隨著人們對于能源發展的重視程度以及關注度越來越高，確保當下的生態環境成為了當前能源發展的重點。液化天然氣相比于傳統燃料的優點是清潔程度高、應用效率高以及運輸更方便等。但在天然氣生產、運輸和儲存過程中，由于天然氣在LNG罐區內部不斷加熱逐漸產生蒸汽，而這一氣體不斷在封閉空間中聚集，在打開LNG儲罐后，釋放的蒸汽氣體會通過安全閥釋放到空氣中，造成了極為嚴重的環境和空氣污染。因此，合理回收 BOG 已成為 LNG 儲罐項目的優先事項。

 

1 LNG罐區的零部件及工作流程

       LNG罐取作為儲存液化天然氣的主要罐區，儲罐計量系統在LNG罐區工作過程中十分重要.而LNG罐區內部的各個儀表的功能以及使用方法各不相同，通常情況下，LNG罐區的罐頂會對應的安裝一臺雷達液位計、平均溫度計和一臺溫度密度計等等。此外，在LNG罐區的內部控制室內還配備有交換機以及監測計算機等等，為液化天然氣儲存提供智能監控手段及方法。每一臺的儀表具有不同的原理結構以及功能，通常來講，罐內多點能夠實現罐料溫度分布，而罐底表面和吊頂表面以及內罐外部可以實現冷卻監視。此外，吊頂上和吊頂下分別可以實現性能評價熱平衡以及 BOG 溫度。選擇吊頂吊桿可以監視正常操作和保溫性能。罐內的環形空間底部可以實現內罐的泄露檢測，而熱腳保護墻可以實現泄露檢測以及冷卻監視。通過伺服可以實現液位測量以及高低報警，而雷達的作用則是可以實現液位高報[1]。

 

1.1 雷達液位計

       雷達液位計是LNG罐區內主要的零部件之一。通過運用雷達波的反射定位原理，如圖1所示，從而準確獲得液化天然氣的液位計量。通過探測以及發出電磁波，能夠實現在反射后更準確的獲得當前液化天然氣的位置。

 

1.2 十六點平均溫度計

       在LNG罐區內部，十六點溫度計也是常見的一個工作零部件之一。十六點平均溫度計由信號模塊轉化為感溫元件，通過感溫能夠更好的監測LNG罐區內的相應溫度。它的優勢在于測量范圍比較廣，準確度較高，同時能夠更好的將溫度的變化進行及時的采集和傳達，實現將溫度測量轉化為信號測量。

 

1.3 液位溫度密度計

液位溫度密度計是檢測LNG罐區內的液化天然氣位置以及當前的情況。通過液位溫度密度計中的內部傳感零件，能夠更好的在LNG罐區內將控制傳感探頭進行平均的懸浮移動。在測量溫度的過程中，需要通過液位溫度計內部的信號傳感進行不斷的輸出，同時將接收的信號發送到終端計算機中，從而更好地實現對液化天然氣內部的情況進行了解。

 

1.4 伺服液位計

       在LNG罐區的內部都會配備一個伺服液位計表，通過伺服液位計能夠更好地結合LNG罐區內部的精密裝置，如圖2所示實現在浮力平衡的原理下，將傳感器感應到伺服電機的轉動水平，從而提高LNG罐區內部的監測準確度，實現對LNG罐區的內部液化天然氣的液位進行密集的監測。而在運用伺服液位計的過程中，以其高精度和高靈敏性的特點能夠縮小以及精確液位的位置變化，在生產中具有較廣的實際應用[2]。

1.5 罐旁顯示儀

       在LNG罐區內，罐旁顯示儀是罐區的一個重要的零部件。在罐旁顯示儀中，能夠更好的將當前的液位變化通過發送計算機顯示當前工作狀態，而工作人員也能通過罐旁顯示儀中的數據等信息實現對LNG罐區內的可視化操作，掌握LNG罐區內部的各種情況，同時針對液位的數據進行分析和整合，并針對結果進行補償和反饋。LNG罐區的罐旁顯示儀是LNG罐區內部的工作核心，通過罐旁顯示儀能夠更好的精確液位，同時對液位進行合理的控制，增強了LNG罐區系統的精確性和可靠性，防止在運行過程中出現不可預估的問題。

 

