一種bog零排放的lng儲(chǔ)存方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種BOG零排放的LNG儲(chǔ)存方法及裝置。本發(fā)明裝置的導(dǎo)流管一端與BOG冷凝器連接，另一端沒入LNG儲(chǔ)罐的液相內(nèi)；BOG冷凝器設(shè)置在LNG儲(chǔ)罐的上部氣相空間；LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀安裝在LNG儲(chǔ)罐的上部氣相空間；冷凝管包括空心管、螺旋翅片和軸向?qū)Я靼?，液氮在管程?nèi)，BOG充滿在管外；空心管的外周設(shè)有螺旋翅片，在空心管的正下端設(shè)有軸向?qū)Я靼?；空心管從進(jìn)口段到出口端傾斜設(shè)置，與水平面的傾斜角θ為10°～30°。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了LNG的儲(chǔ)存及BOG的回收的有效集成，在有效儲(chǔ)存LNG的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)BOG的零排放，適用性強(qiáng)，易于操控。
【專利說明】—種BOG零排放的LNG儲(chǔ)存方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LNG (液化天然氣)的儲(chǔ)存【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種無BOG (閃蒸汽)的LNG儲(chǔ)存方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]LNG儲(chǔ)存溫度為-162°C，儲(chǔ)存設(shè)備為低溫常壓儲(chǔ)罐，LNG中的輕組分蒸發(fā)出來所形成的氣體即為B0G，B0G聚集在儲(chǔ)罐上方形成氣相空間。LNG蒸發(fā)形成BOG有以下幾點(diǎn)的原因:由于LNG與外界的溫差可達(dá)到200°C以上，外界熱量不斷透過儲(chǔ)罐的內(nèi)外壁傳到儲(chǔ)罐內(nèi)部；LNG罐內(nèi)液下泵運(yùn)行時(shí)部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能；LNG船或車卸料時(shí)產(chǎn)生的容積置換；大氣壓變化引起儲(chǔ)罐表壓變化等等。一般LNG儲(chǔ)罐的日蒸發(fā)率約為0.05?0.3% (質(zhì)量)。BOG的產(chǎn)生會(huì)使貯罐氣相空間的壓力升高，造成安全隱患。為了保證儲(chǔ)罐的安全，當(dāng)罐內(nèi)壓力上升到一定值時(shí)，需將BOG通過BOG處理系統(tǒng)進(jìn)行回收利用、排空或燃燒。
[0003]目前BOG的處理方法主要有以下四種:①將儲(chǔ)罐BOG氣體返回LNG船或槽車，填補(bǔ)LNG船罐或槽罐的真空。這種方法簡(jiǎn)潔、高效，但只適用于LNG船或槽車卸料過程。②送火炬或排入大氣。容易產(chǎn)生資源浪費(fèi)及環(huán)境污染，為緊急情況下的安全措施。③直接壓縮工藝，即LNG儲(chǔ)罐的BOG氣體通過壓縮機(jī)直接加壓后輸送至燃?xì)夤芫W(wǎng)。此方法能耗高，適合小型調(diào)峰型LNG接收站。④再冷凝工藝，即BOG氣體通過低溫壓縮機(jī)加壓，儲(chǔ)罐內(nèi)的液下泵送出相同壓力的LNG，兩者按一定比例在再冷凝器中直接換熱，LNG利用“顯冷”將BOG氣體冷凝。這種方法成本高，經(jīng)濟(jì)性差，且關(guān)鍵設(shè)備即BOG壓縮機(jī)的制造尚未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
