一种利用BOG预冷LNG输送管路装置及方法

摘要

本发明公开了一种利用BOG预冷LNG输送管路装置及方法，所述装置包括泵柱气相平衡管路、罐内泵出口气化外输管路、BOG预冷辅助管路、BOG空温加热管路、BOG水浴加热管路、BOG进压缩机管路、BOG压缩去下游用户管路和BOG预冷主管路。本发明通过八条管路中各个部件的相互配合，使用LNG储罐和八条管路中的BOG，预先对LNG储罐和各个管路进行预冷操作，减小LNG在传输过程中产生的BOG，根据实际操作流程，形成两条预冷路线，通过BOG压缩机的抽吸作用，从而将LNG储罐和各个管路中的BOG吸入BOG压缩机内部，BOG在管路中运行的过程中达到对各个管线预冷的效果。

说明书

技术领域

本发明属于天然气液化技术领域，特别涉及一种利用BOG预冷LNG输送管路装置及方法。

背景技术

液化天然气因具有清洁高效污染小的特点，被广泛应用于生产生活中，是一种优质能源。由于LNG（liquefied natural gas：液化天然气）是一种零下162摄氏度的低温液体，因此在运营LNG项目过程中，难免会产生BOG气体，BOG（Boil Off Gas：蒸发气）是LNG的衍生物，由于它的存在和排放，不仅给企业产生较大的经济损失，而且BOG的排放对大气也是一种污染，对场站也是一种危险源。

在LNG液化厂或LNG储备站均建有LNG储罐,采用罐内泵输送LNG,进行装车或气化外输。LNG储罐操作压力接近常压，操作温度-162℃。在LNG低温液体输送过程中，预冷是不可避免的一个环节。通常的预冷方法是用小流量LNG对输送管线进行预冷，由于预冷初期管壁温度明显高于LNG液体温度，管路和设备要承受相当大的冷缩应力和冲击压力，并且在管路入口段液体剧烈汽化，出现气液两相流而引起管线震动，不利于罐内泵的平稳运行，具有一定的风险隐患。因此，大多数LNG液化厂或LNG储备站，存在预冷过程带给管路传输的负面影响，降低了管道传输的安全性和高效性。

因此，发明一种利用BOG预冷LNG输送管路装置及方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种利用BOG预冷LNG输送管路装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用BOG预冷LNG输送管路装置，包括泵柱气相平衡管路、罐内泵出口气化外输管路、BOG预冷辅助管路、BOG空温加热管路、BOG水浴加热管路、BOG进压缩机管路、BOG压缩去下游用户管路和BOG预冷主管路，所述泵柱气相平衡管路输入端与LNG储罐连通，输出端与泵柱管连接，所述泵柱管内侧底部设置有LNG罐内泵，所述泵柱气相平衡管路表面从输入端到输出端依次设置有第一手动闸阀、第一气动阀、第一截止阀和第一排凝阀；

所述罐内泵出口气化外输管路输入端与LNG罐内泵连接，输出端连接有外输管网系统，所述罐内泵出口气化外输管路表面从输入端到输出端依次设置有球阀、第一止回阀、孔板流量计、第二手动闸阀、LNG空温式气化器、第三手动闸阀、LNG水浴气化器、第四手动闸阀和外输计量撬；

所述BOG预冷辅助管路输入端与LNG储罐连通，输出端连接至罐内泵出口气化外输管路表面的孔板流量计与第二手动闸阀之间，所述BOG预冷辅助管路表面从输入端到输出端依次设置有第五手动闸阀、流量调节阀、第六手动闸阀、旁路阀和第二排凝阀；

所述BOG空温加热管路输入端与LNG储罐连通，输出端设置有BOG空温式加热器，所述BOG空温加热管路表面从输入端到输出端依次设置有第七手动闸阀和第二气动阀；

所述BOG水浴加热管路输入端与BOG空温式加热器连通，输出端设置有BOG水浴加热器，所述BOG水浴加热管路表面设置有第八手动闸阀；

所述BOG进压缩机管路输入端与BOG水浴加热器连通，输出端设置有BOG压缩机，所述BOG进压缩机管路表面设置有第九手动闸阀；

所述BOG压缩去下游用户管路输入端与BOG压缩机连通，输出端设置有下游用户，所述BOG压缩去下游用户管路表面从输入端到输出端依次设置有第二止回阀、压缩机末级缓冲罐和第三气动阀；

