小型撬裝式液化天然氣蒸發(fā)氣再液化回收裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種小型撬裝式液化天然氣蒸發(fā)氣再液化回收裝置，包括：低溫儲(chǔ)罐1、回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)3、外翅片式冷凝換熱器4、壓力測(cè)試裝置5、溫度測(cè)試裝置6、加熱裝置7、控制系統(tǒng)8。本發(fā)明可根據(jù)低溫儲(chǔ)罐實(shí)際壓力和熱負(fù)荷的需要，對(duì)低溫制冷機(jī)的冷端溫度和輸出冷量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和無級(jí)調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)LNG儲(chǔ)罐系統(tǒng)的零損耗，裝置內(nèi)氣液流動(dòng)依靠自身的壓差和重力實(shí)現(xiàn)無泵循環(huán)，系統(tǒng)能耗低，且結(jié)構(gòu)緊湊，工藝流程簡單，再液化效率高，運(yùn)行和維護(hù)成本低，可實(shí)現(xiàn)撬裝化。
【專利說明】小型撬裝式液化天然氣蒸發(fā)氣再液化回收裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液化天然氣(LNG)儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中蒸發(fā)氣體(BOG)再液化及回收【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種采用回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)的小型撬裝式液化天然氣蒸發(fā)氣再液化回收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]液化天然氣(簡稱LNG)，主要成分是甲烷，被公認(rèn)為地球上最干凈的能源。無色、無味、無毒且無腐蝕性，其體積為同量氣態(tài)天然氣體積的1/625，液化天然氣的重量僅為同體積水的45%左右。氣態(tài)天然氣經(jīng)壓縮、冷卻至其沸點(diǎn)(-161.50C )溫度變成LNG后，儲(chǔ)存在低溫存儲(chǔ)罐中，再通過專用船或槽車運(yùn)輸，使用時(shí)重新氣化。相比于氣態(tài)天然氣，LNG由于其體積小，儲(chǔ)存效率高，通過專用的船或槽車可以將大量的天然氣運(yùn)輸?shù)焦艿离y以到達(dá)的任何用戶，與鋪設(shè)地下輸氣管道相比，不僅節(jié)省投資，而且方便可靠，風(fēng)險(xiǎn)小、適應(yīng)性強(qiáng)。此外，LNG攜帶的冷量可以部分回收利用。因此，20世紀(jì)70年代以來，世界LNG產(chǎn)量和貿(mào)易量迅速增加，全球LNG的需求將從2010年的2.18億噸增至2015年的3.1億噸，到2020年可達(dá)到4.1億噸。2012年國際市場(chǎng)上LNG的貿(mào)易量已占到天然氣總貿(mào)易量的36%左右，到2020年將達(dá)到40%。
[0003]但是在LNG船舶、槽車運(yùn)輸過程，以及LNG加注、卸載過程中，由于環(huán)境溫度和低溫LNG之間的巨大溫差產(chǎn)生的熱量傳遞，加氣站系統(tǒng)的預(yù)冷以及其它原因，低溫的LNG會(huì)不斷受熱產(chǎn)生蒸發(fā)氣體(簡稱B0G)。雖然儲(chǔ)存LNG的低溫容器具有絕熱層，但仍然無法阻隔外熱侵入，不可避免地要產(chǎn)生BOG，BOG的增加使得系統(tǒng)的壓力上升，一旦壓力超過儲(chǔ)罐允許的工作壓力，安全保護(hù)裝置將泄放BOG減壓。LNG船舶、槽車運(yùn)輸過程中的蒸發(fā)率通常在
0.1%?0.5%，在加注和卸載過程中同樣也會(huì)產(chǎn)生大量B0G。目前處理BOG的方式主要有2種，一種是采用BOG作為燃料，為推進(jìn)裝置提供動(dòng)力；另一種是將BOG再液化之后返回低溫儲(chǔ)存容器中。而BOG再液化的方法目前主要采用的是常規(guī)的氮膨脹或者混合制冷劑液化工藝流程。
[0004]經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國實(shí)用新型專利CN202012731U公開的“液化天然氣蒸發(fā)氣體回收再液化的裝置”就是采用上述傳統(tǒng)的再液化技術(shù)，但該技術(shù)最大的問題是這種常規(guī)液化裝置流程復(fù)雜、設(shè)備過多、價(jià)格昂貴，且不適合LNG運(yùn)輸槽車、小型LNG儲(chǔ)罐以及LNG汽車加注站的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有BOG再液化技術(shù)中存在的問題，提出一種采用回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)的小型撬裝式液化天然氣蒸發(fā)氣再液化回收裝置。該裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、工藝流程簡單、安裝方便、再液化效率高、易于控制、運(yùn)行穩(wěn)定、使用壽命長、可實(shí)現(xiàn)撬裝化等優(yōu)點(diǎn)，且市場(chǎng)需求大，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯。
[0006]根據(jù)本發(fā)明提供的小型撬裝式液化天然氣蒸發(fā)氣再液化回收裝置，包括:低溫儲(chǔ)罐1、回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)3、外翅片式冷凝換熱器4、壓力測(cè)試裝置5、溫度測(cè)試裝置6、加熱裝直7、控制系統(tǒng)8 ；
