BOG再液化系统

技术领域

本发明涉及液化天然气储运技术领域，特别涉及一种BOG再液化系统。

背景技术

LNG(Liquefied Natural Gas，液化天然气)罐箱接收站主要接收进口LNG，场站内没有管网，各个罐箱均为独立个体，BOG(Boil-Off Gas，闪蒸气)无法集中回收或集中放散；而且，目前市面上回收BOG的装置基本采用压缩机制冷，撬块繁多、流程复杂，不适用于小场地移动运行；因此，目前小型LNG罐箱接收站处理BOG的方式为就地放空；不仅造成极大的浪费，而且对环境造成污染，空气中含有的可燃气体也有较大的安全隐患。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种BOG再液化系统，旨在对独立LNG罐箱产生的BOG气体进行回收和再液化，避免BOG的浪费，减少放空BOG带来的环境污染和安全隐患。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

本申请一方面公开了一种BOG再液化系统，包括：BOG汇流单元、换热器、可移动冷媒单元、冷媒放空装置以及可移动LNG装载装置；

所述BOG汇流单元能够连接多个BOG产生装置，其输出端通过管道与所述换热器的热源入口连接，所述换热器的热源出口通过管道与所述可移动LNG装载装置连接；所述可移动冷媒单元与所述换热器的冷源入口连接，所述冷媒放空装置与所述换热器的冷源出口连接。

本申请的一些实施例中，所述BOG汇流单元包括第一连接管道、BOG汇流排以及第二连接管道，所述第一连接管道配置有多条，其一端用于与BOG产生装置的输出端连接，另一端与BOG汇流排的输入端连接，所述第二连接管道的一端与所述BOG汇流排的输出端连接，另一端与所述换热器的热源入口连通。

本申请的一些实施例中，所述换热器为绕管式换热器，所述BOG汇流单元与所述换热器的管程连通，所述可移动冷媒单元与所述换热器的壳程连通。

本申请的一些实施例中，所述系统还包括冷媒汇流单元，所述冷媒汇流单元包括第三连接管道、冷媒汇流排以及第四连接管道，所述第三连接管道配置有多条，每个所述可移动冷媒单元连接在一条所述第三连接管道的一端，所述第三连接管道的另一端与所述冷媒汇流排的输入端连接，所述第四连接管道的一端与所述冷媒汇流排的输出端连接，另一端与所述换热器的冷源入口连通。

本申请的一些实施例中，所述可移动冷媒单元中液氮为冷媒，其包括：

液氮槽车，其出口端与所述第三连接管道连通；

液氮汽化器，分别于所述第四连接管和所述换热器的壳程连通。

本申请的一些实施例中，所述可移动LNG装载装置包括：

LNG装车泵，其输入端与所述换热器的热源出口通过第五连接管道连接，其输出端连接有第六连接管道；

LNG槽车，其进液口与所述第六连接管道连接。

本申请的一些实施例中，所述第一连接管道和所述第二连接管道上分别设置有流量调节阀，所述第三连接管道上设置有液位调节阀；所述第五连接管道上设置有温度调节阀，所述第六连接管道上设置有止逆阀。

本申请的一些实施例中，所述系统还包括控制装置，所述控制装置分别与所述流量调节阀、所述液位调节阀、所述温度调节阀和所述止逆阀电连接。

本申请的一些实施例中，所述冷媒放空装置包括冷媒复热器和冷媒放空消音器，所述冷媒复热器通过管道连接在所述冷媒放空消音器与所述换热器之间。

本申请的一些实施例中，所述系统还包括一个或多个LNG罐箱，所述LNG罐箱上设有BOG引出管，所述BOG引出管连接在所述BOG汇流单元的输入端。

有益效果：

本公开提供了一种BOG再液化系统，通过设置可移动冷媒单元和可移动LNG装载装置，使得整个系统的灵活性较强，受使用场景的限制性低；通过设置BOG汇流单元，能够一次性连接多个BOG产生装置并汇集到换热器中，避免频繁操作挪动管路及撬块；此外，通过可移动冷媒单元可直接对BOG进行液化，无需制冷剂压缩机，操作简单，故障率低，BOG的液化效率高。