所述BOG预冷主管路输入端连接至罐内泵出口气化外输管路表面的第三手动闸阀和LNG水浴气化器之间，输出端连接至BOG水浴加热管路表面的BOG空温式加热器与第八手动闸阀之间，所述BOG预冷主管路表面从输入端到输出端依次设置有第二截止阀、第三排凝阀、八字盲板、第四气动阀、远传压力表和第十手动闸阀。

进一步的，所述BOG预冷主管路，用于将罐内泵出口气化外输管路和BOG压缩机进行连通，通过BOG压缩机为BOG预冷主管路输送提供工作动力。

进一步的，所述泵柱气相平衡管路输入端连接LNG储罐，输出端通过泵柱管和LNG罐内泵连通罐内泵出口气化外输管路输入端；

所述泵柱气相平衡管路，用于平衡LNG储罐和LNG罐内泵的气相压力，根据BOG压缩机入口的压力要求，扩大泵柱气相平衡管路的管径，将LNG储罐内部的BOG引至罐内泵出口气化外输管路。

本发明还提供了一种利用BOG预冷LNG输送管路方法，所述方法包括上述所述的利用BOG预冷LNG输送管路装置，包括以下步骤：

对泵柱气相平衡管路进行扩径后，通过扩径后的泵柱气相平衡管路、泵柱管和LNG罐内泵，将LNG储罐内部的BOG输送至罐内泵出口气化外输管路，并经过BOG预冷主管路连接至BOG压缩机，形成第一BOG预冷线路；

通过BOG预冷辅助管路将LNG储罐内部的BOG输送至罐内泵出口气化外输管路，并经过LNG空温式气化器和BOG预冷主管路连接至BOG压缩机，形成第二BOG预冷线路。

进一步的，所述第一BOG预冷线路包括：从LNG储罐输出BOG，BOG依次经过泵柱气相平衡管路、泵柱管、LNG罐内泵、罐内泵出口气化外输管路、BOG预冷主管路、BOG水浴加热器和BOG压缩机到达下游用户。

进一步的，所述第二BOG预冷线路包括：从LNG储罐输出BOG，BOG依次BOG预冷辅助管路、LNG空温式气化器、BOG预冷主管路、BOG水浴加热器和BOG压缩机到达下游用户。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过八条管路中各个部件的相互配合，使用LNG储罐和八条管路中的BOG，预先对LNG储罐和各个管路进行预冷操作，减小LNG在传输过程中产生的BOG，根据实际操作流程，形成两条预冷路线，通过BOG压缩机的抽吸作用，从而将LNG储罐和各个管路中的BOG吸入BOG压缩机内部，BOG在管路中运行的过程中达到对各个管线预冷的效果。

2、本发明通过LNG储罐和八条管路中的BOG对各个管路进行预冷的方式，弥补了常规LNG管线采用低温液体预冷的不足，有效避免了低温液体预冷常温管道时，由于LNG汽化形成气液两相流，引起管道的明显震动和损坏，大大降低了温差和相变带给管路的冷缩应力和冲击压力，从而达到较平稳预冷管线的目的，较高程度地提高了LNG管道传输的安全性和高效性，同时节省了LNG。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例的利用BOG预冷LNG输送管路的整体装置结构流程示意图；

