BOG压缩机的工作原理及其工作系统简述（实用2篇）

【导言】此例“BOG压缩机的工作原理及其工作系统简述（实用2篇）”的范文资料由阿拉题库网友为您分享整理，以供您学习参考之用，希望这篇资料对您有所帮助，喜欢就复制下载支持吧！

LNG加气站中BOG处理方法浅谈1

摘 要：进入21世纪以来，在经济需求、节能环保、治理雾霾大背景下，随着新能源LNG在汽车行业的快速应用，作为充装LNG场所的加气站也得到了蓬勃发展，在站的运行过程中，会产生不需要的BOG气体，针对产生的BOG会降低经济效益，对大气造成污染，该文对LNG加气站中产生的BOG进行了阐述，重点阐述了BOG的产生原因、BOG的产生量和不同的回收方法。对每种不同的回收方法进行了比较，每种回收方法需要的设备、投资额度、不同的适用条件、需要克服的不利条件等。

关键词：LNG加气站 BOG 回收 功能

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（c）-0128-02

进入21世纪以来，在经济需求、节能环保、治理雾霾大背景下，天然气及其相关行业得到了快速蓬勃发展。数据显示，我国天然气消费量预计2020年需求将达3000亿m3。特别是近几年来，随着柴油、汽油的价格高位运行，液化天然气（简称LNG）作为优势燃料，在长距离运输行业得到了快速发展，2013年底，中国LNG动力车总保有量大约为130，000辆，预计到2020年中国LNG动力车总保有量大约为800，000辆，届时中国LNG动力车对天然气燃料的总需求量也将增长至目前的10倍，从18亿m3提高到180亿m3。针对此需求，LNG加气站如雨后春笋般冒出来，据卓创资讯数据统计，目前截至2014年底中国在运营LNG加气站共有1962座，预计到2015年底将会增长至2600座以上。

1 BOG的产生原因

LNG加气站不同于CNG加气站，供应的产品为低温天然气。由于吸热或压力变化造成LNG的一部分蒸发为气体BOG（boil off gas）。

LNG加气站中，通常将LNG低温绝热地储存在储罐中，运行时经低温绝热的管道转移至潜液泵、加气机等设备中。虽然LNG储罐和运输设备都采用低温绝热结构，但存运设备与外界环境仍不可避免地存在热量交换，加上LNG具有低温性、易蒸发气等特点，在储存运输设备中难免会产生蒸发气体。此外在加气站的运行工艺流程中，特别是LNG卸车和加气过程，系统结构也跟环境存在接触，这也会导致BOG的产生。一般在LNG加气站中，BOG产生的原因可以归结为以下几点：第一，储存运输设备漏热；第二，卸车和加气过程中的空间置换；第三，LNG潜液泵运行时产生热量；第四，其他一些原因，包括环境大气压变化以及卸车时压力闪蒸等。

2 BOG的产生量

由于实际中每个LNG加气站的储罐容积大小和管道长度不同，BOG产生的气体量也不同，为便于比较和计算，我们以常见的加气站为例进行计算，假设以二级LNG加气站为例，站内设置2座60 m3储罐和敷设150 mDN40低温管道，进行BOG蒸发量计算。

LNG储罐日蒸发量计算

该工程选用2台LNG储罐，单罐容积为60 m3，储罐额定日蒸发率为%，每罐用完的周期为2天，为简化计算，按照均匀用气计算，即储罐日蒸发量为145 Nm3。

管道日蒸发量计算

该项目站内低温管道长度为150 m（D45×），考虑低温阀门以及其它设备，站内管道当量长度为260 m（D45×），每平方米管道吸收热量按25W/m2考虑，即日总吸收热量为79354 kJ。

