LNG接收站的BOG處理工藝

在LNG接收站，由于低溫儲罐(約-160℃)受外界環(huán)境熱量的侵入、LNG罐內潛液泵運行時(shí)部分機械能轉化為熱能等因素，都會(huì )使罐內LNG汽化產(chǎn)生蒸發(fā)氣，即BOG氣體。為了維持LNG儲罐恒定的操作壓力(3.4kPag-17.2kPag)，不斷將BOG氣體排出罐外。此外，LNG船卸料時(shí)，接收站儲罐內LNG液位，產(chǎn)生容積置換，也要求將BOG氣體排出，以?xún)迚毫Φ姆€定。因此，對于BOG的回收、處理和利用應結合LNG接收站具體的工況，按如下順序考慮；

(1)將儲罐BOG氣體返回LNG船，填補艙罐卸料產(chǎn)生的真空；

(2)再冷凝工藝，將BOG再冷凝成LNG送出；

(3)直接壓縮工藝，即直接將BOG經(jīng)壓縮機增壓到管網(wǎng)壓力后送管網(wǎng)外輸；

(4)送火炬或者排入大氣。

上述方式簡(jiǎn)當、，但只在LNG船卸料時(shí)才能平衡掉一部分BOG氣體，無(wú)LNG船卸料時(shí)則不能采用。第四種方式是一種緊急措施，經(jīng)濟和環(huán)保上顯然不合理。種再冷凝工藝和第三種直接壓縮工藝都是將BOG氣體送入壓縮機加壓，終送入外輸管道，只是中間過(guò)程有所不同。因此，根據對BOG處理方式的不同，LNG接收站工藝可分為BOG直接壓縮工藝和BOG再冷凝工藝兩種。

BOG壓縮機直接將LNG接收站內產(chǎn)生的所有BOG加壓至外輸管網(wǎng)壓力，BOG以高壓的形式進(jìn)入外輸管網(wǎng)供用戶(hù)使用。該工藝流程具有操作簡(jiǎn)單、投資費用低；BOG壓縮機出口壓力等于管網(wǎng)壓力，直接決定了工藝能耗，管線(xiàn)壓力越高，則流程能耗也越高的特點(diǎn)。因此，BOG直接壓縮工藝適用于外輸管網(wǎng)壓力較小(2MPa-3MPa)，輸氣距離較短的氣源型LNG接收站。此外，在BOG處理量小，LNG外輸量不穩定的小型調峰型LNG接收站也適宜采用BOG直接壓縮工藝。

BOG直接壓縮工藝的能耗主要由外輸管網(wǎng)壓力決定，當LNG接收站外輸管網(wǎng)壓力較大(7Mpa-9Mpa)時(shí)，壓縮機的能耗過(guò)大導致整個(gè)直接壓縮工藝的能耗過(guò)高，通常不采用直接壓縮工藝而普遍采用BOG再冷凝工藝。

BOG再冷凝工藝的主要原理是利用高壓LNG自身的冷量冷凝BOG，即LNG經(jīng)泵增壓后，具有過(guò)冷度的LNG與BOG直接或間接接觸換熱，將BOG冷凝為L(cháng)NG。BOG再冷凝工藝主要有兩種形式：間接換熱再冷凝流程和直接換熱再冷凝流程。

BOG再冷凝器液化流程是BOG回收處理的典型工藝，廣泛應用于氣源型LNG接收站。BOG氣體通過(guò)壓縮機加壓，與罐內泵輸送出的一股相同壓力的LNG按比例在再冷凝器內直接接觸換熱，BOG氣體被加壓后有過(guò)冷度的LNG的顯冷冷凝，混合液與進(jìn)入再冷凝器底部的LNG混合，經(jīng)外輸泵加壓后進(jìn)入汽化器汽化外輸。

大型氣源型LNG接收站由于BOG處理量大，外輸氣壓力高，LNG外輸量連續且負荷大，因此大型氣源型LNG接收站一般考慮充分利用外輸LNG的冷量，BOG處理工藝大都采用此工藝。

再冷凝器液化工藝利用了過(guò)冷LNG的冷能，把氣體冷凝為液體然后再加壓到高壓，同等條件下，用泵加壓比用壓縮機加壓節省能耗。再冷凝器工藝中的再冷凝和汽化過(guò)程都有的能耗，但相對泵比壓縮機節省的功耗，增加量很小，因此比直接壓縮工藝的系統能耗大有減少。同時(shí)，再冷凝器除了可以將BOG液化外，還可以作為L(cháng)NG高壓泵吸入端的緩沖容器，以高壓泵的正常運行，避免高壓泵運轉時(shí)發(fā)生氣蝕現象。

在LNG接收站，不可避免的會(huì )產(chǎn)生大量的BOG，若處理不當，將會(huì )導致LNG儲罐超壓而發(fā)生危險，如果外排燃燒，則會(huì )造成資源的浪費以及環(huán)境的污染。因此BOG處理成為了LNG接收站設計和運行中考慮的關(guān)鍵問(wèn)題之一。根據對以往文獻調研可知，目前LNG接收站普遍采用BOG再冷凝器液化工藝來(lái)回收BOG。自我國LNG接收站，大鵬LNG接收站2006年運營(yíng)以來(lái)，國內接收站的建設運營(yíng)已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗。但是，目前某些LNG接收站的BOG處理工藝在實(shí)際運行過(guò)程中仍然存在能耗高、再冷凝器液位控制不穩，長(cháng)期偏高、負荷波動(dòng)過(guò)大時(shí)操作困難等方面的問(wèn)題。因此LNG接收站BOG處理工藝存在優(yōu)化運行節能減排的潛力。近年來(lái)LNG貿易市場(chǎng)競爭日趨激烈，價(jià)格不斷攀升，也對BOG處理工藝提出了低能耗，流程穩定的要求。

LNG物性參數是LNG接收站設備模型建立、工藝流程模擬計算及的基礎數據。在LNG接收站工藝流程中，LNG經(jīng)歷了氣液平衡、壓縮、再冷凝、汽化等熱力學(xué)過(guò)程，每個(gè)物流點(diǎn)都涉及到流量、壓力、溫度、氣液比、氣液組成、烙、嫡以及其他一些熱力學(xué)參數的變化。在多個(gè)設備中，都要進(jìn)行主要物性參數及相平衡的計算，都涉及到熱力學(xué)方法的選擇。因此，熱力學(xué)方法的選擇關(guān)系到整個(gè)模擬運算的準確與否，選擇合適的熱力學(xué)方法是進(jìn)行流程模擬的重要環(huán)節。