一種BOG蓄能壓差LNG加氣站的製作方法

2023-04-29 23:31:36

本發明涉及一種LNG加氣站的領域，尤其涉及一種BOG蓄能壓差LNG加氣站。

背景技術：

隨著新能源汽車、輪船的發展，液化天然氣(LNG)汽車、輪船加氣站正迅速在國內興起，LNG作為汽車、輪船燃料相對於其它傳統車用燃料具有安全經濟、清潔高效環保、儲存效率高等明顯優勢，在響應國家節能減排的號召下，使用LNG作為汽車、輪船替代燃料，不僅能夠有效減小環境汙染和緩解石油資源緊缺而帶來的壓力，同時，也是實現經濟可持續發展和改善環境的最佳選擇。

隨著國家對節能減排工作重視程度的加強及改善人類生活環境工作的進程，LNG的廣泛運用必將成為將來城市公交、汽車運輸、船舶運輸的主要替代能源，而與之配套的LNG加氣站也必將帶來蓬勃地發展。

在現有技術條件下，

1.LNG加氣站是將LNG液化工廠生產或進口的液化天然氣，採用槽車運輸到LNG加氣站，通過潛液泵或自增壓方式，完成卸車和加氣。加氣站設備在運行過程中尤其在潛液泵預冷過程(潛液泵必須預冷到-100左右才能工作，在預冷過程中往往要通過多次BOG放空)必然會使一部分LNG汽化成BOG氣體，再加上車輛和船舶所產生的BOG氣體，這些BOG氣體雖然可以通過運行設備再液化，但大部分的BOG氣體由於回收利用的成本相對較高，因此而白白排放掉， 不僅浪費了能源，而且汙染了環境。

2.LNG加氣站最關鍵的核心設備是低溫潛液泵，然而此泵的技術含量高，正常運行使用的條件要求比較高，維修難度大，目前98％的低溫潛液泵依賴於極少數國家進口，存在潛在的產業風險隱患。

技術實現要素：

本發明提供一種BOG蓄能壓差LNG加氣站，目的是解決現有技術問題，提供節能、環保，充分利用工藝管線產生的BOG氣體的一種蓄能壓差LNG加氣站。

本發明解決問題採用的技術方案是：

一種BOG蓄能壓差LNG加氣站，具有LNG槽車(1)、增壓汽化器(2)、LNG低溫儲罐(12)、加氣設備(14)和LNG加液機(22)，LNG槽車(1)通過管道分別連接增壓汽化器(2)和LNG低溫儲罐(12)，增壓汽化器(2)與LNG槽車(1)之間設有進氣管(23)和出液管(24)，LNG低溫儲罐(12)通過管道(25)連接LNG加液機(22)，LNG加液機(22)連接加氣設備(14)，其特徵在於：所述加氣設備(14)與LNG加液機(22)之間設有LNG進氣管(26)和BOG排氣管(27)，LNG加液機(22)通過BOG回收管道(28)連接BOG加熱器(20)、LNG低溫儲罐(12)和進氣管(23)，BOG加熱器(20)連接BOG緩衝罐(19)，BOG緩衝罐(19)連接BOG壓縮機(16)，BOG壓縮機(16)連接BOG儲存罐(15)，BOG儲存罐(15)通過管道(30)分別連接進氣管(23)和BOG回收管道(28)，LNG低溫儲罐(12)通過BOG回收管道(29)連接BOG加熱器(20)。

所述進氣管(23)和出液管(24)上分別設有截止閥F1(3)和截止閥F2(4)，LNG槽車(1)與LNG低溫儲罐(12)之間的連接管道上設有截止閥F3(5)、 截止閥F4(6)和截止閥F5(7),LNG進氣管(25)上設有截止閥F6(8)，BOG回收管道(28)上設有截止閥F7(9)和截止閥F8(10)，截止閥F7(9)和截止閥F8(10)與LNG加液機(22)之間設有單向閥(17)，BOG回收管道(29)上設有截止閥F11(18)，BOG回收管道(28)和BOG回收管道(29)聯通並通過截止閥F12(21)連接BOG加熱器(20)，BOG緩衝罐(19)與BOG壓縮機(16)連接的管道上設有截止閥F10(13)，管道(30)上設有截止閥F9(11)。

本發明的有益效果：

1.不需要低溫潛液泵以及相配套的保溫泵池，簡化工藝管線，節約設備採購成本。

2.採用BOG壓縮機藉助回收儲存一定壓力的BOG氣體，電機功率比低溫潛液泵的電機功率減少65％，節約加氣站的運營成本。

3.可實現低溫儲罐BOG氣體站內再液化功能，最大限度的減少BOG排放，節約能源和減少環境汙染。

4.可實現短時停電卸車和加氣功能。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖中：1、LNG槽車；2、增壓汽化器；3、截止閥F1；4、截止閥F2；5、截止閥F3；6、截止閥F4；7、截止閥F5；8、截止閥F6；9、截止閥F7；10、截止閥F8；11、截止閥F9；12、LNG低溫儲罐；13、截止閥F10；14、加氣設備；15、BOG儲存罐；16、BOG壓縮機；17、單向閥；18、截止閥F11；19、BOG緩衝罐；20、BOG加熱器；21、截止閥F12；22、LNG加液機；23、進氣管；24、出液管；25、管道；26、LNG進氣管；27、BOG排氣管；28、BOG回收管道；29、 BOG回收管道；30、管道。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。

