LNG装置运营中的BOG处理问题课件.ppt

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1、LNG运营中BOG处理面面观广广 东东 油油 气气 商商 会会高级顾问高级顾问中国海洋石油南海东部公司中国海洋石油南海东部公司原总工程师原总工程师 饶孝柱饶孝柱目录前言BOG产生的影响因素接收站BOG处理方法小型BOG处理方法前言 2014年我国进口LNG量达到1959.07万吨（约合268.5亿立方米），国产天然气1329亿立方米（约合1000万吨），已建成LNG接收站11座，在建10座，建成LNG汽车加气站超过2500座。但是我们在欣赏和享受这一清洁、节能、便宜的能源时，更多的想到的是每使用一吨LNG可以减排3.5吨二氧化碳，节省燃料费用XXX万元。然而很少有人公开提起LNG是一把双刃剑，

2、若排到大气中其温室效应是二氧化碳的21倍。公开的统计和报表都没有BOG排放这一项，当然政府的法规中也没有限定排放量，可以说很“任性”。BOG 产生的影响因素BOG燃烧现场5LNG接收站典型工艺流程6BOG 产生的影响因素LNG储罐漏热：储罐与外界环境直接接触，热量透过罐外表进入储罐内产生BOG；LNG 储罐内低压输送泵（潜液泵）工作时产生的热量将直接传递给LNG，导致部分LNG气化；保持设备管线始终处于低温状态的LNG保冷循环，因漏热产生的BOG；LNG外输时的体积置换BOG 产生的影响因素卸料前，LNG 储罐的降压过程中，产生大量BOG；船上低压输送泵运转产生的热量；船上储罐漏热导致LNG气

3、化；LNG在卸料管线中与管线之间的摩擦及涡流转化的热量；卸船时随着LNG流入岸上储罐，船上及岸上储罐的体积置换；全速卸料时为了维持船上正压，需往船上回补大量BOGBOG 产生的影响因素工程上对储罐漏热根据储罐设计与运行经验采用蒸发率公式计算：以3个16万m3 LNG储罐，A取0.05w%：m1=4.7t/hBOG 产生的影响因素根据管道漏热量与BOG 蒸发潜热计算：以LNG管道标准保冷漏热系数取25W/m2，接收站LNG管道折合面积约9200m2:m2=1.6t/h BOG 产生的影响因素船上卸料泵轴功除LNG 获得位能外产生的热能；罐内低压泵无用功部分产生的热能以及储罐LNG回流；8台卸料泵

4、、扬程140m，效率65%，产生BOG 21.2t/h；零外输仅25t/h的保冷循环产生BOG 1.1t/h；6台低压泵满负荷外输产生BOG 3.3t/h。BOG 产生的影响因素与储罐漏热类似，据运行经验采用蒸发率公式计算：以21.6万m3 LNG船，A2取0.15w%：m4=6.3t/hBOG 产生的影响因素LNG卸料及外输时船舱、储罐内LNG体积的变化对BOG产量的影响：最大外输1080t/h时：m5=-4.4t/h BOG 产生的影响因素LNG从船舱到储罐，从一个相平衡达到另一个相平衡船舱压力9-13kPaG，储罐压力10-25kPaG船舱压力10kPaG、储罐压力15kPaG：BOG产

5、量14.1t/h BOG 产生的影响因素不同工况下BOG量 卸船时BOG量可达非卸船时的3倍。LNG外输量 LNG外输量高峰与 低谷相差几倍多。BOG生成设计值接收站BOG处理方法BOG的产生：接船及接收站设备和工艺管线受到外界热辐射等多种原因，极少部分的LNG在接收站内会逐步蒸发变为BOG（蒸发气）安全隐患：这部分BOG不进行妥善处理，会出现严重的如爆炸、着火等安全事故直接火炬燃烧：p 简单直接p 但不仅会对环境造成影响，而且会导致巨大的经济浪费，是不得已而为之的处理方式。BOGBOG处理方法处理方法再冷凝法：p 可以将BOG回收处理，是目前国际和国内接收站通行的办法，但该工艺的实施有严格的

