[发明专利]小型撬装式液化天然气蒸发气再液化回收无泵循环方法

说明书

技术领域

本发明涉及液化天然气（LNG）储存和运输过程中蒸发气体（BOG）再液化与回收装置及控制技术领域，更具体地说，涉及小型撬装式液化天然气蒸发气再液化回收装置的无泵循环与控制方法。

背景技术

液化天然气（简称LNG），主要成分是甲烷，被公认为地球上最干净的能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积为同量气态天然气体积的1/625，液化天然气的重量仅为同体积水的45%左右。气态天然气经压缩、冷却至其沸点（-161.5℃）温度变成LNG后，储存在低温存储罐中，再通过专用船或槽车运输，使用时重新气化。相比于气态天然气，LNG由于其体积小，储存效率高，通过专用的船或槽车可以将大量的天然气运输到管道难以到达的任何用户，与铺设地下输气管道相比，不仅节省投资，而且方便可靠，风险小、适应性强。此外，LNG携带的冷量可以部分回收利用。因此，20世纪70年代以来，世界LNG产量和贸易量迅速增加，全球LNG的需求将从2010年的2.18亿吨增至2015年的3.1亿吨，到2020年可达到4.1亿吨。2012年国际市场上LNG的贸易量已占到天然气总贸易量的36%左右，到2020年将达到40%。

但是在LNG船舶、槽车运输过程，以及LNG加注、卸载过程中，由于环境温度和低温LNG之间的巨大温差产生的热量传递，加气站系统的预冷以及其它原因，低温的LNG会不断受热产生蒸发气体（简称BOG）。虽然储存LNG的低温容器具有绝热层，但仍然无法阻隔外热侵入，不可避免地要产生BOG，BOG的增加使得系统的压力上升，一旦压力超过储罐允许的工作压力，安全保护装置将泄放BOG减压。LNG船舶、槽车运输过程中的蒸发率通常在0.1%～0.5%，在加注和卸载过程中同样也会产生大量BOG。目前处理BOG的方式主要有2种，一种是采用BOG作为燃料，为推进装置提供动力；另一种是将BOG再液化之后返回低温储存容器中。而BOG再液化的方法目前主要采用的是常规的氮膨胀或者混合制冷剂液化工艺流程，但该方法采用的装置流程复杂、设备过多、价格昂贵，且不适合LNG运输槽车、小型LNG储罐以及LNG汽车加注站的使用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供小型撬装式液化天然气蒸发气再液化回收装置的控制方法。通过采用无泵循环方式，简化了装置的整体结构和工艺流程，降低了能耗，提高了装置运行的经济性；控制系统可根据低温储罐实际压力和热负荷的需要，对低温制冷机的制冷温度和输出冷量进行实时监控和无级调节，以实现储罐系统的零损耗，提高了系统的运行稳定性、可靠性及控制精度。

本发明提供的小型撬装式液化天然气蒸发气再液化回收无泵循环方法，包括步骤：

以回热式低温制冷机3作为冷源，对低温储罐1中的液化天然气2产生的蒸发气体9进行冷凝液化；

通过管道令冷凝形成的液化天然气2在重力的作用下回流至低温储罐1。

优选地，还包括步骤：

根据低温储罐1内的压力数据和回热式低温制冷机3冷端的温度数据，对回热式低温制冷机3的冷端温度和实际输出冷量进行实时监控和无级调节。

优选地，根据所述压力数据和温度数据，通过安装于回热式低温制冷机3底部的加热装置7调节加热量，使回热式低温制冷机3的实际输出冷量与系统热负荷相匹配。

优选地，包括步骤：

构建小型撬装式液化天然气蒸发气再液化回收装置，具体地，小型撬装式液化天然气蒸发气再液化回收装置，包括：低温储罐1、回热式低温制冷机3、外翅片式冷凝换热器4、压力测试装置5、温度测试装置6、加热装置7、控制系统8；回热式低温制冷机3设置在低温储罐1的顶部；压力测试装置5用于检测压力测试装置5中蒸发气体9的压力；回热式低温制冷机3的冷端安装有多个外翅片式冷凝换热器4；外翅片式冷凝换热器4上设置有温度测试装置6、加热装置7；控制系统8用于根据压力测试装置5和温度测试装置6的采集数据控制加热装置7，以调节回热式低温制冷机3的冷端温度和实际输出冷量，进而蒸发气体9在上升过程中与外翅片式冷凝换热器4发生热交换，被再次冷凝成液化天然气2，并在重力作用下回到低温储罐1的底部。

优选地，多个外翅片式冷凝换热器4采用并联的型式安装在回热式低温制冷机3的冷端。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：