LNG加气站BOG回收方案分析

摘 要：分析LNG加氣站运营过程中BOG产生原因与机理，以及BOG产生的经济损失，基于生产实际提出了分层预防措施及BOG回收方案，该方法投资小、见效快、操作性强，可以达到为企业减少损耗、降本增效的作用。

关键词：LNG加气站;BOG回收;经济损失;分层;预防措施

1 BOG的产生

1.1 LNG翻滚现象

翻滚现象是指两层不同密度的LNG在储罐内迅速上下翻动混合，瞬间产生大量的气化气的现象[1]。在通常情况下，大容积储罐发生翻滚的可能性更大，而容积较小储罐在加注量比较低时，由于储存时间长、温度升高等原因，也会发生翻滚。当发生翻滚时，储罐内LNG气化量达到正常水平的10～50倍，不仅压力急剧升高，带来安全隐患，同时产生大量蒸气，造成经济损失。

1.2 LNG翻滚原因

在LNG槽车卸液过程中、储罐内两种不同密度液体混合时、储罐液体长期导致温度变化时都有可能产生组分分层。组分分层是产生BOG的诱因，当产生分层后，在一定条件下会产生BOG。①由于储罐内LNG密度不同，两种LNG密度不同形成密度差会产生分层。据研究表明[2]，当储罐内的LNG分层后且密度差为6.9kg/m3时，存放72h后就会产生翻滚现象;②在LNG槽车卸液过程中，新的LNG从储罐底部进入，但经过长途运输导致LNG温度较高，而原储罐内液体温度低，形成温差后会产生分层现象。一般当温差为0.79K时，存放超过72h后产生翻滚现象[2]。

1.3 LNG翻滚过程

经过长途运输的LNG槽车，罐内LNG温度升高，当LNG从储罐底部进液完成后会处于储罐底层，此时处于过饱和状态、密度较大、温度;而储罐内原有LNG处于上层，此时处于饱和状态、密度较小、温度较低;随着储罐内两种LNG能量交换和外界热量影响，经过一定时间，两种LNG温度趋于一致。该过程中由于上层LNG温度逐渐升高导致液体蒸发，从而使得上层LNG密度增加;当上层液体密度大于下层密度时便会下沉，下层过饱和状态的LNG上升，打破原有分层平衡形成翻滚，使得甲烷大量蒸发导致引起液体蒸发率剧增。

1.4 BOG带来的经济损失

LNG加气站产生BOG的原因有很多，包括LNG储罐产生的BOG、储罐与加气机连接管线内产生的BOG、槽车卸液过程中产生的BOG、LNG潜液泵产生的BOG和其他原因产生的BOG几部分，根据上述部分产生的BOG总量，结合当时LNG价格，计算BOG经济损失（以宁波某加气能力为1.5×104m3/d的LNG加气站为例）。

2017-2018年LNG销量及BOG气损情况表

名称 年销售量

（104Nm3） 运营天数（天） BOG气损

（Nm3） 气损率 经济损失

/万元

平均 545 360 48317.36 0.89% 18.36

2018 650 360 50436.52 0.77% 19.17

2017 440 360 46198.19 1.05% 17.56

2 BOG回收方案与分层预防措施

2.1 BOG回收方案

BOG回收再利用不仅降低加气站的安全风险，更可以降低经营成本。因各地区LNG加气站自身条件与周围环境不同，通常采取的BOG回收措施包括：BOG回收进入城市管网、增加CNG加气功能、接入服务区供应商服、回收到高压瓶组、经BOG回收装置再液化等。针对宁波某LNG加气站，考虑投资尽可能小、方便简洁的因素，拟采用将BOG回收至CNG高压瓶组的方式，对该模式进行简要介绍，并对其经济型进行如下测算：

2.1.1方案及工艺流程

在LNG加气站的原有设备基础上加装BOG回收装置，把产生的BOG经加压后注入CNG储气瓶组中，达到BOG的回收。工艺流程为：将BOG通过管线连接至空温气化器，经过加热达到常温收集至缓冲储罐中，然后经过压缩机加压达到20-24MPa，通过控制盘后注入CNG高压储气瓶组中。

2.1.2设备选型及投资回报

主要设备包括空温气化器、缓冲储罐和压缩机，总投资约40万元，CNG高压初期瓶组回收BOG回收率按照85%计算，以2018年为例，产生BOG 5.04×104m3，则可回收4.29×104m3，以销售价格3.8元/m3计算，年节约成本为16.29万元，约2.45年便可收回投资成本。

2.2 分层预防措施

①可以将不同气源分开贮存;②对于储存时间较长的LNG储罐，可通过定期倒罐防止因静止而分层;③采取正确的进液方式，有效消除分层。当槽车中的LNG与储罐中LNG密度接近时，从储罐的下进液口进液;当槽车中的LNG比储罐中LNG密度低时，从储罐的下进液口进液;当槽车中的LNG比储罐中LNG密度高时，从储罐的上进液口进液。

3 结论

①在LNG加气站生产运行过程中，操作人员应结合多种预防分层措施，减少BOG产生;②LNG加气站可以根据场站特点，选择适合的BOG回收方案，降低BOG产生的经济损失;③将BOG回收至CNG高压瓶组可有效降低LNG加气站损耗，该方案投资回收期短，具有实际操作性，建议在新建LNG加气站时考虑同步建设BOG回收装置。

参考文献：

[1]姚峰.浅谈LNG在长期储存中的翻滚现象[J].上海煤气，2001（03）：16-18.

[2]周伟国，阮应君，藤汜颖.液化天然气储罐中的翻滚现象及预防措施[J].煤气与热力，2002（04）：294-296.

作者简介：

任佳维（1990- ），男，河北承德人，硕士，助理工程师，从事天然气相关工作。