[0004]中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN102155615A公開了一種具有BOG回收功能的LNG無泵加氣方法及設(shè)備，該設(shè)備包括LNG加氣機(jī)、罐車、LNG儲(chǔ)罐、增壓器、液氮冷肼和液氮儲(chǔ)罐，可以實(shí)現(xiàn)LNG加氣站在卸車和加液過程中為無泵流程，同時(shí)可依靠液氮將LNG儲(chǔ)罐中的BOG冷凝，從而回收卸液過程中罐車和加液過程中車載鋼瓶中的B0G，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，安全性高，但是該專利申請(qǐng)適用范圍較小，僅針對(duì)LNG加氣站的卸車和加液過程產(chǎn)生的B0G，不涉及對(duì)其他過程產(chǎn)生的BOG的處理，而且不涉及對(duì)LNG接收站、LNG衛(wèi)星站和LNG調(diào)峰站等中大型LNG儲(chǔ)存設(shè)備BOG的回收處理。此外，BOG冷凝器采用普通蛇形管，不能實(shí)現(xiàn)BOG的高效換熱冷凝，導(dǎo)致能量利用率較低和液氮用量較大。
[0005]上述現(xiàn)有技術(shù)均未涉及適用范圍廣、成本低的真正意義上的BOG零排放的LNG儲(chǔ)存方法及裝置，也未涉及一種對(duì)BOG進(jìn)行高效換熱冷凝的BOG冷凝器設(shè)計(jì)。因此，有必要開發(fā)一種具備廣譜性、運(yùn)行安全穩(wěn)定、投資費(fèi)用低、操作靈活且流程簡(jiǎn)單的BOG零排放的LNG儲(chǔ)存系統(tǒng)及高效的BOG冷凝器，以便更為經(jīng)濟(jì)有效的回收B0G。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種安全性好、低成本、占地面積小、易維護(hù)的BOG零排放的LNG儲(chǔ)存方法及裝置。
[0007]本發(fā)明在有效儲(chǔ)存LNG的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)BOG的零排放。從根本上解決工業(yè)中將BOG輸出儲(chǔ)罐進(jìn)行回收處理而導(dǎo)致的設(shè)備投資費(fèi)用高、占地面積大等問題，同時(shí)提高了 LNG儲(chǔ)存的安全性。在各種LNG儲(chǔ)存設(shè)備，如LNG接收站大型儲(chǔ)罐、LNG加氣站的小型儲(chǔ)罐、LNG槽車上的罐、LNG汽車上的LNG氣瓶等，皆可實(shí)現(xiàn)BOG的零排放。本發(fā)明保證氣相BOG上升冷凝過程中阻力小、流動(dòng)通暢、BOG換熱冷凝效率高，也可避免BOG冷凝液直接從冷凝器邊緣滴落入儲(chǔ)罐的液相中所引起的LNG液滴飛濺的危險(xiǎn)，以實(shí)現(xiàn)BOG的高效、安全回收。
[0008]本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]一種BOG零排放的LNG儲(chǔ)存裝置:包括LNG儲(chǔ)罐、液氮儲(chǔ)罐、液氮流量調(diào)節(jié)閥、液氮流量計(jì)、液氮泵、LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀、BOG冷凝器和導(dǎo)流管；液氮儲(chǔ)罐與液氮泵的進(jìn)口通過管道連接；液氮儲(chǔ)罐與液氮泵的進(jìn)口連接的管道上依次設(shè)有液氮流量計(jì)和液氮流量調(diào)節(jié)閥；液氮泵的出口與BOG冷凝器的進(jìn)口通過管道連接；導(dǎo)流管一端與BOG冷凝器連接，另一端沒入LNG儲(chǔ)罐的液相內(nèi)；B0G冷凝器設(shè)置在LNG儲(chǔ)罐的上部氣相空間；LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀安裝在LNG儲(chǔ)罐的上部氣相空間；
[0010]所述BOG冷凝器的冷凝管包括空心管、螺旋翅片和軸向?qū)Я靼?，液氮在管程?nèi)，BOG充滿在管外；空心管的外周設(shè)有螺旋翅片，在空心管的正下端設(shè)有軸向?qū)Я靼?；空心管從進(jìn)口段到出口端傾斜設(shè)置，與水平面的傾斜角Θ為10。?30°。
[0011]優(yōu)選地，所述軸向?qū)Я靼宓暮穸葹? - 5mm,高度為1.3 - 1.5倍螺旋翅片的高度。
[0012]所述螺旋翅片的橫截面為等腰三角形，相鄰管之間的螺旋翅片交叉排列。
