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              1. 淺談LNG加氣站BOG回收方案及經濟性比較

                發布時間:2018-08-30 19:37                

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                低溫貯罐與低溫槽車內的LNG的有一定的日蒸發率,這部分蒸發氣體(溫度較低)簡稱BOG 閃蒸汽(BoilOff Gas),使貯罐氣相空間的壓力升高。為保證貯罐的安全及裝卸車的需要,在設計中設置了貯罐安全減壓閥(可根據貯罐儲存期間壓力自動排除BOG),產生的BOG氣體通過放空閥至EAG加熱器加熱后放空,或通過BOG加熱器進入BOG儲罐儲存利用。

                一、BOG形成的來源

                BOG形成后會逐漸增加儲罐內的氣體壓力,當其氣體壓力積累到一定時(安全閥設定值)會沖開儲罐安全閥,把多余壓力的天然氣排放到大氣中,以求緩解儲罐內部壓力,避免爆炸險情。

                LNG加注站BOG的形成大多來自于三個方面:一是LNG儲罐本身與環境漏熱形成BOG,二是LNG槽車卸車和LNG車輛加注時低溫泵運行時部分機械能轉化為熱能產生的BOG,三是加氣站通過回收車載LNG氣瓶內的BOG。

                二、BOG自然放散的經濟損失與危害

                大量BOG天然氣的放散不僅造成巨大的經濟損失(60立方米儲罐可日回收200余標方,按每標方4元成本核算,一年損失近30萬元),還形成了二氧化碳(CO2)溫室效應20倍以上的環保危害;另一方面是,當BOG在沖開安全閥排放時,形成巨大噪音,造成較嚴重的噪聲污染。

                三、BOG產生后的處理方式及經濟比較

                1、BOG處理方式

                因LNG儲氣設備漏熱及各種操作引起BOG的產生。為了安全生產BOG量達到一定量后必須采取措施將其處理。從能量利用和安全的角度分析,主要有以下幾種處理方式:

              2. 將BOG 氣體沿回氣管路返回LNG 儲罐進行液化,既可達到預冷潛液泵泵池的目的,又可回收小部分BOG 氣體和對儲罐進行壓力調節,(LNG設備默認操作流程,沒有實際意義,最終導致超壓放空,經濟性與(5)基本相同)。

              3. 將生成的BOG 氣體通過再液化裝置液化成LNG 輸出。

              4. 將生成的BOG 氣體直接氣化后經調壓計量輸入城市管網。

              5. 將生成的BOG氣體通過壓縮充入CNG儲氣瓶組(只有L-CNG加氣站可用)。

              6. 通過站內放空管道放空掉。

              7. 2、BOG 回收方式

                1)再液化工藝

                再液化工藝是指將需要液化的BOG 作制冷劑,采用單級壓縮,單級膨脹加節流的制冷方法,使BOG 達到液化的目的。當系統壓力達到設計的控制值時,BOG 再液化裝置自動啟動,把系統內多余的BOG 液化一部分,使系統內的溫度和壓力下降,當系統壓力降低到要求值時,再液化裝置自動停機。儲罐中的BOG 經過換熱器回收冷量后進入壓縮機,高壓高溫的天然氣先經過空冷器冷卻,然后再換熱器中進一步被冷卻而液化,之后節流到低壓后進行氣液分離,分離氣體返回換熱器復熱到常溫后回到壓縮機,分離出的液體一部分由LNG 加氣站的LNG 低溫泵抽回LNG 儲罐,另外一部分則進入換熱器提供冷量后回到壓縮機形成循環。

                2) 直接氣化調壓后外輸工藝

                直接氣化后外輸工藝是指LNG 儲罐的BOG 氣體通過EAG 加熱器氣化后經穩壓到城市燃氣管網輸氣壓力后,再經計量進入城市燃氣管網。經過EAG 加熱器后增加調壓計量橇,對放空的氣體進行調壓、計量后輸送至城市管網。

