一种防止lng储罐bog放空损失的装置
技术领域
1.本实用新型涉及一种防止bog放空损失的装置，具体涉及一种防止lng储罐bog放空损失的装置。
背景技术：2.液化天然气（简称lng）是一种且高效清洁的能源，在我们日常生活以及工业生产的使用范围日益广泛，也成为全球能源市场的热点之一。
3.由于lng在常压下沸点较低，为-162℃，因此在存储、装卸车和气化作业过程中，必然会有lng蒸发成天然气的情况，通常将lng蒸发成的气体称为bog。由于bog的产生，lng储罐的内部压力增大，若不将其中的bog及时释放，会损坏储罐结构，甚至造成爆炸等危险；若直接将bog释放到大气中，不仅会造成直接的经济损失，而且会破坏大气环境，随着国家对环保、节能要求的提高，无论出于政策压力还是社会责任，减少bog放空损失，已成为 lng 储运项目的首要任务。
技术实现要素：4.本实用新型的目的在于提供一种防止lng储罐bog放空损失的装置，以解决现有技术中的lng储罐中bog过多，容易损坏bog储罐，甚至造成爆炸的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
6.本实用新型提供的一种防止lng储罐bog放空损失的装置，包括氮气压缩膨胀机、氮气冷却器、主换热器和消音器；
7.所述氮气压缩膨胀机内设有氮气ⅰ级压缩单元、氮气ⅱ级压缩单元、氮气ⅲ级压缩单元、氮气膨胀单元和驱动端；所述氮气冷却器内设有氮气ⅰ通道、氮气ⅱ通道、氮气ⅲ通道和循环水通道；所述主换热器内设有氮气预冷通道、lng过冷通道和返流氮气通道；
8.所述lng过冷通道的入口端还连接有用于进入lng的增压泵出口管线，所述lng过冷通道的出口端还连接有用于输出lng的lng储罐入口端管线；
9.所述返流氮气通道出口与氮气ⅰ级压缩单元的入口相接，所述氮气ⅰ级压缩单元的出口与氮气ⅰ通道的入口相接，所述氮气ⅰ通道的出口与氮气ⅱ级压缩单元的入口相接，所述氮气ⅱ级压缩单元的出口与氮气ⅱ通道的入口相接，所述氮气ⅱ通道的出口与氮气ⅲ级压缩单元的入口相接，所述氮气ⅲ级压缩单元的出口与氮气ⅲ通道的入口相接，所述氮气ⅲ通道的出口与氮气预冷通道的入口相接，所述氮气预冷通道的出口与氮气膨胀单元的入口相接，所述氮气膨胀单元的出口与返流氮气通道的入口相接；
10.所述氮气ⅲ通道出口与氮气预冷通道入口之间还设有氮气回流管线；所述返流氮气通道与氮气ⅰ级压缩单元之间还设有氮气补充管线和氮气泄放管线，所述氮气泄放管线的出口与消音器相接。
11.可选或优选地，所述氮气压缩膨胀机的氮气ⅲ级压缩单元与氮气膨胀单元相邻设置，且氮气膨胀单元对氮气ⅲ级压缩单元做功。
12.可选或优选地，所述氮气压缩膨胀机的驱动端采用电驱动、汽轮机驱动或燃气驱动。
13.可选或优选地，所述氮气冷却器为一台绕管式换热器或多台管壳式换热器。
14.可选或优选地，所述的主换热器为绕管式换热器或板翅式换热器。
15.可选或优选地，所述氮气ⅰ级压缩单元入口管线上还设有压力检测器，所述氮气ⅲ通道的出口管线上还设有流量检测器，所述lng过冷通道的出口管线上还设有温度检测器。
16.可选或优选地，所述氮气泄放管线上设有用于氮气ⅰ级压缩单元入口超压放空的调节阀a；
17.所述的氮气补充管线上设有用于氮气ⅰ级压缩单元入口压力低时补充氮气的调节阀b；
18.所述氮气回流管线上设有用于调整氮气压缩膨胀机压缩单元工况的调节阀c；
19.所述lng过冷通道的出口管线上设有用于调整lng过冷温度的调节阀d；
20.所述氮气膨胀单元的入口设有用于控制氮气膨胀单元喷嘴开合的喷嘴执行机构e。
21.可选或优选地，所述氮气冷却器采用的冷却介质为循环冷却水或空气。
22.基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：
