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1、萬方數(shù)據(jù)462015年04月LNG接收站BOG再冷凝系統(tǒng)操作參數(shù)優(yōu)化王文凱，李兆慈1蓋曉峰z王修康s1．中國石油大學(xué)(北京)城市油氣輸配技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。北京102200；2．中石油江蘇液化天然氣有限公司，江蘇南通226000；3中海福建天然氣有限責(zé)任公司，福建福州350003摘要：目前國內(nèi)大多數(shù)LNG接收站的BOG蒸發(fā)氣采用BOG再冷凝工藝。針對BOG再冷凝系統(tǒng)的操作參數(shù)對其物料比和能耗產(chǎn)生影響的問題。運(yùn)用HYSYS對江蘇LNG接收站內(nèi)設(shè)計(jì)工況下的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行工藝模擬。在此基礎(chǔ)上，單一改變壓縮機(jī)和低壓泵出口壓
2、力，用模擬的實(shí)際結(jié)果繪制變化趨勢圖．分析相關(guān)操作參數(shù)對再冷凝系統(tǒng)工藝和各增壓設(shè)備功耗的影響以及參數(shù)變化趨勢的主要原因。在滿足工藝要求和最小外輸量的前提下，通過合理降低BOG再冷凝器的操作壓力，定量地確定了基于江蘇LNG接收站再冷凝器操作壓力的理論最小值為590kPa．a(chǎn)，使站內(nèi)增壓設(shè)備功耗最大節(jié)省了4．68％，效益可觀。同時，明確了大量論文中關(guān)于再冷凝器操作壓力為0．6～0．9MPa．a(chǎn)的模糊論述。為其他LNG接收站再冷凝器操作壓力的合理選定提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：LNG接收站；BOG蒸發(fā)氣；再冷凝工藝；壓縮機(jī)；罐內(nèi)
3、低壓泵；操作參數(shù)；功耗；優(yōu)化DOI：10．3969／j．issn．1006—5539．2015．02．0100前言液化天然氣(LNG)作為一種能量密度大、儲運(yùn)效率高、清潔高效的優(yōu)質(zhì)燃料，日益成為全球能源市場的新熱點(diǎn)。加快天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高天然氣在一次能源消費(fèi)中的比重，對我國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、提高人民生活水平、促進(jìn)節(jié)能減排、應(yīng)對氣候變化具有重要的戰(zhàn)略意義。根據(jù)國家“十二五”能源規(guī)劃，預(yù)計(jì)2015年我國天然氣對外依存度超過35％。“十二五”期間，投產(chǎn)運(yùn)行LNG接收站二期擴(kuò)建項(xiàng)目以增加儲氣能力為主，主要考慮滿足中心城市及輻
4、射地區(qū)的應(yīng)急調(diào)峰需求，并新增一部分接收能力[1I。LNG是在常壓低溫(101．3kPa．a(chǎn)、一162oC)狀態(tài)下儲存運(yùn)輸?shù)奶烊粴庖夯a(chǎn)物，由于其與環(huán)境的溫差較大，因此無論采取什么樣的絕熱措施都難免外界熱量的侵入，且罐內(nèi)低壓泵在運(yùn)行時產(chǎn)生的熱量被低溫介質(zhì)吸收，導(dǎo)致BOG蒸發(fā)氣的產(chǎn)生[2-33。若處置不當(dāng)會造成罐壓升高，甚至出現(xiàn)事故。因此LNG接收站對BOG氣體的合理處理是確保其日常穩(wěn)定運(yùn)行的重要工藝，直接影響到接收站生產(chǎn)運(yùn)營的安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)?。1LNG接收站BOG再冷凝工藝流程目前LNG接收站最常見的BOG
5、蒸發(fā)氣的處理工藝是BOG再液化工藝．即將BOG經(jīng)壓縮機(jī)加壓后與過冷LNG混合再液化[5]，經(jīng)高壓泵加壓后外輸。BOG再冷凝工藝系統(tǒng)一般由4個系統(tǒng)組成：BOG收集系統(tǒng)、BOG回氣系統(tǒng)、BOG壓縮機(jī)、BOG再冷凝器系統(tǒng)兩]。LNG接收站BOG蒸發(fā)氣再冷凝工藝見圖1，儲罐內(nèi)的LNG經(jīng)罐內(nèi)低壓泵加壓后分為兩部分，一部分LNG進(jìn)入再冷凝器，儲罐內(nèi)頂部的BOG經(jīng)壓縮機(jī)加壓后進(jìn)入再冷凝器，與其中的過冷LNG混合換熱，再次被液化成LNG，與再冷凝器旁通的另一部分LNG匯合進(jìn)入LNG高壓泵，經(jīng)高壓泵加壓到NG氣體外輸要求的用戶壓力。
6、最后進(jìn)入汽化器(ORV或SCV)汽化成0℃以上的天然氣進(jìn)行外輸Ⅲ。收稿日期：2014—08—22作者簡介：王文凱(1988一)，男，河南南陽人，碩士研究生，主要從事油氣儲運(yùn)LNG方向相關(guān)技術(shù)的研究。萬方數(shù)據(jù)由叫卜-BOGI卡縮機(jī)．．閥一LNG-BOG-NGLNG儲罐圖1LNG接收站BOG蒸發(fā)氣再冷凝工藝流程簡圖表1設(shè)計(jì)工況下各設(shè)備的工藝參數(shù)第33卷第2期‘‘j!LANDGASTREATlNGANDPROCESSlNG油號加工472再冷凝系統(tǒng)流程工藝模擬目前國際上廣泛采用的通用流程模擬軟件如PROII、HYSYS等，
7、都可作為LNG接收站的工藝流程模擬的平臺。本文運(yùn)用HYSYS工藝模擬軟件，以江蘇LNG接收站為例．根據(jù)工藝流程搭建適合不同操作工況的模型，改變影響結(jié)果的操作參數(shù)，得到正確的模擬計(jì)算結(jié)果．為接收站再冷凝系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化運(yùn)行提供參考。2．1設(shè)計(jì)工況下操作和工藝參數(shù)根據(jù)該站物料和熱量平衡資料，接收站各設(shè)備的設(shè)計(jì)工況下操作參數(shù)和工藝參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為20℃，101．3kPa．a(chǎn)，各設(shè)備的工藝參數(shù)見表1[8]。注：高壓泵入口處壓力與該處飽和壓力之差應(yīng)大于150kPa．a(chǎn)。2．2BOG再冷凝器工藝的HYSYS模擬在LNG和BOG進(jìn)
8、入再冷凝器之前。分別通過低壓泵和BOG壓縮機(jī)增壓。罐內(nèi)飽和狀態(tài)的LNG受壓過冷，擁有了一定的過冷度：罐頂部分的BOG經(jīng)過壓縮機(jī)后，壓力和溫度都增大，變成過熱BOG。過冷的LNG分為兩路，一路進(jìn)入再冷凝器冷凝BOG至液相，另一路經(jīng)過旁通，部分過冷LNG用來保證高壓泵入13處飽和蒸汽壓要+9耀求，剩余部分亦通過旁通在再冷凝器出口處與冷凝的LNG混合進(jìn)入高壓泵。再
