Bog優(yōu)先利用的lng氣體燃料供氣方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LNG燃料供氣方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]基于通常認(rèn)識(shí)，油罐內(nèi)的油液為燃料，油類(lèi)燃料從油罐的下部抽吸，供應(yīng)燃油設(shè)施。而油罐內(nèi)油液上方空間內(nèi)的氣體則不認(rèn)為是可供引用使用的燃料，往往為了減壓直接夕卜排。
[0003]目前的LNG氣體燃料供氣裝置，比如LNG動(dòng)力船舶氣體燃料供應(yīng)采用的是將LNG (液態(tài))經(jīng)過(guò)氣化成氣態(tài)NG的氣化供氣工藝。通過(guò)LNG直接氣化的供氣裝置，采用的是LNG儲(chǔ)罐低位出液供氣方式，增加了低位接口數(shù)量，管路閥件需要進(jìn)行日常開(kāi)啟和關(guān)閉操作，連接節(jié)點(diǎn)多，大大增加了泄漏風(fēng)險(xiǎn)；更有甚者，在發(fā)動(dòng)機(jī)和其它燃用天然氣的設(shè)施啟動(dòng)前和啟動(dòng)初期，沒(méi)有足夠的熱水供應(yīng)氣化器，大量-161.5°C甚至更低的LNG流經(jīng)溫度本不高的熱交換界面時(shí)，容易使氣化器凍結(jié)無(wú)法工作，導(dǎo)致供氣無(wú)法順利實(shí)現(xiàn)，動(dòng)力系統(tǒng)癱船。
[0004]目前防凍液一般采用的是乙二醇，其與水按1:1體積比例混合液的，冰點(diǎn)約在-40°C，由于乙二醇本身的特性，在其比例達(dá)56 %時(shí)，基本上達(dá)到最低冰點(diǎn)約-47°C，然后，提高乙二醇比例，冰點(diǎn)反而升高，這就是說(shuō)，面對(duì)-161.5 °C甚至更低的LNG，熱量得不到及時(shí)供應(yīng)的乙二醇水溶液凍結(jié)是必然的，除非犧牲大量空間安裝空溫式氣化器，目前尚無(wú)成熟的工藝解決此述問(wèn)題。
[0005]在發(fā)動(dòng)機(jī)和其它燃用天然氣的設(shè)施運(yùn)行過(guò)程中，由于負(fù)荷的變化，耗氣量的改變對(duì)上游氣體的壓力會(huì)有波動(dòng)，而LNG氣化后體積急劇膨脹，其對(duì)供氣系統(tǒng)帶來(lái)較大的壓力波動(dòng)，特別在負(fù)荷減小時(shí)，甚至?xí)袩釟饣馗Z至LNG儲(chǔ)罐，導(dǎo)致BOG壓力過(guò)大，安全閥開(kāi)啟放散。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、體積小、可靠性高、安全性好、設(shè)備投資和運(yùn)行成本低、對(duì)環(huán)境友好、燃料利用率高的的BOG優(yōu)先利用的LNG氣體燃料供氣裝置。
[0007]本發(fā)明還提供一種操作簡(jiǎn)便、對(duì)環(huán)境友好、節(jié)能減排的BOG優(yōu)先利用的LNG氣體燃料供氣方法。
[0008]本發(fā)明供氣裝置，包括LNG儲(chǔ)罐，所述LNG儲(chǔ)罐底部的出液口經(jīng)增壓管與氣化器連接，所述氣化器包括燃料熱交換器和自增壓熱交換器，所述增壓管經(jīng)氣化器的自增壓熱交換器與LNG儲(chǔ)罐頂部的進(jìn)氣口連接，所述LNG儲(chǔ)罐頂部的排氣口經(jīng)供氣管以及燃料熱交換器與燃?xì)庠O(shè)備連接。
[0009]所述增壓管上設(shè)有增壓管根閥和增壓調(diào)節(jié)閥；所述供氣管上設(shè)有供氣管根閥和供氣緊急切斷閥。
[0010]所述LNG儲(chǔ)罐頂部設(shè)上進(jìn)液口，底部設(shè)下進(jìn)液口，進(jìn)液管經(jīng)進(jìn)液緊急切斷閥分別與上、下進(jìn)液口連接，所述上進(jìn)液口與LNG儲(chǔ)罐頂部的噴淋裝置連接。
