方式;
外输量≥最小外输量,此时LNG足够全部冷凝BOG,为了节能选择再冷凝工艺。
[1]刘浩,金国强.LNG接收站BOG气体处理工艺[J].化工设计,2016,16(1):13-16.
[2]张奕,吴斌.液化天然气接收站的工艺流程[J].重庆科技学院学报,2012,14(1):104-105,114.
杨红蕊(1989-),助理工程师,2012年毕业于江南大学化学工程与工艺专业,现主要从事LNG接收站的生产运行工作。