6、前提条件。p 需要同时进入再冷凝器LNG量是BOG的7.6倍。当外数量较小时，没有足够量LNG去冷凝处理BOG。接收站接收站接收站接收站BOGBOG处理方法处理方法处理方法处理方法接收站BOG处理方法传统大中型LNG接收站，再冷凝结法在再冷凝器的顶部段中，设置有一个填充层，在这个填充层中，BOG与过冷却的LNG发生接触。过冷却的LNG来自LNG罐内泵的排放和再循环管线（P-0201A/B/C/D,P-0202A/B/C/D,P-0203A/B/C/D）。下半段被用作高压泵（P-0401A/B/C/D/E）的一个缓冲罐。从罐内泵泵出的LNG被输送到再冷凝器处，少部分流量被用于对BOG进行再冷凝，

7、大部分流量则流向了BOG再冷凝器的旁通管。BOGBOG再冷凝器具有两个主要的功能再冷凝器具有两个主要的功能接收站接收站接收站接收站BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法再再再再冷凝结法冷凝结法冷凝结法冷凝结法工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程接收站接收站接收站接收站BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法再再再再冷凝结法冷凝结法冷凝结法冷凝结法工艺流程简图工艺流程简图工艺流程简图工艺流程简图接收站接收站接收站接收站BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法再再再再冷凝冷凝冷凝冷凝器器器器接收站接收站接收站接收站BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法再再再再冷凝冷凝冷凝冷凝器器器

8、器浙江LNG人在接收站详细设计阶段，创新性的引入了第三种BOG处理工艺路线高压压缩机直接回收系统p 在非卸船产生的BOG，通过低压压缩机串接高压压缩机，将BOG压力提升至管网要求后直接进入管网外输。p 在卸船期间产生的BOG，将再冷凝工艺和高压外输工艺路线同时开启，通过灵活的调度和下游管网的配合，有效的在短时间内解决问题。增加这套系统使得浙江LNG接收站的工艺外输比起其他接收站具备更大的灵活性，也避免了大量的BOG白白燃烧掉，这种方式目前已在其他新建接收站得到推广及运用。AB高压压缩机直接回收系统AB接收站接收站接收站接收站BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法BOG高压直接回收系统成套

9、包能力约为9t/hr主要原理：来自低压缩机的BOG从0.7MPa通过两级压缩，升压至7MPa然后输送至天然气首站。以设计工况为例：一级入口温度/压力分别为：30/0.7MPag；二级入口温度/压力分别为 ：48/2.4MPag；二级出口温度/压力分别为 ：10/7.15MPag。低压低压压缩机压缩机高压高压压缩机压缩机0.7MPa0.7MPa7MPa7MPa气体外输p压缩机主机一台p主电机一台p空温器及空冷器四台p水站一套p油站一套p各式手动阀门高压压缩机成套包接收站接收站接收站接收站BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法高压高压高压高压直接回收系统直接回收系统直接回收系统直接回收系统接

10、收站接收站BOGBOG处理处理方法方法高压高压直接回收直接回收系统系统工艺图工艺图接收站接收站接收站接收站BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法高压高压高压高压直接直接直接直接回收工艺简图回收工艺简图回收工艺简图回收工艺简图接收站接收站接收站接收站BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法高压高压高压高压直接回收系统实物图直接回收系统实物图直接回收系统实物图直接回收系统实物图接收站接收站接收站接收站BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法再液化工艺流程图再液化工艺流程图再液化工艺流程图再液化工艺流程图接收站接收站接收站接收站BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法再液化装置撬内

11、再液化装置撬内再液化装置撬内再液化装置撬内流程图流程图流程图流程图接收站接收站接收站接收站BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法再液化装置撬内再液化装置撬内再液化装置撬内再液化装置撬内流程图流程图流程图流程图接收站BOG处理方法LNG饱和状态下温度与压力关系图 LNG（CH4）液体饱和状态 饱和温度 饱和压力-127 0.86Mpa-134 0.6Mpa-138 0.5 Mpa-152 0.2 Mpa-162 0.1 Mpa（应用的基本理论（应用的基本理论:相平衡、热平衡、物料平衡）相平衡、热平衡、物料平衡）接收站BOG处理方法LNG接收站高压储罐回收BOG模式工艺流程小型BOG处理方法