液化天然气气化包括显热和潜热两部分，在饱和状态下，计算主要以潜热为主：

Q总= Q潜=rm

式中：Q总为液化天然气气化吸收总热量（kJ），即79354 kJ

m为天然气质量（kg）；

r为液化天然气气化潜热（kJ/kg），取 kJ/kg

经计算，站内管道系统吸收79354 J热量后，气化216 Nm3/d。

LNG槽车释放量

卸车完毕后，一般LNG槽车内气体压力为，如果将气体进行放空处理，将造成能源浪费以及环境污染，考虑将其回收，当槽车压力降至为 MPa时。每辆LNG槽车可回收天然气162 Nm3。二级站日加气规模为×104 Nm3，每天需1辆LNG槽车到站，即平均每天需回收243 Nm3天然气。

合计每日本站BOG的排放量大约为604 Nm3。

3 BOG的回收方法

为安全运行，此部分BOG气体若不经过措施处理，只能通过放散管放散掉，对于LNG加气站的运行成本无形中就增加很多。针对此问题，我们是否可用以下几种方法把BOG气体进行回收。

进入城市管网

LNG加气站产生的BOG气体通过站内设置气化调压计量装置换热调压后进入城市管网。流程为：LNG加气站产生的BOG气体均回到LNG储罐，通过空温式气化器和电复热器换热成为常温气体后，根据城市管网的压力机制经过调压器调压后进入城市管网。此方法的回收优点是设备投资少，只投资气化调压计量装置，投资额约为4万元。以每日BOG的排放量大约为604 Nm计，每标准立方米的回收价格约是元/Nm3，与直接排放比较，回收收入是1208元。不利条件是此方法要求站外附近有城市管网，站外没有城市管网就没法回收。（见图1）

设置CNG加气功能

在站内设置小型CNG压缩机，将产生的BOG气体气化后加压为CNG，设置CNG加气机或者将CNG外销至CNG加气站。流程为：LNG加气站产生的BOG气体均回到LNG储罐，通过空温式气化器和电复热器换热成为常温气体后，为减少压缩机的频繁启动，设置缓冲罐储存和缓冲，气体经过压缩机压缩后进入CNG加气机或停在站内的CNG拖车。此方法需要设置设备为小型CNG压缩机，投资约为60万元，压缩过程中的运行成本为元/Nm3，外销回收价格约是元/Nm3，以每日BOG的排放量大约为604 Nm计，回收收入是1812元，一年内可回收投资成本。不利条件是当站内设置加气机时，由于CNG车辆行驶路途较短，主要是在城市及周边运输，加气站若距离城市较远，较少的CNG车辆来加气，满足不了BOG放散量的回收。当站内设置的是外销时，需增加CNG拖车提车位，根据《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2012（2014年版）规定，LNG加气站的建站等级发生了变化，增加了建站投资。（见图2）。

BOG再液化

原理：液氮的液化温度为-196 ℃，LNG的液化温度为-162 ℃，在LNG加气站中，采用低温液氮作为载冷介质循环供冷使BOG再液化。

方式：液氮管道在LNG储罐的气相空间内形成液氮盘管，构成液氮冷凝装置。将装载有LNG的槽车和LNG储罐通过进出液管连接，开启LNG储罐内的液氮冷凝装置，液氮储罐中的液氮流经LNG储罐的气相空间，使LNG储罐中的BOG冷凝转化成LNG，直接降落在LNG储罐液相空间，此种方式需要LNG出厂前增加液氮盘管，站内需要设置小型液氮储罐。投资约为30万元左右。成本是消耗液氮成本，回收价格还是LNG价格。缺点是：加气站周边不能够容易买到液氮的，此法处理比较不方便。（见图3）

BOG发电

LNG加气站产生的BOG可经过在站内设置的小型天然气发电机并网发电，这样既可以满足站内用电需要，也能输出电量。需要设置小型发电机，投资约为30万元左右。以上述产生的气量为例，每日可发电1800度左右，站内自用400度电，每度电的回收价格元，可回收收入为420元，2年内可回收投资成本。（见图4）

4 结语

综上所述，不同的BOG回收方式均能降低加气站的运行成本，带来巨大的经济效益，还能减少大气污染，起到节能减排作用。不同的BOG回收方式要因地制宜的选择。随着LNG产业的发展及国家对节能减排的重视，相信各种新技术将会在BOG回收上大有可为。

参考文献

[1] 顾安忠。液化天然气技术[M].北京：机械工业出版社，2003.