[0013]應(yīng)用上述裝置的BOG零排放的LNG儲(chǔ)存方法:隨著LNG儲(chǔ)罐產(chǎn)生的BOG量增加，LNG儲(chǔ)罐壓力升高，當(dāng)LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀的檢測(cè)值高于規(guī)定值時(shí)，開啟流量調(diào)節(jié)閥，并啟動(dòng)液氮泵，使液氮經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、液氮泵進(jìn)入BOG冷凝器將BOG冷凝，BOG冷凝形成的冷凝液沿冷凝管的導(dǎo)流板流入導(dǎo)流管并返回LNG儲(chǔ)罐的液相區(qū)，液氮供冷升溫氣化為氮?dú)夂髲腂OG冷凝器出口流出；調(diào)節(jié)液氮流量調(diào)節(jié)閥，使BOG的冷凝速率大于生成速率，LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低；隨著BOG的冷凝，LNG儲(chǔ)罐壓力降低，當(dāng)LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀的檢測(cè)值低于規(guī)定值時(shí)，調(diào)節(jié)液氮流量，使BOG的生成速率與冷凝速率維持平衡，LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓力恒定，實(shí)現(xiàn)BOG的零排放。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1、工藝成本低:本發(fā)明將BOG冷凝器設(shè)置在LNG儲(chǔ)罐內(nèi)，將LNG的儲(chǔ)存及BOG的回收這兩個(gè)空間上不同步的工藝創(chuàng)造性地集成，只需BOG冷凝器、液氮及相應(yīng)的輔助設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)對(duì)BOG的冷凝回收，解決了工業(yè)中將BOG輸出儲(chǔ)罐進(jìn)行回收處理存在的設(shè)備投資費(fèi)用高、占地面積大等問題。該發(fā)明成本低、占地面積小，大大降低了 BOG的回收成本，利于大范圍的推廣應(yīng)用。
[0016]2、安全性高:B0G為易燃易爆氣體，該方法直接在LNG儲(chǔ)罐中將BOG冷凝回收，避免了 BOG輸出儲(chǔ)罐進(jìn)行壓縮處理回收的潛在危險(xiǎn)性；以性質(zhì)穩(wěn)定無毒的液氮為冷源，提高了方法的安全性。
[0017]3、BOG回收效率高、安全:B0G冷凝器冷凝管選用螺旋翅片管，螺旋翅片的截面為等腰三角形，不僅增大換熱面積，也增強(qiáng)流體擾動(dòng)，提高換熱效率。通過調(diào)整冷凝管與水平面的角度，使管外的軸向?qū)Я靼寰哂性龃蠊芡鈸Q熱面積和對(duì)BOG的冷凝液進(jìn)行導(dǎo)流的作用，使BOG的冷凝液能順利的沿導(dǎo)流板流入導(dǎo)流管并返回LNG液相區(qū)，實(shí)現(xiàn)BOG的高效和安全回收。[0018]4、適用范圍廣:本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單控制方便、安全靈活，在各種LNG儲(chǔ)存設(shè)備，如LNG接收終端及LNG氣化站的大型儲(chǔ)罐，LNG槽車上的罐，LNG汽車上的LNG氣瓶等，皆可實(shí)現(xiàn)BOG的零排放。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為一種BOG零排放的LNG儲(chǔ)存方法及裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為BOG冷凝器冷凝管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ] 圖3為BOG冷凝器冷凝管的軸向剖面圖。
[0022]圖中示出:LNG儲(chǔ)罐101、液氮儲(chǔ)罐102、液氮流量調(diào)節(jié)閥103、液氮流量計(jì)104、液氮泵105、LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀106、BOG冷凝器107、導(dǎo)流管108 ;空心管1、螺旋翅片2、軸向?qū)Я靼?。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但【具體實(shí)施方式】并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明要求保護(hù)范圍的限定。
