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LNG工艺设计方案优化

2022-03-04

1、项目概况


某项目主体功能是城市应急调峰,外购LNG经槽车运到站内,卸车后送入储罐内储存。在冬季管网天然气供应紧张时,储存的LNG经罐内泵加压后送往热水浴式气化器升温气化,然后经计量、加臭后送往天然气外输管网供用户使用。日常运行中由于LNG储罐吸收外界热量,导致储存LNG部分气化,为维持储罐低压状态,气化BOG经复热后送BOG压缩机增压计量后外送至天然气管网。


该项目建设1台2万m3双金属壁全容罐,设置2台72m3/h的罐内泵,2台35000m3/h的热水浴式气化器,3台700m3/h的常温压缩机,LNG装卸站配套设置2台卸车橇。


该项目对传统的LNG储备调峰站工艺方案进行了优化,主要解决了卸车难、气化响应时间长等问题。优化的工艺流程如图所示。


LNG


2、LNG卸车优化


LNG储备调峰站一般将BOG直接增压送至天然气管网,增压压力由天然气管网最高运行压力决定。该项目中BOG压缩机增压至3.5~5.6MPa才能满足外输至天然气管网要求。本优化方案增设有BOG换热器(E0303)和BOG卸车缓冲罐(T0101)。


卸车时抽取部分已增压的BOG,经E0303和储罐低温BOG换热回收BOG冷量后,再经节流减压至0.6~0.7MPa送至T0101内。T0101内低温BOG经LNG卸车橇气相臂返回至LNG槽车气相空间内,将LNG压入至LNG储罐实现卸车的目的。


本BOG增压卸车方案较好地克服了空温式自增压卸车、泵增压卸车的缺点。卸车时间能控制在1.5h以内,提高了卸车速率。同时为避免常温BOG卸车增加LNG蒸发气化,通过BOG换热器和节流降压能将BOG降低至较低温度,具有投资省、卸车时间短、适合连续大规模卸车等优点,同时又有效避免了BOG增压卸车导致过多热量输入引起的LNG蒸发气化。


3、LNG外输管线运行保冷


传统工艺流程中,储罐的低温BOG直接进入BOG空温复热器中复热,因此BOG冷量没有得到有效利用。在该项目优化设计中,BOG管线和罐内泵出口管线间、气化器入口与BOG空温器入口间均增设了BOG连通管线。运行时首先将储罐蒸发低温BOG引入至LNG罐内泵出口液相输出管线,经液相输出管线流至气化单元气化器入口,然后再将BOG经联通管线引回至空温器入口,进一步复热。这样就能利用低温BOG流经LNG液相输出管线,使其始终处于冷态。同时,利用该连通管线,可在应急调峰前将BOG切出,迅速启动LNG气化系统,有效缩短储备调峰站气化启动时间。


4、方案优化前后比较


该项目与传统的工艺方案相比,具有比较适合连续大规模卸车、LNG气化启动迅速等特点。该方案优化特点比较如表所示。


LNG


BOG增压卸车工艺流程简捷,较好地解决了常规空温器自增压卸车工艺、LNG泵卸车工艺等问题,适合LNG调峰储备站连续、大规模卸车。同时,利用回收BOG冷量和自身节流降温,有效避免了过多热量输入引起的槽车LNG大量蒸发气化。


利用储罐蒸发低温BOG在非应急调峰期间为LNG液态外输管线进行保冷,有效缩短了气化前的LNG管线预冷时间,解决了应急调峰气化外输响应时间长的问题。


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