[2] 尹。BOG压缩机在LNG接收站的应用[J].压缩机技术，2009，6（218）：35-38.

[3] 刘浩，金国强。LNG接收站BOG气体处理工艺[J].化工设计，2006，16（1）：13-16.

[4] 白改玲，王红，贾明，等。一种储罐中的蒸发气的回收系统和回收方法：中国。[P].2011-07-28.

BOG压缩机的工作原理及其工作系统简述2

摘要文章对液化天然气接收站BOG压缩机的工作原理进行了阐述，对其各个工作系统的工作原理、组成部分以及重要参数和操作要点分别做了介绍。

关键词LNG BOG 压缩机 工作系统

1 BOG压缩机的工作原理

压缩机由电动机通过挠性联轴器驱动，电机转子直接带动压缩机的曲轴旋转，然后由连杆和十字头将曲轴的旋转运动变成活塞的往复直线运动。 本机气缸为双作用，即盖侧和轴侧都有相应的工作腔。以盖侧为例，当活塞由盖侧始点位置向轴侧开始运动时，盖侧容积变大，腔内残留气体膨胀，压力下降，与进气腔内压力产生压力差，当压力差大于吸气阀弹簧力时，吸气阀打开。随着活塞继续向轴侧运动，将气体吸入缸内，活塞到达内止点时吸气完毕。随后活塞又从轴侧位置向盖侧方向返回移动，此时吸气阀关闭，随着活塞的继续移动，缸内容积不断变小，已吸入的气体受到压缩，压力逐步升高。当缸内压力高于排气腔内压力且压力差大于排气阀弹簧力时，排气阀打开，缸内已被压缩的气体开始排出。当活塞返回到外止点（盖侧始点位置）时，排气完毕。 至此完成了一个工作循环。轴侧工作腔的工作原理与此相同，但有180°的相位差（即当气缸轴侧吸气时盖侧排气； 轴侧排气时盖侧吸气）。由于活塞不断地作往复运动，使气缸内交替发生气体的膨胀吸入和压缩排出过程，从而获得连续脉动的压缩气源。

2 工作系统

BOG压缩机的工作系统主要由以下几个部分组成：气路系统、水路系统、循环油系统、填料充氮保护系统、气量调节系统以及仪控保护系统组成，他们是个有机的结合体而不是随意的组合，只有上述各个系统连续、平稳、高效的运行才能保证BOG压缩机连续、平稳、高效的工作。下面分别对每个系统进行叙述。

气路系统

气路系统由各级进、排气缓冲器，中间冷却器，止回阀，各级安全阀和各设备间的联接管路、阀门等构成。气路系统中各设备的作用如下：

进、排气缓冲器用于抑制气流的脉动，以降低气路系统及主机的机械振动。

在出口闸阀前的排气管路中装有止回阀，以防止压缩机停车后，已进入工艺系统的高压气体倒回压缩机，进入压缩机的低压部分而引起低压部分的损坏。安装止回阀时应注意方向，不可装反。

气路系统中设有安全阀，分别布置各级的排气管路上。以防止本段气体超压。安全阀前后的隔断球阀在正常运行时须保证全开。

进气总管及排气总管上设有紧急关断阀和放空阀，由中控室控制，在紧急情况下使用。

水路系统

采用闭式循环方式。由水泵、空-水换热器、水箱、阀门、视镜、仪表及管路等构成一套自循环供排水系统。各支管上的阀门用于调节各冷却点的冷却水量，以维持机组的正常工作温度，视镜和温度计用于运行时观测水流情况。