[0011 ] 一種使用上述供氣裝置的BOG優(yōu)先利用的LNG氣體燃料供氣方法，包括供氣流程和增壓流程:
[0012]供氣流程:LNG儲(chǔ)罐氣相空間內(nèi)的BOG由LNG儲(chǔ)罐頂部的排氣口引出，經(jīng)供氣管送入熱交換器的后段換熱管中升溫至工作溫度后送入燃?xì)庠O(shè)備中使用；
[0013]增壓流程:LNG儲(chǔ)罐液相空間內(nèi)的LNG由出液口引出，經(jīng)增壓管送入熱交換器的前段換熱管中，使LNG氣化成NG后經(jīng)進(jìn)氣口回送入LNG儲(chǔ)罐的氣相空間中以維持LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力，并同時(shí)持續(xù)經(jīng)排氣口向所述供氣管內(nèi)供氣。
[0014]還包括有LNG充裝流程:
[0015]LNG經(jīng)進(jìn)液管分別由LNG儲(chǔ)罐頂部設(shè)上進(jìn)液口和底部的下進(jìn)液口通入罐內(nèi)，由上進(jìn)液口通入的LNG經(jīng)LNG儲(chǔ)罐頂部的噴淋裝置向LNG儲(chǔ)罐氣相空間內(nèi)噴灑。
[0016]針對(duì)【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有LNG氣體燃料供氣裝置進(jìn)行了改進(jìn)，克服了普通技術(shù)領(lǐng)域人員的慣常認(rèn)識(shí)，將LNG儲(chǔ)罐氣相空間的氣體作為燃料氣使用，并且將其作為優(yōu)先使用的對(duì)象，也就是說(shuō)，首先將氣化器進(jìn)行了改進(jìn)，其由兩個(gè)熱交換熱器組分，一個(gè)為自增壓熱交換器，一個(gè)為燃料熱交換器，通過(guò)將LNG儲(chǔ)罐頂部的排氣口經(jīng)供氣管、氣化器的燃料熱交換器與燃?xì)庠O(shè)備連接，保證每次供氣時(shí)，優(yōu)先引出LNG儲(chǔ)罐氣相空間的BOG ;通過(guò)出液口的增壓管依次與氣化器的自增壓熱換交換器以及LNG儲(chǔ)罐頂部的進(jìn)氣口連接，實(shí)現(xiàn)當(dāng)LNG儲(chǔ)罐壓力下降時(shí)，能通過(guò)增壓的方式將LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG氣化后回送入LNG儲(chǔ)罐的氣相空間內(nèi)為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐增壓，并形成持續(xù)供氣的狀態(tài)。
[0017]雖然LNG儲(chǔ)罐內(nèi)BOG (增壓狀態(tài)下持續(xù)供氣時(shí)為BOG和NG)為低溫氣體，不能直接引入燃?xì)庠O(shè)備中，需要利用熱交換器對(duì)BOG進(jìn)行加熱，使之滿(mǎn)足燃?xì)庠O(shè)備的進(jìn)氣溫度要求，但對(duì)BOG的加熱相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)中對(duì)LNG氣化并同步加熱所需要消耗的熱能要小得多，因此，當(dāng)采用本發(fā)明優(yōu)先使用BOG的技術(shù)方案用于發(fā)動(dòng)機(jī)和其它燃用天然氣的設(shè)施啟動(dòng)前和啟動(dòng)初期，對(duì)熱能的要求會(huì)大大減少，不會(huì)存在熱水供應(yīng)不足導(dǎo)致乙二醇水溶液凍結(jié)的問(wèn)題，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中啟運(yùn)初期熱能供應(yīng)不足導(dǎo)致氣化器凍結(jié)無(wú)法工作、供氣無(wú)法順利實(shí)現(xiàn)，動(dòng)力系統(tǒng)癱瘓等問(wèn)題的發(fā)生。