一種用于充車系統的bog冷凝回收系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及BOG氣體回收技術領域，具體地，涉及一種用于充車系統的BOG冷凝回收系統及方法。
【背景技術】
[0002]LNG (液化天然氣)是一種清潔能源。隨著LNG燃料汽車(船舶)、城鎮居民燃氣、鍋爐燃氣及燃氣發電、陶瓷燒結等領域逐步廣泛應用，近年來LNG消耗需求量正呈現快速增長趨勢。LNG的來源主要有兩部分，即通常所說的“陸氣”(陸上LNG液化工廠生產的LNG，通常是通過LNG運輸車運輸)、“海氣”(海外LNG，通常是通過大型LNG運輸船將LNG運輸至陸上LNG接收站并儲存)。LNG在常壓下的液化溫度約為_162°C，盡管LNG儲運設備或LNG輸送管道均采取了良好的保冷保護措施，但由于其與環境之間存在很大的溫差，LNG在儲存、運輸過程中的吸熱蒸發總是存在，BOG (LNG在儲存、運輸等過程中自然吸熱蒸發的氣體)的產生不可避免。LNG隨著吸熱量的不斷增加，BOG的產生量會逐漸增加，LNG儲運壓力隨之也會不斷上升，此情況下若未采取有效的降壓措施，為避免造成超壓安全等事故，當LNG儲運壓力達到一定壓力時，一般會通過向大氣放散方式自動或手動進行卸壓，BOG的放散會造成環境污染、能源浪費和經濟損失。為此，BOG的回收利用便成為LNG應用工程中需要解決的問題。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種節約了能源、避免環境污染、用于充車系統的BOG冷凝回收系統及方法。
[0004]本發明解決上述問題所采用的技術方案是:
一種用于充車系統的BOG冷凝回收系統，包括LNG儲罐、BOG冷凝回收器、液氮儲罐和多個槽車，每個槽車的頂部設置有BOG引出支管，所述BOG引出支管均連接BOG引出管的一端，BOG引出管的另一端連接BOG冷凝回收器的熱源通道進口，BOG冷凝回收器的熱源通道出口通過管路連接LNG儲罐，即BOG經液氮冷卻以后變為LNG返回到LNG儲罐，BOG冷凝回收器的冷源通道進口通過管路連接液氮儲罐的排液管，BOG冷凝回收器的冷源通道出口連接氮氣放空管，氮氣放空管連接液氮儲罐的氣相空間。
[0005]將液氮和從槽車中導出的BOG在BOG回收冷凝器中完成熱交換，使槽車的壓力降低，一次性投入成本降低，使槽車中的BOG氣體實現了零排放，既節約了能源，也避免了對環境的污染。
[0006]在槽車充液前，因槽車內BOG的壓力較高，BOG將通過槽車BOG引出管進入BOG冷凝回收器進行冷凝，故冷凝過程為自動進行，無需額外設置動力設備，節省能耗。
[0007]還包括控制系統，所述的連接BOG冷凝回收器的熱源通道出口和LNG儲罐的管路上設置有用于檢測BOG冷凝回收器的熱源通道出口流出的LNG液體溫度的溫度檢測裝置，BOG引出管上設置有切斷閥，連接BOG冷凝回收器的冷源通道進口與液氮儲罐的排液管的管路上設置有調節閥，溫度檢測裝置、切斷閥和調節閥均與控制系統連接，可通過控制系統實現遠程控制。
[0008]在槽車充液前，通過控制系統打開控制閥和調節閥，槽車內產生的BOG氣體進入BOG冷凝回收器，同時液氮儲罐中的液氮流入BOG冷凝回收器，對進入BOG冷凝回收器的BOG進氣冷卻，當溫度檢測裝置檢測到BOG冷凝回收器的熱源通道出口流出的LNG液體溫度高于預設值時，控制系統控制調節閥開度變大；當溫度檢測裝置檢測到BOG冷凝回收器的熱源通道出口流出的LNG液體溫度低于預設值時，控制系統控制調節閥開度變小。
[0009]采用控制系統實現了冷凝回收系統的自動調控，運行穩定可靠，節省人工。