[0024]如圖1所示，一種BOG零排放的LNG儲(chǔ)存裝置，包括LNG儲(chǔ)罐101、液氮儲(chǔ)罐102、液氮流量調(diào)節(jié)閥103、液氮流量計(jì)104、液氮泵105、LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀106、BOG冷凝器107和導(dǎo)流管108 ;液氮儲(chǔ)罐102與液氮泵105的進(jìn)口通過管道連接；液氮儲(chǔ)罐102與液氮泵105的進(jìn)口連接的管道上依次設(shè)有液氮流量計(jì)103和液氮流量調(diào)節(jié)閥104 ;液氮泵105的出口與BOG冷凝器107的進(jìn)口通過管道連接；導(dǎo)流管108 —端與BOG冷凝器107連接，另一端沒入LNG儲(chǔ)罐101的液相內(nèi)；B0G冷凝器107設(shè)置在LNG儲(chǔ)罐101的上部氣相空間；LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀106安裝在LNG儲(chǔ)罐101的上部氣相空間，用于檢測(cè)LNG儲(chǔ)罐101的氣相空間的壓力。
[0025]如圖2、3所示，BOG冷凝器107的冷凝管包括空心管1、螺旋翅片2和軸向?qū)Я靼?，液氮在管程內(nèi)，BOG充滿在管外，即LNG儲(chǔ)罐101的氣相區(qū)?？招墓躀設(shè)有螺旋翅片2，在空心管I的正下端設(shè)有軸向?qū)Я靼? ;空心管I從進(jìn)口段到出口端傾斜設(shè)置，與水平面的傾斜角9為10°?30° ;螺旋翅片的螺距依空心管的直徑而設(shè)定，橫截面優(yōu)選為等腰三角形，相鄰管之間的螺旋翅片交叉排列；通過以上對(duì)螺旋翅片的設(shè)置，即可增大管外的換熱面積，增強(qiáng)管外的流體擾動(dòng)程度，提高換熱效率，保證BOG的高效冷凝回收。
[0026]軸向?qū)Я靼?的厚度優(yōu)選為2 - 5mm,高度為1.3 - 1.5倍螺旋翅片的高度，該設(shè)置不但可進(jìn)一步增大管外的換熱面積10 - 20%，提高換熱效率5 - 10%，而且與空心管I傾斜設(shè)置配合保證BOG在冷凝管外壁冷凝成后，在重力作用下可沿導(dǎo)流板流入導(dǎo)流管并返回LNG儲(chǔ)罐液相區(qū)，避免BOG冷凝液直接從冷凝管邊緣滴落入液相的LNG中，引起的LNG液滴飛濺及加劇BOG產(chǎn)生的危險(xiǎn)。
[0027]隨著LNG儲(chǔ)罐101產(chǎn)生的BOG量增加，LNG儲(chǔ)罐101壓力升高，當(dāng)LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀106的檢測(cè)值高于規(guī)定值(LNG氣化站小型儲(chǔ)罐壓力規(guī)定值可為0.8?5.0MPa, LNG接收站大型儲(chǔ)罐壓力規(guī)定值可為15?SOOkpa)時(shí)，開啟液氮流量調(diào)節(jié)閥103，啟動(dòng)液氮泵105，- 196?-170°C的液氮由液氮儲(chǔ)罐102經(jīng)液氮流量調(diào)節(jié)閥103、液氮流量計(jì)104、液氮泵105進(jìn)入BOG冷凝器107進(jìn)口，在冷凝管內(nèi)將冷凝管外的-162?-140°C的BOG冷凝；BOG的冷凝液沿冷凝管的導(dǎo)流板入導(dǎo)流管108，并返回LNG儲(chǔ)罐101的液相區(qū)，液氮供冷升溫氣化為氮?dú)夂髲腂OG冷凝器107出口流出。調(diào)節(jié)液氮流量調(diào)節(jié)閥103至適宜流量大小，使BOG的冷凝速率大于生成速率，LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低。