另一方面，由于對(duì)氣態(tài)的BOG或NG加熱所需熱能少，因而，可對(duì)現(xiàn)有常用的熱交換器進(jìn)行簡(jiǎn)單改造即可，利用氣化器的一部分換熱區(qū)域作為燃料熱交換器對(duì)BOG進(jìn)行加熱即可，而另一部分換熱區(qū)域則可對(duì)作為自增壓熱交器對(duì)LNG進(jìn)行增壓氣化成NG后回送入LNG儲(chǔ)罐內(nèi)增壓，而不是直接輸送給燃?xì)庠O(shè)備使用。由于不需要對(duì)LNG直接氣化成燃料溫度狀態(tài)，因此也不需要對(duì)這部分LNG加熱溫度過(guò)高，從而降低熱能的消耗量。
[0018]并且，本發(fā)明中，由于增壓管經(jīng)氣化器的自增壓熱交換器與LNG儲(chǔ)罐頂部的進(jìn)氣口連接，由LNG儲(chǔ)罐引出LNG在經(jīng)熱交換器氣化后不會(huì)直接送入燃?xì)庠O(shè)備，而是回送至LNG儲(chǔ)罐內(nèi)，再由LNG儲(chǔ)罐內(nèi)輸出氣態(tài)的BOG或BOG與NG的混合氣加熱后用于燃?xì)庠O(shè)備，因此，通過(guò)對(duì)LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓力監(jiān)測(cè)，可以很好地控制LNG儲(chǔ)罐和供氣系統(tǒng)的壓力，避免熱氣回竄LNG儲(chǔ)罐的問(wèn)題，大大減少了 LNG儲(chǔ)罐內(nèi)BOG壓力過(guò)大，導(dǎo)致LNG儲(chǔ)罐安全閥開(kāi)啟放散的問(wèn)題發(fā)生，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，對(duì)環(huán)境友好的目的。
[0019]有益效果:
[0020](I)本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)的對(duì)LNG直接氣化加熱供氣的方法，而是采用對(duì)BOG或BOG與NG的混合氣加熱供氣的工藝方案，控制簡(jiǎn)單，可有效避免系統(tǒng)冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)繁瑣的操作以及熱交換器介質(zhì)易冰凍等問(wèn)題，保證了系統(tǒng)的可靠性和安全性。
[0021](2)供氣時(shí)優(yōu)先使用BOG，最大限度地利用BOG，最大限度地為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐預(yù)留BOG儲(chǔ)存空間，能夠可靠維持供氣系統(tǒng)平穩(wěn)的壓力環(huán)境，最大限度地抑制NG或BOG通過(guò)安全放散閥組釋放，有效降低LNG燃料自然損耗，節(jié)約能源，提高燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0022](3)本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，可對(duì)現(xiàn)有氣化器進(jìn)行簡(jiǎn)單改造，看似氣化器由兩個(gè)熱交換器組成，但實(shí)際上并不會(huì)增加原有氣化器的換熱管總長(zhǎng)，并具有節(jié)能降耗的效果，同時(shí)也減少了低位接口、低溫工藝閥件、設(shè)備與材料的應(yīng)用，有利于提高安全可靠性，降低設(shè)備投資和運(yùn)行成本。
[0023](4) LNG充裝流程中采用噴淋裝置進(jìn)行頂部充裝，保證在充裝作業(yè)結(jié)束后，LNG儲(chǔ)罐氣相空間處在較低的壓力狀態(tài)，則可以預(yù)留更多的日常BOG儲(chǔ)