附图说明

图1为本申请一实施方式提供的BOG再液化系统的结构示意图。

主要元件符号说明：1-BOG汇流单元，11-第一连接管道，12-BOG汇流排，13-第二连接管道，14-流量调节阀，2-换热器，3-可移动冷媒单元，31-液氮槽车，32-液氮汽化器，4-冷媒放空装置，41-冷媒复热器，42-冷媒放空消音器，5-可移动LNG装载装置，51-LNG装车泵，52-LNG槽车，53-第五连接管道，54-第六连接管道，55-温度调节阀，56-止逆阀，6-冷媒汇流单元，61-第三连接管道，62-冷媒汇流排，63-第四连接管道，64-液位调节阀，7-LNG罐箱。

具体实施方式

本发明提供一种BOG再液化系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

天然气作为一种清洁、高效的能源，具有绿色环保、经济实惠、安全可靠的优点。LNG是气态天然气经深度净化，在常压下冷却至-162℃后呈现的液态形式，其体积约为气态时的1/600。由于LNG常压下沸点很低，在储运和装卸环节不可避免的会出现闪蒸气(BOG)，如果不及时处理，会造成储罐内压力持续升高，继而出现安全事故。

产生BOG较多的场所一般包括小型城市的调峰站、LNG液化工厂、大型接收站以及小型LNG罐箱接收站等。上述场所处理BOG的方式主要为：小型城市的调峰站处理BOG主要通过管网直接将BOG送至下游；LNG液化工厂和大型接收站主要通过将BOG加压后回到处理区处理后重新进行液化或者将BOG送入发电机或导热油的燃气管路；小型LNG罐箱接收站因场站内没有集合管网，且各个罐箱均为独立个体，一般将BOG直接就地放空，造成极大的浪费以及安全隐患。

图1为BOG再液化系统的结构示意图。

请参阅图1，本发明提供一种BOG再液化系统，适用于LNG罐箱或者有BOG产生的装置进行BOG的回收液化；能够应用于场站内没有集合管网的小型LNG罐箱接收站，对独立的LNG罐箱产生的BOG气体进行回收并再液化。

该系统包括：BOG汇流单元1、换热器2、可移动冷媒单元3、冷媒放空装置4以及可移动LNG装载装置5；BOG汇流单元1能够连接多个BOG产生装置，BOG汇流单元1的输出端通过管道与换热器2的热源入口连接，换热器2的热源出口通过管道与可移动LNG装载装置5连接；可移动冷媒单元3与换热器2的冷源入口连接，冷媒放空装置4与换热器2的冷源出口连接。该系统中，可移动冷媒单元3可直接提供与BOG进行热交换的冷媒，将冷媒输入至换热器2中与BOG进行热交换，使BOG冷却液化为LNG，不需要通过压缩机等制冷设备现场制备冷媒，冷媒使用完可以马上更换，操作简单，BOG的液化效率高。同样的，可移动LNG装载装置5的灵活性高，可以将液化后的BOG运输至其它地方使用，且装满后可以随时更换。BOG汇流单元1使得该系统可以对单独的BOG产生装置产生的BOG进行回收并液化，或者同时对多个BOG产生装置进行BOG的回收并液化，工作效率高，实用性强。冷媒放空装置4对进行热交换之后的冷媒进行放空处理。冷媒用于与BOG进行热交换，可以为液氮、氟氯碳化物等。

进一步的，BOG汇流单元1包括第一连接管道11、BOG汇流排12以及第二连接管道13，第一连接管道11配置有多条，每条第一连接管道11的一端用于与BOG产生装置的输出端连接，另一端与BOG汇流排12的输入端连接，第二连接管道13的一端与BOG汇流排12的输出端连接，另一端与换热器2的热源入口连通。第一连接管道11一般连接在BOG产生装置的上部，以便装置内的BOG能够更好地流向第一连接管道11中。当多个BOG产生装置需要回收BOG时，多个BOG产生装置可以分别连接一条第一连接管道11，同时通过第一连接管道11和BOG汇流排12汇流至第二连接管道13，通过第二连接管道13将BOG输送至换热器2中，同时实现BOG的回收和液化。一般的，第一连接管道11为软管，利于多个BOG产生装置的排布。

优选的，换热器2为绕管式换热器2，BOG汇流单元1与换热器2的管程连通，可移动冷媒单元3与换热器2的壳程连通。即BOG通过换热器2的管程，冷媒通过换热器2的壳程，BOG在换热器2中停留时间较长，换热器2的管侧浸泡在冷媒中，冷媒可以充分冷却BOG通过的管道，保证换热效果。