[0028]隨著BOG的冷凝，LNG儲(chǔ)罐壓力降低，當(dāng)LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀106的檢測(cè)值低于規(guī)定值時(shí)，調(diào)節(jié)液氮流量，使BOG的生成速率與冷凝速率維持平衡，LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓力恒定，實(shí)現(xiàn)BOG的零排放。
[0029]實(shí)施例1
[0030]某LNG接收站中一種BOG零排放的LNG儲(chǔ)存方法及裝置，LNG儲(chǔ)罐的參數(shù)如下:容量16萬方，最大設(shè)計(jì)壓力為29kpa，外罐、內(nèi)罐直徑分別為82000mm、80000mm，罐內(nèi)溫度-162°C，LNG總量7680t，日蒸發(fā)率0.05%, BOG冷凝器的工作壓力值規(guī)定為15?20kpa。
[0031]液氮流量的確定:-1620CBOG 產(chǎn)生量 qB 為 7680X0.05%=3.84t/d,即 0.16t/h。采用化工流程模擬軟件Aspen進(jìn)行模擬計(jì)算，按照-162°C BOG被冷凝為-162°C的飽和液體，液氮由-196°C氣化為-170°C來計(jì)算所需液氮流量qN，結(jié)果qN=0.365t/h，則回收BOG質(zhì)量與消耗液氮質(zhì)量之比。
[0032]qB:qN=0.16:0.365=1:2.3
[0033]即回收IkgBOG需消耗2.3kg液氮。
[0034]項(xiàng)目利潤(rùn):按照液氮價(jià)格1000元/噸，BOG價(jià)格3.5元/立方即4800元/噸，則回收16萬方的LNG儲(chǔ)罐的BOG利潤(rùn)為(4800 - 1000) X 3.84=14592元/天。
[0035]BOG冷凝器參數(shù)的確定:上述BOG冷凝過程中，所需換熱面積15m2，選擇冷凝管規(guī)格25x3mm，螺旋翅片高度20mm，螺距8mm，螺旋翅片的橫截面為頂角為6°的等腰三角形，如此，可增大管外的換熱面積約9倍，提高換熱效率80%，保證BOG的高效冷凝回收。
[0036]冷凝管總長(zhǎng)190m，則單位長(zhǎng)度冷凝管的冷凝能力為:0.16X 1000 +190=0.85kg/(h.m),折合 0.235g/ (s.m)。
[0037]選擇導(dǎo)流板的尺寸為厚度2mm，高為1.4倍螺旋翅片高度即28mm，導(dǎo)流板所能提供的最大粘附力為0.212g/(s*m)，因此確定冷凝管的傾斜角度0=arccos0.9=25°。該設(shè)置不當(dāng)可進(jìn)一步增大管外的換熱面積12%，提高換熱效率7%，而且可相互配合保證BOG在冷凝管外壁冷凝成后，在重力作用下可沿導(dǎo)流板流入導(dǎo)流管并返回LNG儲(chǔ)罐液相區(qū)，避免BOG冷凝液直接從冷凝管邊緣滴落入液相的LNG中，引起的LNG液滴飛濺及加劇BOG產(chǎn)生的危險(xiǎn)。
[0038]隨著LNG儲(chǔ)罐產(chǎn)生的BOG量增加，LNG儲(chǔ)罐壓力升高，當(dāng)LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀的檢測(cè)值超過15kpa時(shí)，開啟液氮流量調(diào)節(jié)閥并調(diào)節(jié)qN>0.365t/h，并啟動(dòng)液氮泵，使-196°C液氮由液氮儲(chǔ)罐經(jīng)液氮流量調(diào)節(jié)閥、液氮流量計(jì)、液氮泵進(jìn)入BOG冷凝器進(jìn)口，在冷凝管內(nèi)將冷凝管外的-162°C的BOG冷凝；B0G的冷凝液沿冷凝管的導(dǎo)流板入導(dǎo)流管，并返回LNG儲(chǔ)罐的液相區(qū)，液氮供冷升溫氣化為氮?dú)夂髲腂OG冷凝器出口流出。
[0039]隨著BOG的冷凝，LNG儲(chǔ)罐壓力降低，當(dāng)LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀的檢測(cè)值低于15kpa時(shí)，調(diào)節(jié)液氮流量使qN=0.365t/h,使-196°C液氮由液氮儲(chǔ)罐經(jīng)液氮流量調(diào)節(jié)閥、液氮流量計(jì)、液氮泵進(jìn)入BOG冷凝器進(jìn)口，在冷凝管內(nèi)將冷凝管外的-162°C的BOG冷凝；B0G的冷凝液沿冷凝管的導(dǎo)流板入導(dǎo)流管，并返回LNG儲(chǔ)罐的液相區(qū)，液氮供冷升溫氣化為氮?dú)夂髲腂OG冷凝器出口流出。如此，則可保證0.16t/h的BOG被冷凝，即BOG的生成速率與冷凝速率維持平衡，LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓力恒定，實(shí)現(xiàn)BOG的零排放。[0040]實(shí)施例2