[0007]回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)3設(shè)置在低溫儲(chǔ)罐I的頂部；
[0008]壓力測(cè)試裝置5用于檢測(cè)壓力測(cè)試裝置5中蒸發(fā)氣體9的壓力；
[0009]回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)3的冷端安裝有多個(gè)外翅片式冷凝換熱器4 ；
[0010]外翅片式冷凝換熱器4上設(shè)置有溫度測(cè)試裝置6、加熱裝置7 ；
[0011]控制系統(tǒng)8用于根據(jù)壓力測(cè)試裝置5和溫度測(cè)試裝置6的采集數(shù)據(jù)控制加熱裝置7,以調(diào)節(jié)回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)3的冷端溫度和實(shí)際輸出冷量，進(jìn)而蒸發(fā)氣體9在上升過程中與外翅片式冷凝換熱器4發(fā)生熱交換，被再次冷凝成液化天然氣2，并在重力作用下回到低溫儲(chǔ)罐I的底部。
[0012]優(yōu)選地，多個(gè)外翅片式冷凝換熱器4采用并聯(lián)的型式安裝在回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)3的冷端。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0014]1.本裝置采用小型回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)作為冷源，制冷溫度低、冷量大、運(yùn)行穩(wěn)定，使用壽命長，成本低；裝置的控制系統(tǒng)可根據(jù)低溫儲(chǔ)罐實(shí)際壓力和熱負(fù)荷的需要，對(duì)低溫制冷機(jī)的冷端溫度和輸出冷量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和無級(jí)調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐系統(tǒng)的零損耗；裝置內(nèi)氣液流動(dòng)依靠自身的壓差和重力實(shí)現(xiàn)無泵循環(huán)，系統(tǒng)能耗低。
[0015]2.相比于常規(guī)的BOG再液化回收裝置，本裝置可實(shí)現(xiàn)撬裝化，結(jié)構(gòu)緊湊，工藝流程簡單、安裝方便、再液化效率高、易于控制、運(yùn)行和維護(hù)成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0017]圖1為本發(fā)明所公開的采用回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)的小型撬裝式液化天然氣蒸發(fā)氣再液化回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:
[0019]I為低溫儲(chǔ)罐；
[0020]2為液化天然氣；
[0021]3為回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)；
[0022]4為外翅片式冷凝換熱器；
[0023]5為壓力測(cè)試裝置；
[0024]6為溫度測(cè)試裝置；
[0025]7為加熱裝置；
[0026]8為控制系統(tǒng)；
[0027]9為蒸發(fā)氣體。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0029]本發(fā)明公開的采用回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)的小型撬裝式液化天然氣蒸發(fā)氣再液化回收裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)液化天然氣(LNG)存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程中的零損耗。該裝置采用小型回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)作為冷源，來液化LNG在存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體B0G，該制冷機(jī)制冷溫度低、冷量大、運(yùn)行穩(wěn)定，使用壽命長；裝置的控制系統(tǒng)可根據(jù)低溫儲(chǔ)罐實(shí)際壓力和熱負(fù)荷的需要，對(duì)低溫制冷機(jī)的冷端溫度和輸出冷量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和無級(jí)調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)LNG儲(chǔ)罐系統(tǒng)的零損耗；低溫制冷機(jī)冷端采用多個(gè)外翅片式冷凝換熱器并聯(lián)的型式以提高換熱效率；裝置內(nèi)氣液流動(dòng)依靠自身的壓差和重力實(shí)現(xiàn)無泵循環(huán)，系統(tǒng)能耗低。相比于常規(guī)的BOG再液化回收裝置，本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，工藝流程簡單，再液化效率高，運(yùn)行和維護(hù)成本低，可實(shí)現(xiàn)撬裝化。