[0010]所述的LNG儲罐的頂部設置有BOG引入支管，BOG引入支管連通BOG引出管，連接BOG引入支管與BOG引出管的管道上設置有控制閥。該BOG引入支管用于維持LNG儲罐的壓力，當LNG儲罐內的氣相壓力低于預設最低值時，打開連接BOG引入支管與BOG引出管的管道上的控制閥，BOG引出管的BOG通過BOG弓丨入支管進入LNG儲罐內，從而提升LNG儲罐內的氣相壓力，當LNG儲罐內氣相壓力高于預設最高值時，關閉連接BOG引入支管與BOG引出管的管道上的控制閥。從而保證LNG儲罐內氣相的壓力維持在設定范圍內。
[0011]所述的LNG儲罐上設置有用于檢測LNG儲罐內氣相壓力的壓力檢測裝置A，壓力檢測裝置A和控制閥與控制系統連接，可通過控制系統實現遠程控制。從而當壓力檢測裝置A檢測到LNG儲罐內的氣相壓力低于預設最低值時，控制系統控制打開控制閥；當從而當壓力檢測裝置A檢測到LNG儲罐內的氣相壓力高于預設最高值時，控制系統控制關閉控制閥，從而自動維持LNG儲罐內氣相的壓力在設定范圍內。
[0012]氮氣放空管上設置有用于檢測氮氣放空管內氮氣壓力的壓力檢測裝置B，氮氣放空管通過三通連接氮氣放空總管，氮氣放空總管連接氮氣排放裝置，從而氮氣放空管通過三通匯合至氮氣放空總管，并連接氮氣排放裝置，氮氣放空總管上設置有緊急切斷閥，壓力檢測裝置B和緊急切斷閥均與控制系統連接，可通過控制系統實現遠程連鎖控制。當壓力檢測裝置B檢測到氮氣放空管內氮氣壓力高于設定值時，控制系統控制緊急切斷閥打開，氮氣通過氮氣排放裝置對外放空；當壓力檢測裝置B檢測到氮氣放空管內氮氣壓力低于設定值時，控制系統控制緊急切斷閥關閉，防止潮濕空氣進入。
[0013]通過設置壓力檢測裝置B、氮氣放空管和緊急切斷閥，實現了對液氮循環管路的壓力控制，避免了高壓工況的產生，安全穩定，且同樣采用控制系統進行調控節省人工。
[0014]所述的BOG冷凝回收器的外部套裝有保冷箱，保冷箱內位于BOG冷凝回收器與保冷箱的內壁之間填充有絕熱保冷材料。
[0015]通過設置保冷箱及絕熱保冷材料，避免了冷量的損耗，節省能耗。
[0016]優選的，所述的絕熱保冷材料為珠光砂。
[0017]優選的，所述的BOG冷凝回收器為板翅式換熱器。
[0018]優選的，所述的保冷箱內還設置有氮氣保護管線，防止潮濕空氣進入保冷箱而影響到保冷效果，氮氣放空管通過支管連接氮氣保護管線，支管上設置有控制閥。保冷箱上部設置有排空閥、絕熱保冷材料注入口及檢修人孔。
[0019]BOG冷凝回收器的冷源通道出口與熱源通道入口之間還連接有預冷夾套，所述的預冷夾套具有管形的內管層和套設于內管層外側的夾套層，內管層和夾套層均為密閉腔體，內管層和夾套層的兩端均設置有連通各自內部腔體的接口，冷凝回收器的冷源通道出口連接夾套層的接口 A，夾套層的另一接口 B連接氮氣放空管，內管層的接口 A連接熱源通道入口，內管層的另一接口 B連接BOG引出管，夾套層的接口 A與內管層的接口 A位于預冷夾套的同一端，從而利用排放的氮氣對熱源BOG進行預冷卻，熱源BOG氣體走內管層，冷源氮氣走夾套層，逆流預換熱。通過設置預冷夾套，增大了液氮與BOG的換熱面積，提高了冷凝效率。
[0020]采用上述一種用于充車系統的BOG冷凝回收系統回收BOG的方法，將槽車內的BOG引入BOG冷凝回收器，并由引入BOG冷凝回收器的液氮對引入的BOG進行冷卻，BOG冷卻為LNG后返回至LNG儲觸。
[0021 ] 還包括采用對BOG冷凝回收器內BOG進行冷卻后的液氮繼續對從槽車內引出的BOG進行預冷的步驟。
[0022]還包括將槽車內的BOG引入LNG儲罐維持LNG儲罐內氣相壓力在設定壓力范圍值內的步驟。