23.（1）本实用新型提供的一种防止lng储罐bog放空损失的装置，与现有技术相比，采用氮循环制冷将lng进行过冷，再次注入到lng储罐中，而非采用bog加压后的再液化，相比起来流程更为简单，且容易操作；同时，氮气膨胀后的温度较低，所以lng过冷后的温度也较低，可以适用不同组分、不同温度的lng，能耗低；此外，装置采用了一台氮气压缩膨胀机，既包括氮气压缩功能，也包括了氮气膨胀制冷功能，装置结构更为简洁，减少了设备的投资，且能适应不同的负荷的工作情况。
24.（2）本实用新型提供的防止lng储罐bog放空损失的装置，通过将bog气体再液化，避免了lng储罐中bog气体过多损伤罐体，减少了bog过多容易造成的爆炸危害，也避免了将bog直接排放而导致的运输成本变高和污染大气的危害，同时，整套装置减少了bog复热器、bog压缩机、bog压缩机冷却器及其他的缓冲罐的设置，在达到良好的bog回收效果下，简化了装置的设置，减少了设备的投资，具有维护方便、工作可靠、安全可靠、实用性广等优点。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例的结构示意图。
26.图中：1、氮气压缩膨胀机；2、氮气冷却器；3、主换热器；4、消音器；5、氮气补充管线；6、氮气泄放管线；7、氮气回流管线；8、调节阀a；9、调节阀b；10、调节阀d；11、喷嘴执行机构e；12、增压泵出口管线；13、增压泵出口管线；14、调节阀c；a1、氮气ⅰ级压缩单元；a2、氮气ⅱ级压缩单元；a3、氮气ⅲ级压缩单元；a4、氮气膨胀单元；a5、驱动端；b1、氮气ⅰ通道；b2、氮气ⅱ通道；b3、氮气ⅲ通道；b4、循环水通道；c1、氮气预冷通道；c2、lng过冷通；c3、返流氮气通道。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术
方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
28.如图1所示：
29.实施例1
30.本实用新型提供了一种防止lng储罐bog放空损失的装置，包括氮气压缩膨胀机1、氮气冷却器2、主换热器3和消音器4；
31.所述氮气压缩膨胀机1内设有氮气ⅰ级压缩单元a1、氮气ⅱ级压缩单元a2、氮气ⅲ级压缩单元a3、氮气膨胀单元a4和驱动端a5；所述氮气冷却器2内设有氮气ⅰ通道b1、氮气ⅱ通道b2、氮气ⅲ通道b3和循环水通道b4；所述主换热器3内设有氮气预冷通道c1、lng过冷通道c2和返流氮气通道c3；
32.所述lng过冷通道c2的入口端还连接有用于进入lng的增压泵出口管线12，所述lng过冷通道c2的出口端还连接有用于输出lng的lng储罐入口端管线13；
33.所述返流氮气通道c3出口与氮气ⅰ级压缩单元a1的入口相接，所述氮气ⅰ级压缩单元a1的出口与氮气ⅰ通道b1的入口相接，所述氮气ⅰ通道b1的出口与氮气ⅱ级压缩单元a2的入口相接，所述氮气ⅱ级压缩单元a2的出口与氮气ⅱ通道b2的入口相接，所述氮气ⅱ通道b2的出口与氮气ⅲ级压缩单元a3的入口相接，所述氮气ⅲ级压缩单元a3的出口与氮气ⅲ通道b3的入口相接，所述氮气ⅲ通道b3的出口与氮气预冷通道c1的入口相接，所述氮气预冷通道c1的出口与氮气膨胀单元a4的入口相接，所述氮气膨胀单元a4的出口与返流氮气通道c3的入口相接；
34.所述氮气ⅲ通道b3出口与氮气预冷通道c1入口之间还设有氮气回流管线7；所述返流氮气通道c3与氮气ⅰ级压缩单元a1之间还设有氮气补充管线5和氮气泄放管线6，所述氮气泄放管线6的出口与消音器4相接。
35.实施例2
36.本实用新型提供了一种防止lng储罐bog放空损失的装置，与实施例1相比：
37.作为可选的实施方式，所述氮气压缩膨胀机1的氮气ⅲ级压缩单元a3与氮气膨胀单元a4相邻设置，且氮气膨胀单元a4对氮气ⅲ级压缩单元a3做功。
38.作为可选的实施方式，所述氮气压缩膨胀机1的驱动端a5采用电驱动、汽轮机驱动。
39.作为可选的实施方式，所述氮气冷却器2为多台管壳式换热器。
40.作为可选的实施方式，所述的主换热器3为板翅式换热器。