图2示出了本发明实施例的第一BOG预冷线路流程示意图；

图3示出了本发明实施例的第二BOG预冷线路流程示意图；

图中：1、泵柱气相平衡管路；2、罐内泵出口气化外输管路；3、BOG预冷辅助管路；4、BOG空温加热管路；5、BOG水浴加热管路；6、BOG进压缩机管路；7、BOG压缩去下游用户管路；8、BOG预冷主管路；9、LNG储罐；10、泵柱管；11、LNG罐内泵；12、第一手动闸阀；13、第一气动阀；14、第一截止阀；15、第一排凝阀；16、外输管网系统；17、球阀；18、第一止回阀；19、孔板流量计；20、第二手动闸阀；21、LNG空温式气化器；22、第三手动闸阀；23、LNG水浴气化器；24、第四手动闸阀；25、外输计量撬；26、第五手动闸阀；27、流量调节阀；28、第六手动闸阀；29、旁路阀；30、第二排凝阀；31、BOG空温式加热器；32、第七手动闸阀；33、第二气动阀；34、BOG水浴加热器；35、第八手动闸阀；36、BOG压缩机；37、第九手动闸阀；38、下游用户；39、第二止回阀；40、压缩机末级缓冲罐；41、第三气动阀；42、第二截止阀；43、第三排凝阀；44、八字盲板；45、第四气动阀；46、远传压力表；47、第十手动闸阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种利用BOG预冷LNG输送管路装置，如图1所示，包括泵柱气相平衡管路1、罐内泵出口气化外输管路2、BOG预冷辅助管路3、BOG空温加热管路4、BOG水浴加热管路5、BOG进压缩机管路6、BOG压缩去下游用户管路7和BOG预冷主管路8。通过八条管路对整个装置中的各个部件进行连接，使得整个装置形成一个整体化的工作流程，方便将LNG储罐9内部的BOG在各个管路中传输，利用BOG为各个管路进行预冷处理，保证LNG在管路中运输的安全性，避免LNG在运输的过程中产生大量的BOG。

所述泵柱气相平衡管路1输入端与LNG储罐9连通，输出端与泵柱管10连接，所述泵柱管10内侧底部设置有LNG罐内泵11，所述泵柱气相平衡管路1表面从输入端到输出端依次设置有第一手动闸阀12、第一气动阀13、第一截止阀14和第一排凝阀15。所述泵柱气相平衡管路1输入端连接LNG储罐9，输出端通过泵柱管10和LNG罐内泵11连通罐内泵出口气化外输管路2输入端；所述泵柱气相平衡管路1，用于平衡LNG储罐9和LNG罐内泵11的气相压力，根据BOG压缩机36入口的压力要求，扩大泵柱气相平衡管路1的管径，将LNG储罐9内部的BOG引至罐内泵出口气化外输管路2。

所述罐内泵出口气化外输管路2输入端与LNG罐内泵11连接，输出端连接有外输管网系统16，所述罐内泵出口气化外输管路2表面从输入端到输出端依次设置有球阀17、第一止回阀18、孔板流量计19、第二手动闸阀20、LNG空温式气化器21、第三手动闸阀22、LNG水浴气化器23、第四手动闸阀24和外输计量撬25。

BOG经LNG罐内泵11提升后，通过LNG空温式气化器21、LNG水浴气化器23两级升温，进入外输计量撬25进行计量，后输送至外输管网系统16。罐内泵出口气化外输管路2在输送LNG前需要预冷，泵柱管10输入端与泵柱气相平衡管路1输出端连通，泵柱管10输出端与罐内泵出口气化外输管路2输入端连通，将LNG储罐9内的BOG引至罐内泵出口气化外输管路2，并通过BOG预冷主管路8、BOG水浴加热器34和BOG压缩机36，通过BOG压缩机36增压后输送给下游用户38，形成第一BOG预冷路线。

所述BOG预冷辅助管路3输入端与LNG储罐9连通，输出端连接至罐内泵出口气化外输管路2表面的孔板流量计19与第二手动闸阀20之间，所述BOG预冷辅助管路3表面从输入端到输出端依次设置有第五手动闸阀26、流量调节阀27、第六手动闸阀28、旁路阀29和第二排凝阀30。

BOG预冷辅助管路3为回流管道，用于对LNG罐内泵11进行保护。BOG预冷辅助管路3将LNG储罐9内部的BOG引出，经LNG空温式气化器21、BOG预冷主管路8、BOG水浴加热器34和BOG压缩机36，通过BOG压缩机36增压后输送给下游用户38，形成第二BOG预冷路线。BOG预冷辅助管路3流向与常规泵后回流方向相反，BOG预冷辅助管路3起始于储罐，经流量调节阀组，接至罐内泵出口气化外输管路2表面的孔板流量计19与第二手动闸阀20之间。

