LNG接收站蒸发气处理工艺研究

发布时间：2020-05-19 08:49

【摘要】：LNG接收站的输气量具有随季节变化的特点,且接收站蒸发气(BOG)的产生量在正常工况和卸船工况下差异较大,因此BOG处理方式需随接收站输气量的变化而有所不同。BOG处理系统是LNG接收站最重要的工艺单元,选择合适的BOG处理方式对接收站安全运行和BOG有效利用具有重要的意义。本文先分析了BOG的产生原因,并分工况对BOG的产生量进行模拟,得到接收站在不同的LNG输量下的BOG产生量。利用HYSYS软件建立了再冷凝工艺计算模型,明确了接收站LNG的最小输出量,并分析了不同操作工况和工艺流程参数对再冷凝工艺液气比的影响,发现再冷凝工艺受LNG输量的影响较大,且压缩机出口压力对再冷凝工艺的性能影响最大。针对再冷凝工艺的不足,进一步研究了直接压缩外输工艺和BOG再液化工艺,分析了BOG再液化工艺的制冷剂组分对系统功耗的影响,并最终确定了制冷剂组分比例,使再液化流程更加节能。最后结合当前LNG接收站的输气特点,以系统能耗最小为前提,提出了接收站在正常输气工况、低输气工况以及零输出工况下的最佳BOG处理方式。在正常输气量下选择再冷凝处理方式或直接外输工艺;在输气量较低时,则选择再冷凝工艺,但需提高压缩机出口压力来减小冷凝BOG所需的LNG量;零输出工况下直接将站内的BOG加压输送至天然气管网,即采用蒸发气直接压缩外输的处理方式,更加节能环保。
【图文】：

图 2.1 LNG 接收站卸船工艺流程Fig. 2.1 Unloading process of LNG receiving terminal2.2 热力学方法选取LNG 的物性参数是 HYSYS 软件进行接收站工艺流程模拟、设备模块计算研究的重要参数。接收站的主要功能就是将 LNG 气化外输，其中 LNG 与 BOG 分别经历了加压气化和压缩再冷凝的热力学过程。LNG 和 BOG 的压力、温度、焓和相态以及其他一些热力学参数均在发生变化，所以各种热力学参数的准确计算将是本文研究的前提。这就涉及到热力学方法的选择问题。选择正确的热力学方程会使流程模拟计算更加准确，误差更小，是进行流程模拟的关键。在进行 HYSYS 软件模拟时，一般选择 PR[31]方程和 LKP[32]方程。2.2.1 PR（Peng-Robinson）状态方程PR 方程是 Peng 和 Robinson 在 Sovae 模型的基础上做的改进，，其公式如下：

置换出的 BOG 与储罐气相空间的气体状态一致。严格意义上来说，气体体积置换量并不属于蒸发气的范畴，该部分气体早已产生并存在于储罐气相空间，只是在卸船工况时为了维持储罐压力而排出罐外。卸船时 BOG 置换量公式为：5 c LNG BOGQ (Q V ) （2.18）其中，cQ 为卸料速度，m3/h；LNGV 为接收站外输 LNG 的体积流量，m3/h；计算得到卸船时的体积置换量为 26.81 t/h。（6）卸船时罐内闪蒸量卸料闪蒸主要是储罐气液界面处的 LNG 由于吸热而处于气液平衡状态，船上的 LNG 在进入储罐的过程中，由于船上泵作功、与外界不断的热交换，使得 LNG的温度和压力会不断发生变化，进入储罐时与储罐的 LNG 焓值不一样，从而发生闪蒸[9,15,33]。利用 HYSYS 模拟卸船时储罐内气体闪蒸量，得到卸船闪蒸模块流程如图 2.2 所示。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE97

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本文编号：2670641