41.作为可选的实施方式，所述氮气ⅰ级压缩单元a1入口管线上还设有压力检测器ⅰ，所述氮气ⅲ通道b3的出口管线上还设有流量检测器ⅱ，所述lng过冷通道c2的出口管线上还设有温度检测器ⅲ。
42.作为可选的实施方式，所述氮气泄放管线6上设有用于氮气ⅰ级压缩单元a1入口超压放空的调节阀a8；
43.所述的氮气补充管线5上设有用于氮气ⅰ级压缩单元a1入口压力低时补充氮气的调节阀b9；
44.所述氮气回流管线7上设有用于调整氮气压缩膨胀机1压缩单元工况的调节阀
c14；
45.所述lng过冷通道c2的出口管线上设有用于调整lng过冷温度的调节阀d10；
46.所述氮气膨胀单元a4的入口设有用于控制氮气膨胀单元a4喷嘴开合的喷嘴执行机构e11。
47.作为可选的实施方式，所述氮气冷却器2采用的冷却介质为循环冷却水。
48.实施例3
49.本实用新型提供了一种防止lng储罐bog放空损失的装置，与实施例1相比：
50.作为可选的实施方式，所述氮气压缩膨胀机1的氮气ⅲ级压缩单元a3与氮气膨胀单元a4相邻设置，且氮气膨胀单元a4对氮气ⅲ级压缩单元a3做功。
51.作为可选的实施方式，所述氮气压缩膨胀机1的驱动端a5采用燃气驱动。
52.作为可选的实施方式，所述氮气冷却器2为多台管壳式换热器。
53.作为可选的实施方式，所述的主换热器3为绕管式换热器。
54.作为可选的实施方式，所述氮气ⅰ级压缩单元a1入口管线上还设有压力检测器ⅰ，所述氮气ⅲ通道b3的出口管线上还设有流量检测器ⅱ，所述lng过冷通道c2的出口管线上还设有温度检测器ⅲ。
55.作为可选的实施方式，所述氮气泄放管线6上设有用于氮气ⅰ级压缩单元a1入口超压放空的调节阀a8；
56.所述的氮气补充管线5上设有用于氮气ⅰ级压缩单元a1入口压力低时补充氮气的调节阀b9；
57.所述氮气回流管线7上设有用于调整氮气压缩膨胀机1压缩单元工况的调节阀c14；
58.所述lng过冷通道c2的出口管线上设有用于调整lng过冷温度的调节阀d10；
59.所述氮气膨胀单元a4的入口设有用于控制氮气膨胀单元a4喷嘴开合的喷嘴执行机构e11。
60.作为可选的实施方式，所述氮气冷却器2采用的冷却介质为循环空气。
61.本实用新型的使用包括以下的步骤：
62.s1、经外界增压泵增压后的lng进入lng过冷通道c2，在lng过冷通道c2被返流的氮气过冷至-170~-162℃，再通过调节阀c14控制lng过冷通道c2输出的lng温度，再将过冷后的lng输送至lng储罐，维持lng储罐的温度稳定，减少lng储罐的bog放空损失；
63.s2、lng的氮气循环过冷，由返流氮气通道c3流出的常温低压氮气，进入氮气ⅰ级压缩单元a1压缩后，接着进入氮气ⅰ通道b1中被冷却至30~40℃；再返回氮气ⅱ级压缩段a2被压缩后，进氮气ⅱ通道b2被循环水冷却至30~40℃；再次返回氮气ⅲ级压缩段a3被压缩后，进氮气ⅲ通道b3被循环水冷却至30~40℃；高压常温的氮气进入氮气预冷通道c1被预冷至-115~-125℃，进入氮气膨胀单元a4进行减压膨胀，并降温至-166~-176℃后，进入返流氮气通道c3为lng的过冷提供冷量，低压氮气复温至常温后出主换热器3，然后返回氮气压缩膨胀机1的氮气ⅰ级压缩单元a1入口，完成氮气制冷循环。
64.作为可选的实施方式，所述的氮气压缩膨胀机1压缩氮气能量由高压氮气在氮气膨胀单元a4减压膨胀做功和驱动端a5共同提供。
65.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限
于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