如圖1所示一種BOG蓄能壓差LNG加氣站，具有LNG槽車1、增壓汽化器2、LNG低溫儲罐12、加氣設備14和LNG加液機22，LNG槽車1通過管道分別連接增壓汽化器2和LNG低溫儲罐12，增壓汽化器2與LNG槽車1之間設有進氣管23和出液管24，LNG低溫儲罐12通過管道25連接LNG加液機22，LNG加液機22連接加氣設備14，所述加氣設備14與LNG加液機22之間設有LNG進氣管26和BOG排氣管27，LNG加液機22通過BOG回收管道28連接BOG加熱器20、LNG低溫儲罐12和進氣管23，BOG加熱器20連接BOG緩衝罐19，BOG緩衝罐19連接BOG壓縮機16，BOG壓縮機16連接BOG儲存罐15，BOG儲存罐15通過管道30分別連接進氣管23和BOG回收管道28，LNG低溫儲罐12通過BOG回收管道29連接BOG加熱器20。

所述進氣管23和出液管24上分別設有截止閥F1 3和截止閥F2 4，LNG槽車1與LNG低溫儲罐12之間的連接管道上設有截止閥F3 5、截止閥F4 6和截止閥F5 7,LNG進氣管25上設有截止閥F6 8，BOG回收管道28上設有截止閥F7 9和截止閥F8 10，截止閥F7 9和截止閥F8 10與LNG加液機22之間設有單向閥17，BOG回收管道29上設有截止閥F11 18，BOG回收管道28和BOG回收管道29聯通並通過截止閥21 12連接BOG加熱器20，BOG緩衝罐19與BOG壓縮機16連接的管道上設有截止閥F10 13，管道30上設有截止閥F9 11。

本發明的工作原理為：主要是利用氣體的可壓縮性與液體的不可壓縮性， 將收集儲存或液體轉換的氣體作為能量傳遞，液態天然轉換成氣態時，體積增長600倍(這是LNG的固有性質之一)，在有限的容器容積內，這些氣體只能產生壓力。通過氣體儲罐、氣體壓縮機、閥門、及相應的工藝管線，對氣體進行定向壓力分配，使容器之間形成定向壓力差，再由於液體比重遠大於氣體的比重，由此，壓力高的容器便將輸送物(LNG液體)壓入壓力低的容器內，其工作流程如下：

一、卸車：

自增壓卸車：LNG槽車1分別與LNG低溫儲罐12和增壓汽化器2連通後，開啟截止閥F1 3、截止閥F2 4、截止閥F3 5、截止閥F4 6和截止閥5 7，這時LNG槽車1中的LNG液體流入增壓汽化器2進行汽化，汽化後的氣體經過截止閥F1 3的管道進入LNG槽車1內進行增壓，當LNG槽車1與LNG低溫儲罐12中達到一定壓差時，LNG槽車1中的LNG液體流入LNG低溫儲罐12中，實現自增壓卸車。卸車完後，恢復各截止閥原態。

除現有技術中的自增壓卸車外，還可以利用BOG儲存罐15中已儲存的BOG氣體對LNG槽車1進行增壓，而無需用LNG液態汽化後增壓，當LNG槽車1與LNG低溫儲罐12、BOG儲存罐15相對應的管道連接後，開啟截止閥F1 3、截止閥F8 10，待LNG槽車1、LNG低溫儲罐12平壓後關閉截止閥F8 10，開啟截止閥F3 5、截止閥F4 6或截止閥F5 7、截止閥F9 11，BOG儲存罐15中的BOG氣體(壓力大於序號1的壓力)進入LNG槽車1對其增壓，當壓力達到一定時，LNG槽車1中的LNG液態從LNG低溫儲罐12的底部或頂部進入罐內，實現卸車，卸車完畢後，各截止閥恢復原態。

二.加液:

1.加氣設備14與LNG加液機22的LNG進氣管26和BOG排氣管27接好後，開啟截止閥F6 8和截止閥F7 9或截止閥F8 10(加氣設備14的回氣進入LNG低溫儲罐12的底部或頂部)，LNG低溫儲罐12與加氣設備14等壓，由於LNG低溫儲罐12內液體的重力勢能作用，LNG低溫儲罐12中的LNG液態經過LNG加液機22進入加氣設備14，實現加液。(與供水塔供水同理)完成加液後各截止閥恢復原態。

2.當LNG低溫儲罐12內液體的重力勢能不能滿足加液時，開啟序號截止閥F6 8、截止閥F10 13、截止閥F12 21，這時加氣設備14儲罐與BOG緩衝罐19平壓，由於BOG緩衝罐19的容積大於加氣設備14儲罐容積的一定倍數，因此加氣設備14儲罐的壓力快速下降至小於LNG低溫儲罐12中LNG儲存的設定工作壓力，這時LNG低溫儲罐12中的LNG液體便經截止閥F6 8、LNG加液機22進入加氣設備14儲罐內，實現對加氣設備加液，BOG緩衝罐19設定的工作壓力範圍通過BOG壓縮機16進行聯動，當BOG緩衝罐19的工作壓力達到設定壓力上線時，BOG壓縮機16便自動啟動，將BOG緩衝罐19中的BOG氣體壓入到比其體積大一定倍數的BOG儲存罐15中儲存，儲存在BOG儲存罐15中的BOG氣體作為對LNG槽1、LNG低溫儲罐12的增壓氣源，即BOG蓄能。當BOG緩衝罐19的工作壓力達到設定壓力下線時，BOG壓縮機16便自動停止。

3.再液化：

當LNG低溫儲罐12中的壓力達到設定壓力上線時，開啟截止閥F11 18、截止閥F12 21、截止閥F10 13、截止閥F9 11、截止閥F7 9，啟動BOG壓縮 機16，將LNG低溫儲罐12中的BOG氣體壓向LNG低溫儲罐12的底部，通過LNG低溫儲罐12中LNG液體的冷能，將部分BOG氣體進行吸冷液化。