所述BOG空温加热管路4输入端与LNG储罐9连通，输出端设置有BOG空温式加热器31，所述BOG空温加热管路4表面从输入端到输出端依次设置有第七手动闸阀32和第二气动阀33；所述BOG水浴加热管路5输入端与BOG空温式加热器31连通，输出端设置有BOG水浴加热器34，所述BOG水浴加热管路5表面设置有第八手动闸阀35；所述BOG进压缩机管路6输入端与BOG水浴加热器34连通，输出端设置有BOG压缩机36，所述BOG进压缩机管路6表面设置有第九手动闸阀37；所述BOG压缩去下游用户管路7输入端与BOG压缩机36连通，输出端设置有下游用户38，所述BOG压缩去下游用户管路7表面从输入端到输出端依次设置有第二止回阀39、压缩机末级缓冲罐40和第三气动阀41。

所述BOG预冷主管路8输入端连接至罐内泵出口气化外输管路2表面的第三手动闸阀22和LNG水浴气化器23之间，输出端连接至BOG水浴加热管路5表面的BOG空温式加热器31与第八手动闸阀35之间，所述BOG预冷主管路8表面从输入端到输出端依次设置有第二截止阀42、第三排凝阀43、八字盲板44、第四气动阀45、远传压力表46和第十手动闸阀47。

所述BOG预冷主管路8，用于将罐内泵出口气化外输管路2和BOG压缩机36进行连通，通过BOG压缩机36为BOG预冷主管路8输送提供工作动力。BOG预冷主管路8采用第二截止阀42进行流量调节，设置八字盲板44进行管路切换，并且安装具有显示和高报警功能的远传压力表46，对BOG预冷主管路8的压力进行监测，避免因误操作造成BOG压缩机36的BOG预冷主管路8输入端超压。

本发明还提供一种利用BOG预冷LNG输送管路方法，所述方法包括上面所述的利用BOG预冷LNG输送管路装置，如图2-3所示，包括以下步骤：

对泵柱气相平衡管路1进行扩径后，通过扩径后的泵柱气相平衡管路1、泵柱管10和LNG罐内泵11，将LNG储罐9内部的BOG输送至罐内泵出口气化外输管路2，并经过BOG预冷主管路8连接至BOG压缩机36，形成第一BOG预冷线路；

通过BOG预冷辅助管路3将LNG储罐9内部的BOG输送至罐内泵出口气化外输管路2，并经过LNG空温式气化器21和BOG预冷主管路8连接至BOG压缩机36，形成第二BOG预冷线路。

进一步的，所述第一BOG预冷线路包括：从LNG储罐9输出BOG，BOG依次经过泵柱气相平衡管路1、泵柱管10、LNG罐内泵11、罐内泵出口气化外输管路2、BOG预冷主管路8、BOG水浴加热器34和BOG压缩机36到达下游用户38。

进一步的，所述第二BOG预冷线路包括：从LNG储罐9输出BOG，BOG依次BOG预冷辅助管路3、LNG空温式气化器21、BOG预冷主管路8、BOG水浴加热器34和BOG压缩机36到达下游用户38。

本发明实施例为了减少LNG储罐9和八条管路中的BOG，通过八条管路中各个部件的相互配合，预先对LNG储罐9和各个管路进行预冷操作，减小LNG在传输过程中产生的BOG，根据实际操作流程，形成两条预冷路线，通过BOG压缩机36的抽吸作用，从而将LNG储罐9和各个管路中的BOG吸入BOG压缩机36内部，BOG在管路中运行的过程中达到对各个管线预冷的效果。

本发明弥补了常规LNG管线采用低温液体预冷的不足，有效避免了低温液体预冷常温管道时，由于LNG汽化形成气液两相流，引起管道的明显震动和损坏，大大降低了温差和相变带给管路的冷缩应力和冲击压力，从而达到较平稳预冷管线的目的，较高程度地提高了LNG管道传输的安全性和高效性，同时节省了LNG。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。