技术特征：1.一种防止lng储罐bog放空损失的装置，其特征在于：包括氮气压缩膨胀机（1）、氮气冷却器（2）、主换热器（3）和消音器（4）；所述氮气压缩膨胀机（1）内设有氮气ⅰ级压缩单元（a1）、氮气ⅱ级压缩单元（a2）、氮气ⅲ级压缩单元（a3）、氮气膨胀单元（a4）和驱动端（a5）；所述氮气冷却器（2）内设有氮气ⅰ通道（b1）、氮气ⅱ通道（b2）、氮气ⅲ通道（b3）和循环水通道（b4）；所述主换热器（3）内设有氮气预冷通道（c1）、lng过冷通道（c2）和返流氮气通道（c3）；所述lng过冷通道（c2）的入口端还连接有用于进入lng的增压泵出口管线（12），所述lng过冷通道（c2）的出口端还连接有用于输出lng的lng储罐入口端管线（13）；所述返流氮气通道（c3）出口与氮气ⅰ级压缩单元（a1）的入口相接，所述氮气ⅰ级压缩单元（a1）的出口与氮气ⅰ通道（b1）的入口相接，所述氮气ⅰ通道（b1）的出口与氮气ⅱ级压缩单元（a2）的入口相接，所述氮气ⅱ级压缩单元（a2）的出口与氮气ⅱ通道（b2）的入口相接，所述氮气ⅱ通道（b2）的出口与氮气ⅲ级压缩单元（a3）的入口相接，所述氮气ⅲ级压缩单元（a3）的出口与氮气ⅲ通道（b3）的入口相接，所述氮气ⅲ通道（b3）的出口与氮气预冷通道（c1）的入口相接，所述氮气预冷通道（c1）的出口与氮气膨胀单元（a4）的入口相接，所述氮气膨胀单元（a4）的出口与返流氮气通道（c3）的入口相接；所述氮气ⅲ通道（b3）出口与氮气预冷通道（c1）入口之间还设有氮气回流管线（7）；所述返流氮气通道（c3）与氮气ⅰ级压缩单元（a1）之间还设有氮气补充管线（5）和氮气泄放管线（6），所述氮气泄放管线（6）的出口与消音器（4）相接。2.根据权利要求1所述的一种防止lng储罐bog放空损失的装置，其特征在于：所述氮气压缩膨胀机（1）的氮气ⅲ级压缩单元（a3）与氮气膨胀单元（a4）相邻设置，且氮气膨胀单元（a4）对氮气ⅲ级压缩单元（a3）做功。3.根据权利要求1所述的一种防止lng储罐bog放空损失的装置，其特征在于：所述氮气压缩膨胀机（1）的驱动端（a5）采用电驱动、汽轮机驱动或燃气驱动。4.根据权利要求1所述的一种防止lng储罐bog放空损失的装置，其特征在于：所述氮气冷却器（2）为一台绕管式换热器或多台管壳式换热器。5.根据权利要求1所述的一种防止lng储罐bog放空损失的装置，其特征在于：所述的主换热器（3）为绕管式换热器或板翅式换热器。6.根据权利要求1所述的一种防止lng储罐bog放空损失的装置，其特征在于：所述氮气ⅰ级压缩单元（a1）入口管线上还设有压力检测器（ⅰ），所述氮气ⅲ通道（b3）的出口管线上还设有流量检测器（ⅱ），所述lng过冷通道（c2）的出口管线上还设有温度检测器（ⅲ）。7.根据权利要求1所述的一种防止lng储罐bog放空损失的装置，其特征在于：所述氮气泄放管线（6）上设有用于氮气ⅰ级压缩单元（a1）入口超压放空的调节阀a（8）；所述的氮气补充管线（5）上设有用于氮气ⅰ级压缩单元（a1）入口压力低时补充氮气的调节阀b（9）；所述氮气回流管线（7）上设有用于调整氮气压缩膨胀机（1）压缩单元工况的调节阀c（14）；所述lng过冷通道（c2）的出口管线上设有用于调整lng过冷温度的调节阀d（10）；所述氮气膨胀单元（a4）的入口设有用于控制氮气膨胀单元（a4）喷嘴开合的喷嘴执行机构e（11）。
8.根据权利要求1所述的一种防止lng储罐bog放空损失的装置，其特征在于：所述氮气冷却器（2）采用的冷却介质为循环冷却水或空气。
技术总结本实用新型公开了一种防止LNG储罐BOG放空损失的装置，解决了现有技术中的LNG储罐中BOG过多，容易损坏BOG储罐，甚至造成爆炸的技术问题。它包括包括氮气压缩膨胀机（1）、氮气冷却器（2）、主换热器（3）和消音器（4）。本实用新型通过LNG的过冷和氮气压缩膨胀制冷循环，将加压后的LNG输入主换热器（3）与来自氮气压缩膨胀机（1）膨胀端的氮气进行换热，将LNG过冷后，返回LNG储罐，减少BOG放空损失，BOG损失的减少使得工厂效益增加，也避免了将BOG直接投放入大气中，使得环境受到污染的可能；同时，实用新型提供的装置还具有适应能力强，安全可靠、实用性广等优点。用性广等优点。用性广等优点。
技术研发人员：马忠 喻凌 文向南
受保护的技术使用者：四川蜀道装备科技股份有限公司
技术研发日：2021.09.27
技术公布日：2022/7/5