[0030]具體地，如圖1中所不，在低溫儲(chǔ)I中儲(chǔ)存有液化天然氣(LNG) 2，在低溫儲(chǔ)Sig I的頂部裝有小型回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)3和壓力測(cè)試裝置5，在回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)3的冷端安裝有多個(gè)外翅片式冷凝換熱器4。在外翅片式冷凝換熱器4上裝有溫度測(cè)試裝置6和加熱裝置7，通過控制系統(tǒng)8來調(diào)節(jié)回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)3的冷端溫度和輸出冷量。在儲(chǔ)存或運(yùn)輸過程中，由于低溫儲(chǔ)罐I內(nèi)、外兩側(cè)的巨大溫差，導(dǎo)致外界熱量傳遞給液化天然氣2，產(chǎn)生蒸發(fā)氣體(BOG) 9，使得低溫儲(chǔ)罐I內(nèi)系統(tǒng)壓力升高，蒸發(fā)氣體9在上升過程中與外翅片式冷凝換熱器4發(fā)生熱交換，被再次冷凝成液化天然氣2，并在重力作用下回到低溫儲(chǔ)罐I的底部；同時(shí)，壓力測(cè)試裝置5和溫度測(cè)試裝置6輸出信號(hào)給控制系統(tǒng)8，通過加熱裝置7以調(diào)節(jié)回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)3的冷端溫度和實(shí)際輸出冷量，實(shí)現(xiàn)低溫儲(chǔ)罐I系統(tǒng)的零損耗。
[0031]具體地，低溫儲(chǔ)罐中的LNG在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中，由于儲(chǔ)罐兩側(cè)巨大的溫差，外界熱量的傳遞產(chǎn)生B0G，使得儲(chǔ)罐內(nèi)系統(tǒng)壓力升高，蒸發(fā)的氣體在上升過程中，與低溫制冷機(jī)的冷凝換熱器發(fā)生熱交換，氣體被重新液化，系統(tǒng)壓力降低，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐系統(tǒng)的零損耗。
[0032]更為具體地，本裝置采用小型回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)作為冷源，來液化LNG在存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體B0G，該制冷機(jī)制冷溫度低，冷量大，運(yùn)行穩(wěn)定，在120K可提供IOOOff以上的制冷量；在運(yùn)行過程中，裝置的控制系統(tǒng)可根據(jù)低溫儲(chǔ)罐實(shí)際壓力和熱負(fù)荷的需要，對(duì)低溫制冷機(jī)的冷端溫度和輸出冷量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和無級(jí)調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐系統(tǒng)的零損耗；為增加制冷機(jī)冷端的換熱面積，提高換熱效率，制冷機(jī)冷端采用多個(gè)外翅片式冷凝換熱器并聯(lián)的型式；裝置內(nèi)氣液流動(dòng)采用無泵循環(huán)，依靠自身的壓差和重力來實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)能耗低。
[0033]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種小型撬裝式液化天然氣蒸發(fā)氣再液化回收裝置，其特征在于，包括:低溫儲(chǔ)罐(I)、回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)(3)、外翅片式冷凝換熱器(4)、壓力測(cè)試裝置(5)、溫度測(cè)試裝置(6)、加熱裝置(7)、控制系統(tǒng)(8)； 回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)(3)設(shè)置在低溫儲(chǔ)罐(I)的頂部； 壓力測(cè)試裝置(5)用于檢測(cè)壓力測(cè)試裝置(5)中蒸發(fā)氣體(9)的壓力； 回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)(3)的冷端安裝有多個(gè)外翅片式冷凝換熱器(4)； 外翅片式冷凝換熱器(4)上設(shè)置有溫度測(cè)試裝置(6)、加熱裝置(7)； 控制系統(tǒng)(8 )用于根據(jù)壓力測(cè)試裝置(5 )和溫度測(cè)試裝置(6 )的采集數(shù)據(jù)控制加熱裝置(7)，以調(diào)節(jié)回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)(3)的冷端溫度和實(shí)際輸出冷量，進(jìn)而蒸發(fā)氣體(9)在上升過程中與外翅片式冷凝換熱器(4)發(fā)生熱交換，被再次冷凝成液化天然氣(2)，并在重力作用下回到低溫儲(chǔ)罐(I)的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型撬裝式液化天然氣蒸發(fā)氣再液化回收裝置，其特征在于，多個(gè)外翅片式冷凝換熱器(4)采用并聯(lián)的型式安裝在回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)(3)的冷端。
【文檔編號(hào)】F25J1/02GK103759496SQ201410020562
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】巨永林, 郝熙歡, 祝鐵軍, 李海冰 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué), 中科力函(深圳)熱聲技術(shù)有限公司