[发明专利]液化天然气蒸发气动态回收方法及设备

权利要求书

1.一种液化天然气蒸发气动态回收方法，其特征在于：包括以下步骤，

(一)对储槽内存储的液化天然气的蒸发气的密度、温度、压力数据进行监测；

(二)根据监测数据计算预判储槽内存储的液化天然气所需的过冷量；

(三)利用丙烷介质制冷循环后通过热交换向储槽内存储的液化天然气持续输入冷量；

(四)达到过冷状态的液化天然气经循环回到储槽内部，储槽内部液化天然气整体达到新的过冷状态平衡，使液化天然气中已产生的蒸发气重新溶解于液化天然气中，在此状态下蒸发量可实现80％的降低；

(五)当储槽内存储的液化天然气的蒸发气出现分层迹象时，重新开始(一)至(四)步骤。

2.根据权利要求1所述的液化天然气蒸发气动态回收方法，其特征在于，所述(一)中对储槽内存储的液化天然气的蒸发量的密度、温度、压力数据进行监测是通过一部安装在储槽内壁导轨滑动机构上的传感器完成，测量周期为30分钟，测量范围为储槽整个液位高度范围；测量时传感器将各液位点的密度、温度、压力数据进行反馈，由控制系统综合计算，预判储槽内所需要输入的制冷量，同时将此需求以信号形式通过数据线传递给控制装置，再由控制装置控制制冷装置进行执行冷量生成，同时控制低温泵将与制冷量相当量的液化天然气由储槽内部抽出送至制冷装置和换热器中；

所述(二)中根据监测数据计算预判储槽内存储的液化天然气其所需的过冷量，是根据传感器传递的密度、压力、温度信号，由控制系统计算得到当前储槽内液化天然气的整体热力学状态和焓熵值、并对比在正常操作压力(18KPa)下的饱和状态焓熵值，得到需要外部输入的冷量；

所述(三)中丙烷介质的制冷循环是采用丙烷为介质的双级制冷循环，每级制冷循环通过由压缩机、冷凝器、膨胀器以及蒸发器依次串联后的制冷装置实现丙烷介质的循环使用，第一级循环实现介质温度降低至零下60℃，第二级实现介质出口温度为零下190℃并进入换热器壳程中与管程中的液化天然气进行换交热，使液化天然气温度降低至零下175至180℃，过冷量增大至正常操作压力下饱和状态的热力学状态，该制冷装置的处理能力为1吨/小时，正常操作压力为18KPa；

所述(四)中达到过冷状态的液化天然气为温度为零下175±10℃，达到过冷状态的液化天然气通过制冷装置与储槽间的压差，回到储槽内部；

所述(五)中储槽内存储的液化天然气的蒸发气出现分层迹象是3m内温差达到10℃，或储槽内压力达到20KPa，或3m内密度差达到3％。

3.一种如权利要求1所述的液化天然气蒸发气动态回收方法使用的设备，其特征在于，包括液化天然气储槽1、低温泵2、热交换器3、制冷装置4、传感器5以及控制装置6；

液化天然气储槽1内罐内壁垂直方向设有导轨，导轨高度等于储槽内罐高度；该导轨上设有传感器5；

该低温泵2安装于泵筒内部，该泵筒呈垂直状固定在储槽1内侧壁，低温泵2入口位于泵筒底部，泵筒底部距离储槽底面650±10mm，低温泵出口位于储槽1顶端并与热交换器3入口相连；

该热交换器3的出口通过管线与设置在储槽1上部的过冷状态液化天然气进口连接，将达到过冷状态的液化天然气通过压力差送回至储槽1内；热交换器3入口与外输管线相连；

该制冷装置4由压缩机、冷凝器、膨胀器以及蒸发器依次串联构成；该压缩机进口与蒸发器丙烷出口管线相连，压缩机出口与冷凝器进口连接；该冷凝器出口与膨胀器进口连接；该膨胀器出口与蒸发器进口连接；该蒸发器出口通过制冷丙烷介质循环管线与热交换器3壳程进口相连；

该低温泵2、热交换器3、制冷装置4以及传感器5分别与控制装置连接。

4.根据权利要求3所述的液化天然气蒸发气动态回收方法使用的设备，其特征在于，所述储槽1采用全容式结构，內罐采用304不锈钢或者9镍钢材料制成，內罐外部包裹弹性毡，弹性毡外层包裹珍珠岩保冷材料，该珍珠岩保冷材料外部设置预应力混凝土外墙结构，操作压力为18至25KPa，导轨设置于内罐内壁上，沿罐高度垂向布置；

所述传感器5通过电子滑动机构实现在导轨上的垂向移动，该滑动机构为单轨滑块式机构，传感器由螺栓固定在滑动机构的滑块上，滑动机构与控制装置连接，其滑动频率预先设定为1小时完成一次全液位高程测量的行程；

所述低温泵2采用长轴潜液多级离心泵，其不锈钢泵筒呈垂直状固定于储槽1内壁，泵筒顶端固定于储槽1顶部，泵筒底端延伸至储槽最低操作液面处，泵筒底部安装底阀，该底阀控制液化天然气的进入；低温泵2出口位于储槽顶部并通过(12寸)单向阀与外输管线的一端连接，外输管线另一端与热交换器入口相连，将由低温泵抽出的液态天然气送至换热器管程入口；

所述热交换器3采用管壳式结构，操作压力为0.6MPa，换热器管程与壳程采用304不锈钢制成，管程内为LNG，壳程内为丙烷液体，热交换器3出口与输送达到过冷状态液化天然气管线的一端连接，该输送达到过冷状态液化天然气管线的另一端与储槽上部过冷状态液化天然气进口通过法兰连接；

所述控制装置型号为854ATG。