循环冷却水参数：进出水温度差≥8℃，循环水量：根据压缩机的处理量确定。冷却水进水压力一般为（最好略低于循环油的压力），循环水质为中性，PH值为范围内。

压缩机启动前，应检查供水情况，正常停车后，请逐一关闭各进水阀门。冬季停车（气温低于5℃） 及长期停车时，可先关闭各气缸进水阀门，主机继续运行5min后再停车。停车后，应将压缩机气缸及油冷却器内的存水排尽，以免冻坏设备。

循环油系统

循环油系统由稀油站、轴头泵及阀门、仪表、系统管路等组成。油路系统的流程如下：油（机身内） 粗滤油器油泵增压油冷却器油过滤器进油总管机身进油总管主轴承连杆大头瓦连杆小头瓦十字头销滑道、活塞杆返回机身。

循环油系统中油冷却器、油过滤器、辅助油泵、一次仪表等布置在稀油站上，轴头泵布置在机身前端，机身兼作油池。

机器在运行时须保证机身规定的油面高度。 机身内的油应定期检查，如出现劣化状态时即应更换。

循环油正常工作压力为～，调整压力设定在～ 为宜。正常工作时油温应≤55℃。油冷却后过滤系统采用双套手动切换过滤器，其过滤精度为20μ。当油过滤器前后压差大于时即应转动换向阀，停止工作筒，投入备用筒。同时取出工作筒清洗。

循环油系统内的各管线及元件均须保持清洁，操作者在正常工作时也应注意本系统的工作状况，如有异常，应及时采取措施排除故障，必要时立即停车检查。

该系统中一般设有油压、油温等就地一次仪表，供正常工作时观察用。机组在正常运行时油温控制在35～45℃为宜。

填料充氮保护系统

为增加机组的安全可靠性，本机设置了隔室充氮保护系统。在中体的下部有三根接管，其中二根氮气引入管和一根气缸填料漏气引出管，氮气引入管分别引至气缸填料和中体。在中体上部有二根引出管，至室外高点放空。

引入填料的氮气压力一般为～

。

气量调节系统

气量调节系统是通过顶开吸气阀来控制气缸的一侧或两侧的工作来实现气量的分档调节的。

顶开吸气阀的工作原理如下：在压缩机吸气阀的顶部装有一橡胶膜片的气动伺服机构，即顶开阀部件。顶开阀的上部有一气管路与手动配气阀相连接，当压下配气阀手柄时，净化气源便进入顶开阀，推动膜片动作，将吸气阀的阀片顶开，使吸气阀处于常开状态，于是该侧气缸便不再参与正常工作。由于本机采用的是双作用气缸，所以通过顶开吸气阀可实现0%，50%，100%三档气量的调节。

一般还设有三回一旁路调节，用于稳定进气压力。

本系统所需的气源一般为～的净化空气。

仪控保护系统

为保障机组运行安全可靠，一般要求机组的仪控保护系统对机组的起动条件、运行参数等进行自动监控，当某个参数超出许可范围时发出声光报警，必要时联锁停机。主要监控项目及其参数值如下：一级进气压力、一级排气压力、二级排气压力、三级排气压力、供油总管油压力、循环水供水压力、油过滤器压差、一级进气温度、一级左缸排气温度、一级右缸排气温度、二级进气温度、二级排气温度、三级进气温度、三级排气温度、回流温度、供油总管油温度、压缩机主轴承温度、主电机定子温度、主电机轴承温度以及水箱水位等等。

参考文献

[1] 顾安忠，等。液化天然气技术[M].北京：机械工业出版社

[2] 郝点，等。压缩机手册[M].北京：中国石化出版社

[3] GB50183-2004 石油天然气工程设计防火规范[E]

[4] GB50219-95 水喷雾灭火系统设计规范[E]