[0041]某LNG衛(wèi)星站中一種BOG零排放的LNG儲(chǔ)存方法及裝置，LNG儲(chǔ)罐的參數(shù)如下:容量350立方，最大設(shè)計(jì)壓力為lOMpa，外罐、內(nèi)罐直徑分別為4500mm、4000mm，罐內(nèi)溫度-140°C，LNG總量477t，日蒸發(fā)率0.1%，BOG冷凝器的工作壓力值規(guī)定為6Mpa。
[0042]液氮流量的確定:-1400CBOG 產(chǎn)生量 qB 為 477X0.1%=0.477t/d，即 19.8kg/h。采用化工流程模擬軟件Aspen進(jìn)行模擬計(jì)算，按照-140°C BOG被冷凝為-140°C的飽和液體，液氮由-196°C氣化為-170°C來計(jì)算所需液氮流量qN，結(jié)果qN=40kg/h，則回收BOG質(zhì)量與消耗液氮質(zhì)量之比，qB:qN=19.8:40=1:2,即回收IkgBOG需消耗2kg液氮。
[0043]項(xiàng)目利潤(rùn):按照液氮價(jià)格1000元/噸，BOG價(jià)格3.5元/立方即4800元/噸，則回收350方的LNG儲(chǔ)罐的BOG利潤(rùn)為(4800 - 1000) X0.477=1813元/天。
[0044]BOG冷凝器參數(shù)的確定:上述BOG冷凝過程中，所需換熱面積0.9m2，選擇冷凝管規(guī)格25x3mm，螺旋翅片高度15mm，螺距5mm，螺旋翅片的橫截面為頂角為5°的等腰三角形，如此，可增大管外的換熱面積8倍，提高換熱效率75%，保證BOG的高效冷凝回收。
[0045]冷凝管總長(zhǎng)15m,則單位長(zhǎng)度冷凝管的冷凝能力為:19.8 + 15=1.32kg/ (h ? m),折合 0.367g/ (s ? m)。
[0046]選擇導(dǎo)流板的尺寸為厚度2.5mm,高為1.5倍螺旋翅片高度，即2.25mm,導(dǎo)流板所能提供的最大粘附力為0.338g/(s ? m),因此確定冷凝管的傾斜角度0 =arccos0.9=23°。該設(shè)置不但可進(jìn)一步增大管外的換熱面積10%，提高換熱效率8%，而且可相互配合保證BOG在冷凝管外壁冷凝成后，在重力作用下可沿導(dǎo)流板流入導(dǎo)流管并返回LNG儲(chǔ)罐液相區(qū)，避免BOG冷凝液直接從冷凝管邊緣滴落入液相的LNG中，引起的LNG液滴飛濺及加劇BOG產(chǎn)生的危險(xiǎn)。
[0047]隨著LNG儲(chǔ)罐產(chǎn)生的BOG量增加，LNG儲(chǔ)罐壓力升高，當(dāng)LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀的檢測(cè)值超過6Mpa時(shí)，開啟液氮流量調(diào)節(jié)`閥并調(diào)節(jié)qN>40kg/h，并啟動(dòng)液氮泵，使_196°C液氮由液氮儲(chǔ)罐經(jīng)液氮流量調(diào)節(jié)閥、液氮流量計(jì)、液氮泵進(jìn)入BOG冷凝器進(jìn)口，在冷凝管內(nèi)將冷凝管外的-140°C的BOG冷凝；B0G的冷凝液沿冷凝管的導(dǎo)流板入導(dǎo)流管，并返回LNG儲(chǔ)罐的液相區(qū)，液氮供冷升溫氣化為氮?dú)夂髲腂OG冷凝器出口流出。