                3)L-CNG加氣站將BOG壓縮成CNG銷售

                采用單級壓縮,使BOG 達到轉換成CNG的目的。當系統壓力達到設計的控制值時,BOG 壓縮裝置自動啟動,把系統內多余的BOG壓縮成CNG并將其輸送至CNG系統儲存、銷售,當系統壓力降低到要求值時,BOG壓縮裝置自動停機。

                3. BOG 回收經濟效果分析

                本文中再液化設備采用國產小型橇裝BOG 再液化裝置進行分析,小型橇裝BOG 再液化裝置含壓縮機、空冷器、換熱器及氣液分離器及配套管線等,前期投資約65 萬元;直接氣化后外輸工藝設備采用國內常規規格進行分析,直接氣化外輸工藝設備主要包括BOG 加熱器1 臺,流量計1 臺,調壓器1 臺,配套閥門及管線若干,前期投資約10 萬元;L-CNG加氣站BOG轉換CNG裝置國內目前未完全成熟(尤其是小型壓縮機),但已有部分廠家已提出撬裝設備,前期投資約15萬元。

                下面以某LNG 汽車加氣站為例,按每年73噸(日均200立方米)BOG 氣體進行計算,詳細經濟效果分析見下表:

                注:其他費用均忽略不計,年節約損失是相對于放空損失而言,20年折舊計算。

                由上表可以看出,再液化工藝和供城市燃氣的年銷售利潤均為負值,是因為BOG氣體回收主要考慮減少損失。由于再液化工藝前期投資和耗電費用高,其他維護運營費用也比較高,雖然年銷售收入可達10.95 萬元,但綜合考慮各項費用后,按20年使用年限計算,則相對于放空而言每年可節約損失12.73 萬元。直接氣化后外輸工藝前期投資和運營費用小,無需電消耗,但因其城市燃氣管網輸氣價格比LNG 進氣價格低,相對于放空而言其主要損失為銷售差價損失,按20年使用年限計算,考慮前期投資和運行費用后,每年可相對節約投資25.29萬元。BOG轉換CNG方案最為可行,不但沒有虧損反而創造8.47萬元凈利潤(相對)顯而易見,LNG加注站建設時首選考慮LNG/L-CNG合建站,其次LNG加氣站選址時盡量能帶起周邊居民用氣(未氣化鄉鎮或鄉鎮點對點項目等)項目,最后才是BOG再液化工藝來減少LNG放散損失。

                4. 結論

                通過對汽車加氣站BOG 氣體來源、回收工藝及經濟效果進行分析、比較,得出以下結論:

                • 再液化工藝能耗和前期投資都很高,且設備占地面積大,但分離后的液體進入LNG 儲罐,減少放散氣量,環境影響小,且對城網建設沒有要求。適用于環境要求極高,但附近沒有城市燃氣管網和燃氣需求的LNG 站場。

                • 直接氣化調壓后外輸工藝前期投資小,后期運行能耗低,設備占地面積較小,對環境的影響較小,適用于站外有城市配套燃氣管網,且燃氣管網運行壓力為中壓的LNG 站場。一般城網燃氣售價低于LNG 進氣價格,但相對于BOG 氣體放空來說經濟效果還是比較可觀,每年可節約約25萬元左右,是值得推薦的一種BOG回收工藝。

                • BOG轉換CNG工藝前期投資較小,但設備占地面積大,壓縮后的BOG并入CNG系統,減少放散氣量,增加部分收入,環境影響小,且對城網建設沒有要求。適用于環境要求極高,但附近沒有城市燃氣管網和燃氣需求的LNG/L-CNG 站場。

                • BOG 氣體直接放空無前期投資和能耗,但放空的損耗大,環境污染影響大,但對于站場面積小,環境影響范圍小且周轉率高的站場可采取此種方式。



                近期課程

                4、城鎮燃氣供銷差管理培訓班,2018年10月23-26日,蘇州;

                5、天然氣分布式能源項目開發實務培訓班,2018年10月29-31日,北京;

                6、2018年第六屆中國天然氣市場化、智能化發展大會,2018年11月28-30日,北京;?

                7、燃氣行業采購招投標法律風險防范培訓班,2018年11月29-30日,北京;

                8、天然氣管道完整性管理培訓班,2018年12月25-28日,北京。

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