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1、LNG运营中BOG处理面面观,广 东 油 气 商 会高级顾问中国海洋石油南海东部公司原总工程师,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，若排到大气中其温室效应是二氧化碳的21倍。公开的
2、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,5,LNG接收站典型工艺流程,6,BOG 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气化；LNG在卸料管线中与管
3、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BOG,BOG 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/h,BOG 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、扬程140m
4、，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/h,BOG 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
5、产量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： 简单直接 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。,BOG处理方法,再冷凝法： 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前提
6、条件。 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BOG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，大部分流量则流向了BOG再冷凝器的旁通管。,
7、BOG再冷凝器具有两个主要的功能,接收站BOG处理方法再冷凝结法工艺流程,接收站BOG处理方法再冷凝结法工艺流程简图,接收站BOG处理方法再冷凝器,接收站BOG处理方法再冷凝器,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,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。,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
8、烧掉，这种方式目前已在其他新建接收站得到推广及运用。,高压压缩机直接回收系统,A,B,接收站BOG处理方法,BOG高压直接回收系统成套包能力约为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。,压缩机主机一台主电机一台空温器及空冷器四台,水站一套油站一套各式手动阀门,高压压缩机成套包,接收站BOG处理方法高压直接回收系统,接收站BOG处理方法高压直接回收系统工艺图,接
9、收站BOG处理方法高压直接回收工艺简图,接收站BOG处理方法高压直接回收系统实物图,接收站BOG处理方法再液化工艺流程图,接收站BOG处理方法再液化装置撬内流程图,接收站BOG处理方法再液化装置撬内流程图,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: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,小型BOG的处理方法LNG卫星站
10、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BOG,BOG处理方法水上LNG加注站,36,LNG槽车,LNG储罐,LNG加气机,LNG燃料船,BOG调压设施,BOG储罐,LNG加气臂,增压气化器,增压气化器,趸船上自用,BOG换热器,LNG,BOG,NG,LNG泵,LNG趸船上设施,LNG槽车,岸上工艺设
11、施,斜坡道及缆车,小型BOG处理方法水上加气站流程示意图,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BOG处理方法水上加气站总平面布置图,水上区域,岸上区域,LNG管道,LNG工艺装置区,生产辅助区,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：18000m2,LNG储罐区,小型BOG处理方法岸上LNG加气站总平面图,LNG槽车,LNG储罐,LNG加气机,LNG燃料船,BOG调压,BOG储罐,LNG加气臂,卸车增压气化器,储罐增压气化器,站内自用,BOG换热器,LNG,BOG,NG,LNG
12、泵,LNG加气趸船设施,岸上设施,斜坡道上LNG管道,小型BOG处理方法岸上加气站流程示意图,小型BOG的处理方法LNG加注站直接注入低压管网法,LNG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）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BOG,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相管阀使压力平衡；用自增压气化器卸车，以减少低温泵使用频率；适时利用上进液方式，以减少储罐
13、压力升高；,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LNG，经自增压气化器，送到槽车直至将槽车液全部排空；这时槽车压力大约为0.6-0.65Mpa,约有余气300-350立方米，（约200kg-300kg天然气）供气方多数要求放空，这不仅造成浪费，更重要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LNG液化天然气槽车卸车及运营时BOG处理工艺图,小型BOG的处理方法,改进LNG槽车卸车运营时BOG处理工艺图,小型BOG的处理方法,BOG气体的回收新工艺流程图,小型BOG的处理方法,中试实验,现已完成平面布局设计、主图设备
14、的采购。,小型BOG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，回收期越短；该项目回收期 1.8年。,小型BOG的处理方法,LNG饱和状态下温度与压力关系图
15、,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: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BOG的处理方法,调压计量,城区管网,液化天然气（LNG）槽车卸车,LNG中压储罐,液化天然气（LNG）槽车装车,LNG高压罐,四通阀,灌瓶、LCNG,彻底解决BOG的创新方案BOG压缩机（带四通阀）+低温高压储罐BOG处理模式,谢谢大家！,饶孝柱13902493883 ,