12、小型BOG的处理方法LNG卫星站和小型加注站直接注入低压管网法LNG卫星站和小型加注站BOG处理是一个难以解决的课题，其主要原因：气槽（资源气）卸车时经常为0.5-0.6MPa（温度约-135）卫星站、加注站不具备适宜的接卸设备；接卸操作不规范接卸过程中时有放空和卸不净的现象发生（一般损失200-300kg/车次）运营过程中当储罐压力0.65MPa时将直接向大气排放BOGBOG处理方法水上LNG加注站36LNGLNG槽车槽车LNGLNG储罐储罐LNGLNG加气机加气机LNGLNG燃料船燃料船BOGBOG调压设施调压设施BOGBOG储罐储罐LNGLNG加气臂加气臂增压气化器增压气化器增压气化器增

13、压气化器趸船上自用趸船上自用BOGBOG换热器换热器LNGLNGBOGBOGNGLNGLNG泵泵LNG趸船上设施LNGLNG槽车槽车岸上工艺设施斜坡道及缆车小型小型小型小型BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法水上加气站流程水上加气站流程水上加气站流程水上加气站流程示意图示意图示意图示意图岸上设施LNG回车场区生产辅助区岸上辅助区架空斜坡道及缆车水上设施LNG趸船岸上占地面积：12000m2小型小型小型小型BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法水上加气站总平面布置水上加气站总平面布置水上加气站总平面布置水上加气站总平面布置图图图图水上区域岸上区域LNG管道LNG工艺装置区生产辅助区

14、LNG站区架空斜坡道加气机、加气臂LNG加气趸船岸上占地面积：18000m2LNG储罐区小型小型小型小型BOGBOG处理处理处理处理方法方法方法方法岸上岸上岸上岸上LNGLNG加气站总加气站总加气站总加气站总平面图平面图平面图平面图LNGLNG槽车槽车LNGLNG储罐储罐LNGLNG加气机加气机LNGLNG燃料船燃料船BOGBOG调压调压BOGBOG储罐储罐LNGLNG加气臂加气臂卸车增压气化器卸车增压气化器储罐增压气化器储罐增压气化器站内自用站内自用BOGBOG换热器换热器LNGLNGBOGBOGNGLNGLNG泵泵LNG加气趸船设施岸上设施斜坡道上LNG管道小型小型小型小型BOGBOG处理

15、处理处理处理方法方法方法方法岸上加气站流程岸上加气站流程岸上加气站流程岸上加气站流程示意图示意图示意图示意图小型BOG的处理方法LNG加注站直接注入低压管网法LNGLNG加注站加注站BOGBOG处理是一个难以解决的课题，其主要处理是一个难以解决的课题，其主要原因：原因：1 1气槽（资源气）卸车时经常为气槽（资源气）卸车时经常为0.5-0.6MPa0.5-0.6MPa（温度（温度约约-135-135）2 2加注站不具备适宜的接卸设备加注站不具备适宜的接卸设备，接卸操作不规范接卸操作不规范3 3 接卸过程中时有放空和卸不净的现象发生（一般接卸过程中时有放空和卸不净的现象发生（一般损失损失200-3

16、00kg/200-300kg/车次）车次）4 4运营过程中当储罐压力运营过程中当储罐压力 0.65MPa0.65MPa时将直接向大气时将直接向大气排放排放BOGBOG小型BOG的处理方法典型LNG槽车卸车工艺若储罐压力高于槽车打开气若储罐压力高于槽车打开气相管相管阀使压力平衡；阀使压力平衡；用用自增压气自增压气化器卸车，以减少低温泵使用频率；化器卸车，以减少低温泵使用频率；适时利用上进液方式，以减少储罐压力升高；适时利用上进液方式，以减少储罐压力升高；uu当槽车液位低至低温泵设计吸入高度，应停当槽车液位低至低温泵设计吸入高度，应停止从槽车进液，改用储罐止从槽车进液，改用储罐LNGLNG，经自增