进一步的，该系统还包括冷媒汇流单元6，该冷媒汇流单元6包括第三连接管道61、冷媒汇流排62以及第四连接管道63，第三连接管道61配置有多条，每个可移动冷媒单元3连接在一条第三连接管道61的一端，第三连接管道61的另一端与冷媒汇流排62的输入端连接，第四连接管道63的一端与冷媒汇流排62的输出端连接，另一端与换热器2的冷源入口连通。如此，该系统可以配备一个或者多个可移动冷媒单元3，当需要回收的BOG产生装置比较多的时候，BOG汇流单元1处连接多个BOG产生装置，为了提高处理效率，第二连接管道13中BOG的流量会相应的增大，为了保证换热效果，液氮的消耗也会相应的较快，此时，可以通过冷媒汇流单元6连接多个可移动冷媒单元3，确保冷媒能够充分供应给换热器2。此外，通过冷媒汇流单元6连接的多个可移动冷媒单元3可以由其对应连接的第三连接管道61单独控制，使得不同的可移动冷媒单元3可以切换工作状态。当其中一个或多个可移动冷媒单元3中的液氮使用完后，可关闭其对应连接的第三连接管道61，且开启其它可移动冷媒单元3对应连接的第三连接管道61，使该系统可以持续工作，实现不间断的回收BOG气体。

进一步的，可移动冷媒单元3中使用液氮为冷媒，可使液化回收后的LNG的温度达到-160℃，稳定性较高，能适应多种环境使用。具体的，可移动冷媒单元3包括液氮槽车31和液氮汽化器32，液氮槽车31的出口端与第三连接管道61连通，用于向换热器2中输送液氮。液氮汽化器32分别通过管道与第四连接管和换热器2的壳程的底部连通，作为连接器使用。液氮槽车31中装载有液氮储罐，液氮储罐中的液氮可以直接作为冷媒输送至换热器2中，无需现场制备，简化了设备的结构，灵活性高。

进一步的，可移动LNG装载装置5包括LNG装车泵51和LNG槽车52，LNG装车泵51的输入端与换热器2的热源出口通过第五连接管道53连接，其输出端通过第六连接管道54与LNG槽车52的进液口连接。通过LNG装车泵51向LNG槽车52输送LNG，能够避免储罐内压力造成装车不畅，且降低了对换热器2热源出口与LNG槽车52的安装高度的限制，对LNG槽车52的进液口与换热器2的热源出口的高度没有要求。本实施例中，LNG装车泵51采用带泵池式LNG潜液泵，具有液位控制及回流控制等功能。

进一步的，第一连接管道11和第二连接管道13上分别设置有流量调节阀14，通过第一连接管道11上的流量调节阀14，使得连接在不同的第一连接管道11上的BOG产生装置能够单独控制；即，当需要回收的BOG产生装置的数量少于第一连接管道11的数量时，可以关闭没有连接BOG产生装置的第一连接管道11上的流量调节阀14，使该对应的第一连接管道11与第二连接管道13之间呈阻断的状态，不影响其它第一连接管道11的传输。第二连接管道13上的流量调节阀14统一控制进入换热器2中的BOG的流量，能更精准、更方便地控制进入换热器2中的BOG的流量，提高BOG与冷媒热交换效果的可控性。

第三连接管道61上设置有液位调节阀64，使每条第三连接管道61可以单独控制，当可移动冷媒单元3供应较充足，多条第三连接管道61上可分别连接一可移动冷媒单元3，通过控制对应第三连接管道61上的液位调节阀64的开关状态，使不同的一条或多条第三连接管道61与第四连接管道63连通，便于可移动冷媒单元3的切换。例如，当第一条第三连接管道61对应连接的可移动冷媒单元3中的冷媒即将用完时，可先开启第二条第三连接管道61上的液位调节阀64，使其对应连通的可移动冷媒单元3与第四连接管道63连通，待第一条第三连接管道61上连接的可移动冷媒单元3中的冷媒耗尽后关闭其对应的液位调节阀64即可以对该可移动冷媒单元3进行更换。

液氮汽化器32与换热器2的底部的连接管道上设有液位调节阀64，可以调整冷媒在换热器2与流经液氮汽化器32的分配。

第五连接管道53上设置有温度调节阀55，能够自动调节和控制BOG换热后得到的LNG的温度，使LNG符合装车的标准，保证装车效果。第六连接管道54上设置有止逆阀56，能够避免LNG槽车52中的LNG回流。