[0023]進一步的，在槽車充液前，通過控制系統打開控制閥和調節閥，槽車內產生的BOG氣體進入BOG冷凝回收器，同時液氮儲罐中的液氮流入BOG冷凝回收器，對進入BOG冷凝回收器的BOG進氣冷卻，當溫度檢測裝置檢測到BOG冷凝回收器的熱源通道出口流出的LNG液體溫度高于預設值時，控制系統控制調節閥開度變大；當溫度檢測裝置檢測到BOG冷凝回收器的熱源通道出口流出的LNG液體溫度低于預設值時，控制系統控制調節閥開度變小。
[0024]進一步的，當壓力檢測裝置A檢測到LNG儲罐內的氣相壓力低于預設最低值時，控制系統控制打開控制閥；當從而當壓力檢測裝置A檢測到LNG儲罐內的氣相壓力高于預設最高值時，控制系統控制關閉控制閥，從而自動維持LNG儲罐內氣相的壓力在設定范圍內。
[0025]進一步的，當壓力檢測裝置B檢測到氮氣放空管內氮氣壓力高于設定值時，控制系統控制緊急切斷閥打開，氮氣通過氮氣排放裝置對外放空；當壓力檢測裝置B檢測到氮氣放空管內氮氣壓力低于設定值時，控制系統控制緊急切斷閥關閉，防止潮濕空氣進入。
[0026]綜上，本發明的有益效果是:
1、使液氮和從槽車中導出的BOG在BOG回收冷凝器中完成熱交換，使槽車的壓力降低，一次性投入成本降低，使槽車中的BOG氣體實現了零排放，既節約了能源，也避免了對環境的污染。
[0027]2、在槽車充液前，因槽車內BOG壓力較高，從而BOG自動經BOG引出管進入BOG冷凝回收器進行冷凝，故冷凝過程為自動進行，無需額外設置動力設備，節省能耗。
[0028]3、采用控制系統實現了冷凝回收系統的自動調控，運行穩定可靠，節省人工。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發明的結構示意圖。
[0030]附圖中標記及相應的零部件名稱:
1- LNG儲罐，2- BOG冷凝回收器，3-液氮儲罐，4-槽車，5- BOG引出管，6-溫度檢測裝置，7-切斷閥，8-調節閥，9- BOG引入支管，10-控制閥，11-壓力檢測裝置A，12-壓力檢測裝置B，13-緊急切斷閥，14-保冷箱。
【具體實施方式】
[0031]下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步地的詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。
[0032]實施例:
如圖1所示，一種用于充車系統的BOG冷凝回收系統，包括LNG儲罐1、BOG冷凝回收器2、液氮儲罐3和多個槽車4，每個槽車4的頂部設置有BOG引出支管，所述BOG引出支管均連接BOG引出管5的一端，BOG引出管5的另一端連接BOG冷凝回收器2的熱源通道進口，BOG冷凝回收器2的熱源通道出口通過管路連接LNG儲罐1，即BOG經液氮冷卻以后變為LNG返回到LNG儲罐I，BOG冷凝回收器2的冷源通道進口通過管路連接液氮儲罐3的排液管，BOG冷凝回收器2的冷源通道出口連接氮氣放空管，氮氣放空管連接液氮儲罐3的氣相空間。
[0033]將液氮和從槽車4中導出的BOG在BOG回收冷凝器中完成熱交換，使槽車4的壓力降低，一次性投入成本降低，使槽車4中的BOG氣體實現了零排放，既節約了能源，也避免了對環境的污染。
[0034]在槽車4充液前，因槽車4內BOG的壓力較高，BOG將通過槽車4B0G引出管5進入BOG冷凝回收器2進行冷凝，故冷凝過程為自動進行，無需額外設置動力設備，節省能耗。
[0035]還包括控制系統，所述的連接BOG冷凝回收器2的熱源通道出口和LNG儲罐I的管路