17、压，经自增压气气化器，送到槽车直至将槽车液全部排空；化器，送到槽车直至将槽车液全部排空；uu这这时时槽车压力大约为槽车压力大约为0.6-0.65Mpa,0.6-0.65Mpa,约有余气约有余气300-350300-350立方米，（约立方米，（约200kg-300kg200kg-300kg天然气）天然气）供气方多数要求放空，这不仅造成浪费，更供气方多数要求放空，这不仅造成浪费，更重要重要的是对环保产生恶劣的影响。的是对环保产生恶劣的影响。小型BOG的处理方法小型BOG的处理方法小型BOG的处理方法典型典型LNGLNG液化天然气槽车卸车及运营时液化天然气槽车卸车及运营时BOGBOG处理处理工艺图工

18、艺图调压计量城区管网卸车后剩余压力：约0.6MPa 余气压力：0.3-0.35MPa BOG（液化天然气的蒸发气体）液化天然气（LNG）槽车气化器卸车台LNG储罐LNG钢 瓶加热器 小型小型BOG的处理方法的处理方法改进改进LNGLNG槽车卸车运营时槽车卸车运营时BOGBOG处理工艺图处理工艺图液化天然气（LNG）槽车调压计量卸车后剩余压力：约0.6MPa 城区管网余气压力：0.17MPa BOG（液化天然气的蒸发气体）气化器卸车台LNG储罐LNG钢 瓶加热器压缩机此前未有的余气回收工艺创新小型小型BOG的处理方法的处理方法常温压缩机！BOG气体的回收新工气体的回收新工艺流程流程图小型BOG的

19、处理方法中试实验现已完成平面布局设计、主图设备的采购。现已完成平面布局设计、主图设备的采购。小型小型BOG的处理方法的处理方法特点和优势！（1）可实现BOG100%回收；可间歇式作业，不受BOG产出量和时间的限制，不受气源稳定性和下游客户需求的影响，用户供气和冷凝同时进行，回收量可以根据需求进行调节；（2）使用氮气作为载冷介质，避免了BOG回收工艺对国外BOG压缩机设备及技术的依赖，同时免除了工艺中对可燃性烃类气体的压缩，消除了安全隐患；（3）采用市场上常见的压缩机和膨胀机供冷，避开了低温BOG压缩问题，大大缩减投资规模，易于仪器维护修理；（4）BOG处理能力越大，收益越大，可固定式和移动式，

20、回收期越短；该项目回收期 1.8年。小型小型BOG的处理方法的处理方法LNG饱和状态下温度与压力关系图 LNG（CH4）液体饱和状态 饱和温度 饱和压力-127 0.86Mpa-134 0.6Mpa-138 0.5 Mpa-152 0.2 Mpa-162 0.1 Mpa（应用的基本理论（应用的基本理论:相平衡、热平衡、物料平衡）相平衡、热平衡、物料平衡）BOG压缩机（带四通阀）+低温高压储罐BOG处理模式彻底解决BOG的创新方案一、将常压（低压）储罐BOG经BOG压缩机压送到低温高压储罐中，压力增加，温度也随之升高。二、罐内压力进一步增加，罐内LNG饱和温度随之升高，这样罐内LNG实际上已处于

21、过冷状态，因此具有一 定量的冷能。三、较高温度的BOG将被降温，直至液化。四、气，液相将得到新的平衡，储罐的总压将会升高。五、开启阀门，通过压差将高压LNG罐的LNG送往槽车或高压汽化器。小型小型BOG的处理方法的处理方法调压计量城 区 管 网液化天然气（LNG）槽车卸车气化器LNG中压储罐气化器压缩机液化天然气（LNG）槽车装车LNG高压罐四通阀灌瓶、LCNG彻底解决彻底解决彻底解决彻底解决BOGBOG的创新的创新的创新的创新方案方案方案方案BOGBOG压缩机（带四通阀）压缩机（带四通阀）压缩机（带四通阀）压缩机（带四通阀）+低温高压储罐低温高压储罐低温高压储罐低温高压储罐BOGBOG处理模式处理模式处理模式处理模式谢谢大家！