进一步的，本申请的系统还包括控制装置，具体为PLC(Programmable logicController，可编程逻辑控制器)控制器，更具体的，该PLC控制器可以为美国通用电气的GE-I型、GE公司的GE-Ⅲ、西门子的S7-200等等。

流量调节阀14、液位调节反64、温度调节阀55和止逆阀56均为电子阀，控制装置分别与流量调节阀14、液位调节阀64、温度调节阀55和止逆阀56电连接，通过单独控制上述阀体的工作，使本申请中与上述阀体连接的模块可以单独使用替换，适用于更多不同的场合；此外，通过控制装置统一自动控制，操作简单，且控制的精确度高。

进一步的，冷媒放空装置4包括冷媒复热器41和冷媒放空消音器42，冷媒复热器41通过管道连接在冷媒放空消音器42与换热器2之间。冷媒复热器41连接在换热器2的顶部，与换热器2的壳程连通，换热后的冷媒温度升高，气化为气体，经过冷媒复热器41复热到常温后，经过冷媒放空消音器42的消音后接到安全的高度位置后放空。本实施方式中，冷媒为液氮，液氮与BOG热交换后气化为氮气，复温和消音放空后不会对环境造成污染。

在一些实施例中，本申请的系统用于LNG罐箱7中BOG的回收液化，还包括一个或多个LNG罐箱7，LNG罐箱7上设有BOG引出管，BOG引出管连接在BOG汇流单元1的输入端。具体的，BOG引出管设置在LNG罐箱7的上部，靠近顶部的位置，可以使BOG更好地向第一连接管道11方向流动。当LNG罐箱7为多个时，每个LNG罐箱7中的BOG引出管连接一条BOG汇流单元1的第一连接管道11，多条第一连接管道11中的BOG气体通过BOG汇流排12汇合至第二连接管道13，使得多个LNG罐箱7中的BOG能够同时被回收。在实际应用中，开始向LNG槽车52中输入BOG换热液化后的LNG时，可以不开启LNG装车泵51，依靠LNG罐箱7的内压力时LNG流入至LNG槽车52的储罐中，一定时间后，再开启LNG装车泵51将LNG输送至LNG槽车52的储罐中。

一个具体的实施例中，该系统用于回收多个LNG罐箱7中的BOG气体，且选用对环境无污染且来源丰富的液氮作为冷媒。每个LNG罐箱7分别对应连接一条第一连接管道11，多条第一连接管道11通过BOG汇流排12汇入第二连接管道13，并通过第二连接管道13接入绕管式换热器2内，控制装置根据换热器2设定的热源的流量控制第二连接管道13上的流量调节阀14的开度，并且根据接入的LNG罐箱7的数量将该流量在连接有LNG罐箱7的第一连接管道11中分配，控制各第一连接管道11上的流量调节阀14使之与第二连接管道13上的流量调节阀14配合。BOG从LNG罐箱7中进入换热器2的管程中，其进入换热器2时的温度约为-100℃，液氮通过液氮槽车31运输装载到现场使用，多个液氮槽车31通过冷媒汇流单元6汇流进入换热器2的壳程，壳侧液氮通过液位调节阀64控制进入换热器2中的流量。液氮进入换热器2壳侧时的温度约为-190℃，在换热器2中与换热器2内的管壁充分接触，产生热交换；BOG在换热器2中与液氮进行热交换后液化为LNG，从换热器2的热源出口流出，换热器2输出的LNG温度约为-160℃。进入换热器2的BOG和流出换热器2的LNG均经过相应的检测装置监控温度、压力和流量。流出换热器2后的LNG通过LNG装车泵51输送至LNG槽车52。该实施例中的阀体和LNG装车泵51均通过控制装置统一控制。

综上所述，本申请通过可移动冷媒单元3和冷媒汇流单元6，使冷媒的切换和使用更方便，减少了制冷设备的设置，操作简单，且使该系统能够持续运转；通过可移动LNG装载装置5，便于BOG液化后的LNG的装载和转运；通过BOG汇流单元1，能够同时处理多个独立的BOG生产装置，工作效率高；通过控制装置将各部件模块化控制，使得各部件可以单独更换使用，灵活性高。本申请灵活性高，且可移动设置，没有过多繁琐的撬块，适用于没有集中管网的小型LNG罐箱接收站，能够有效避免小型LNG罐箱接收站直接放空BOG造成的浪费、环境污染以及安全隐患。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。