LNG儲罐蒸發(fā)氣回收系統及處理工況

蒸發(fā)氣回收系統包括蒸發(fā)氣壓縮機、分液罐及再冷凝器等。

1.蒸發(fā)氣處理工況

(1)卸載工況

LNG卸載過(guò)程中，LNG儲罐內產(chǎn)生大量的蒸發(fā)氣分兩部分處理：一部分通過(guò)回流鼓風(fēng)機增壓經(jīng)蒸發(fā)氣回流管線(xiàn)和蒸發(fā)氣回流臂回流到船艙，以維持船艙系統的壓力平衡；另一部分多余的蒸發(fā)氣經(jīng)蒸發(fā)氣壓縮機壓縮后，輸至再冷凝器冷凝后外輸。

(2)非卸載運行工況

在非卸船正常運行條件下，LNG儲罐和管線(xiàn)的吸熱，低壓泵、高壓泵的運行、保冷循環(huán)等都將產(chǎn)生大量蒸發(fā)氣，同時(shí)LNG槽車(chē)裝載過(guò)程中也會(huì )返回蒸發(fā)氣。但所產(chǎn)生的蒸發(fā)氣可部分補償由低壓泵外輸所引起的儲罐內壓力下降。儲罐內壓力由蒸發(fā)氣壓縮機的運行控制。所有壓縮后的蒸發(fā)氣都被輸送到再冷凝器，沒(méi)有多余的蒸發(fā)氣被排至火炬系統。

(3)小外輸工況

在小外輸運行工況下，所需的LNG外輸量應足以對卸載工況下產(chǎn)生的蒸發(fā)氣進(jìn)行再冷凝。一般，蒸發(fā)氣再冷凝大約需要8倍的低溫外輸LNG量。在無(wú)法達到這一比率的情況下時(shí)，多余的蒸發(fā)氣被送至火炬系統處理。

(4)零外輸工況

零外輸工況下，再冷凝器中沒(méi)有進(jìn)行蒸發(fā)氣再冷凝所的外輸LNG，壓縮系統也不能處理接收站中產(chǎn)生的蒸發(fā)氣。在這種情況下，產(chǎn)生的蒸發(fā)氣就直接排至火炬系統。

2.蒸發(fā)氣壓縮機

來(lái)自L(fǎng)NG儲罐的蒸發(fā)氣和壓縮機的循環(huán)蒸發(fā)氣經(jīng)來(lái)自低壓輸出總管的LNG液體降溫后，進(jìn)入蒸發(fā)氣壓縮機緩沖罐。

當蒸發(fā)氣壓縮機緩沖罐的液位達到高液位報警時(shí)，操作工采用手動(dòng)方式將吸入罐中的LNG液體排至LNG儲罐進(jìn)料管線(xiàn)，LNG儲罐進(jìn)料管線(xiàn)同樣設有高液位報警。為了將LNG儲罐壓力維持在某個(gè)范圍內，可通過(guò)自動(dòng)調節使蒸發(fā)氣壓縮機的處理量在25%到100%范圍內，同時(shí)蒸發(fā)氣壓縮機的啟停由操作員手動(dòng)完成。一旦操作員按順序啟動(dòng)按鈕，蒸發(fā)氣壓縮機將自動(dòng)執行啟動(dòng)程序。

如果蒸發(fā)氣壓縮機跳閘，手動(dòng)開(kāi)啟另一臺備用蒸發(fā)氣壓縮機，而不是自動(dòng)開(kāi)啟，因為雖然被處理的蒸發(fā)氣量在減少，但儲罐內的氣相空間可以提供足夠的反應時(shí)間。當儲罐內部壓力增加，蒸發(fā)氣壓縮機的負荷也會(huì )增加。當蒸發(fā)氣壓縮機全負荷運行并且儲罐內部壓力還在繼續增加時(shí)，需手動(dòng)開(kāi)啟備用的蒸發(fā)氣壓縮機。

相反，如果儲罐內部壓力降低，蒸發(fā)氣壓縮機的負荷會(huì )降到25%負荷。如果蒸發(fā)氣壓縮機以25%負荷運行，并且儲罐內壓力繼續降低，那么需手動(dòng)停止一臺蒸發(fā)氣壓縮機。

通過(guò)處理蒸發(fā)氣來(lái)保持儲罐內的操作壓力，因此，儲罐內壓力是調整蒸發(fā)氣壓縮機負荷的主要控制信號。

但壓縮機的處理量受再冷凝器的處理能力制約，因此壓縮機的流量需考慮再冷凝器的處理能力。如果蒸發(fā)氣流量高于壓縮機或再冷凝器的處理能力時(shí)，儲罐和蒸發(fā)氣總管的壓力將升高，當壓力超過(guò)壓力控制閥的設定值時(shí)，過(guò)量的蒸發(fā)氣將排至火炬燃燒。

在蒸發(fā)氣壓縮機吸入蒸發(fā)氣溫度較高(高于-110℃)或壓縮機的處理量較少時(shí)，為了防止出現入口/出口蒸發(fā)氣過(guò)高溫，在壓縮機吸入口前設調溫器，根據進(jìn)入壓縮機的蒸發(fā)氣溫度，向蒸發(fā)氣噴射低溫LNG，以控制蒸發(fā)氣溫度。在調溫器的出口設置蒸發(fā)氣緩沖罐，多余的液體將在壓縮機吸入緩沖罐中被分離出來(lái)。利用氮氣吹掃壓縮機緩沖罐內液體，使之進(jìn)入火炬匯管或通過(guò)排液回流匯管返回到LNG儲罐。

再冷凝器用于將壓縮蒸發(fā)氣與從儲罐低壓泵輸送的過(guò)冷LNG混合并使其冷凝。從LNG儲罐低壓泵輸出的LNG一部分根據冷凝蒸發(fā)氣所需量進(jìn)入再冷凝器，剩余部分通過(guò)再冷凝器下部從再冷凝器出口管線(xiàn)送至高壓輸出泵。同時(shí)再冷凝器也起到高壓輸出泵的入口緩沖罐的作用。

用于冷凝蒸發(fā)氣的LNG和蒸發(fā)氣都從再冷凝器的頂部進(jìn)入，并在不銹鋼填料床中混合。

再冷凝器的處理能力按二期設計規?？紤]，確定原則是吸收卸載過(guò)程中形成的蒸發(fā)氣，不設備用設備，在檢修或事故期間，可隔離再冷凝器，可利用再冷凝器的旁路系統LNG正常外輸，蒸發(fā)氣排至火炬燃燒。