[0048]隨著BOG的冷凝，LNG儲(chǔ)罐壓力降低，當(dāng)LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀的檢測(cè)值低于6Mpa時(shí)，調(diào)節(jié)液氮流量使qN=40kg/h,使-196 °C液氮由液氮儲(chǔ)罐經(jīng)液氮流量調(diào)節(jié)閥、液氮流量計(jì)、液氮泵進(jìn)入BOG冷凝器進(jìn)口，在冷凝管內(nèi)將冷凝管外的-140°C的BOG冷凝；B0G的冷凝液沿冷凝管的導(dǎo)流板入導(dǎo)流管，并返回LNG儲(chǔ)罐的液相區(qū)，液氮供冷升溫氣化為氮?dú)夂髲腂OG冷凝器出口流出。如此，則可保證19.8kg/h的BOG被冷凝，即BOG的生成速率與冷凝速率維持平衡，LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓力恒定，實(shí)現(xiàn)BOG的零排放。
【權(quán)利要求】
1.一種BOG零排放的LNG儲(chǔ)存裝置，其特征在于:包括LNG儲(chǔ)罐、液氮儲(chǔ)罐、液氮流量調(diào)節(jié)閥、液氮流量計(jì)、液氮泵、LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀、BOG冷凝器和導(dǎo)流管；液氮儲(chǔ)罐與液氮泵的進(jìn)口通過管道連接；液氮儲(chǔ)罐與液氮泵的進(jìn)口連接的管道上依次設(shè)有液氮流量計(jì)和液氮流量調(diào)節(jié)閥；液氮泵的出口與BOG冷凝器的進(jìn)口通過管道連接；導(dǎo)流管一端與BOG冷凝器連接，另一端沒入LNG儲(chǔ)罐的液相內(nèi)；B0G冷凝器設(shè)置在LNG儲(chǔ)罐的上部氣相空間；LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀安裝在LNG儲(chǔ)罐的上部氣相空間； 所述BOG冷凝器的冷凝管包括空心管、螺旋翅片和軸向?qū)Я靼澹旱诠艹虄?nèi)，BOG充滿在管外；空心管的外周設(shè)有螺旋翅片，在空心管的正下端設(shè)有軸向?qū)Я靼澹豢招墓軓倪M(jìn)口段到出口端傾斜設(shè)置，與水平面的傾斜角9為10°?30°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的BOG零排放的LNG儲(chǔ)存裝置，其特征在于:所述軸向?qū)Я靼宓暮穸葹? - 5mm,高度為1.3 - 1.5倍螺旋翅片的高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的BOG零排放的LNG儲(chǔ)存裝置，其特征在于:所述螺旋翅片的橫截面為等腰三角形，相鄰管之間的螺旋翅片交叉排列。
4.應(yīng)用權(quán)利要求1- 3任一項(xiàng)所述裝置的BOG零排放的LNG儲(chǔ)存方法，其特征在于: 隨著LNG儲(chǔ)罐產(chǎn)生的BOG量增加，LNG儲(chǔ)罐壓力升高，當(dāng)LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀的檢測(cè)值高于規(guī)定值時(shí)，開啟流量調(diào)節(jié)閥，并啟動(dòng)液氮泵，使液氮經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、液氮泵進(jìn)入BOG冷凝器將BOG冷凝，BOG冷凝形成的冷凝液沿冷凝管的導(dǎo)流板流入導(dǎo)流管并返回LNG儲(chǔ)罐的液相區(qū)，液氮供冷升溫氣化為氮?dú)夂髲腂OG冷凝器出口流出；調(diào)節(jié)液氮流量調(diào)節(jié)閥，使BOG的冷凝速率大于生成速率，LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低；隨著BOG的冷凝，LNG儲(chǔ)罐壓力降低，當(dāng)LNG儲(chǔ)罐壓力檢測(cè)儀的檢測(cè)值低于規(guī)定值時(shí)，調(diào)節(jié)液氮流量，使BOG的生成速率與冷凝速率維持平衡，LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓力恒定，實(shí)現(xiàn)BOG的零排放。
【文檔編號(hào)】F17C1/00GK103759135SQ201410010274
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】徐文東, 趙建河, 鄭境森 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)