2 LNG儲氣調峰站BOG產生原因

       在分析LNG儲氣調峰站出現BOG原因的過程中，首先需要對LNG儲氣調峰站的工藝和設備進行表明。

       1） 儲油罐蒸發：液化天然氣通常在低溫的大氣壓力下儲存，由于吸收了外部熱量，儲油罐內部液體在連續蒸發下會產生大量的 BOG。而 BOG 的含量通常為儲油罐中總蒸汽的0.05%。 

       2） 管道中的熱泄漏：由于在安全閥開啟后溫度逐漸分散，管道中的熱泄漏無法完全避免，因此，需要對管道漏熱的問題進行注意。此外，由于管道長時間處于熱量較高的狀態，管道會出現被腐蝕和逐漸老化的情況，導致LNG罐內保冷效果越來越差，進而出現了較多的 BOG。同時，由于 LNG 罐內的環境溫度與外部溫度相差很大，因此，輸油管與外部接觸過程中產生較大的熱量，同時交換產生大量的BOG，這些BOG會極大的影響空氣環境[4]。 

       3） 用于加熱和工作的水下液體泵：LNG潛液泵通常安裝在儲油罐中，水下泵裝置完全浸入 LNG 液體，此時，發動機軸心的功率可被視為完全轉化為熱能，轉換的熱能可以根據LNG號水下泵的流量、泵的有效性以及射程等參數以及實際使用條件來計算轉化的熱能。

       4） 油罐車裝卸：在油罐車裝載期間，油罐車內部的整體壓力較低，通常在裝卸過程中會產生BOG。而產生的 BOG 數量可根據油罐車的作業壓力、負荷率以及氣體密度等進行計算。

       5） 其他方面：在LNG罐內進行天然氣運輸過程中，天然氣的體積在運輸過程中由于大氣環境壓力的不便變化會造成 BOG 數量通常很小，幾乎達到可以忽略不計。

 

3 、LNG儲氣調峰站BOG常用處理工藝

       在處理 BOG 過程中，常用的處理工藝有很多。而在實際處理過程中，由于處理加工技術、設備差異以及裝卸的操作等不同導致 BOG 的分散原因也不同。在 LNG 天然氣儲存站運行期間，應當對 BOG 的生產和損耗采取科學合理的治理措施，對天然氣運輸過程中產生的 BOG 進行再循環處理，并實現從根本上降低生產成本。

3.1 再液化工藝

       再液化工藝是通過BOG壓縮機將BOG發送到BOG壓縮機中，通過增加壓縮機內的壓力以及通過制冷劑將冷卻器內的蒸汽進行制冷，從而形成LNG。在冷凝的過程中，通過液化工藝能夠將液化天然氣中的烴類混合物進行冷凝處理，并開展相應的冷凝工藝、節流工藝以及蒸發工藝等等步驟。在液化工藝流程開展的過程中，天然氣液化流程需要多個子流程完成，其中首先需要將天液化天然氣進行壓縮處理，在高壓下將天然氣進行液化分離，同時將分離后的液相經過相應的冷凝轉換器進行冷處理，確保在節流降溫過程中能夠順利的混合冷凝攪拌，更好地實現在液化工藝。而此外，液化分離器所分離出的天然氣也需要進行相應的冷處理，并將冷處理后的天然氣通向氣液分離器中，為換熱器提供所需的冷量。此外，在天然氣分離的過程中，運用液化工藝能夠將主換熱器所分離的器械進行再液化，在冷處理和節流操降溫操作之后，zui后將天然氣通道冷換熱器中，并實現在并形成相應的制冷操作。

 

3.2 直接壓縮工藝

       直接壓縮工藝這一工藝過程是在壓縮、測量和加臭之后，將 BOG 輸入高壓氣體管道內部實現直接向用戶供應氣體。考慮到在直接壓縮工藝中 BOG 壓縮消耗了大量壓縮功，因此，直接壓縮工藝這一過程適用于外部管道有一個壓縮裝置，且低壓 （通常為2~3兆帕） 或 BOG 的生產量很小，而 LNG 的外部運輸量不穩定的情況[3]。

3.3 工藝對比

       BOG液化過程需要很多設備，如電容器、緩沖罐和氣化器等。雖然液化過程較為復雜，但能源消耗較低，因此可以充分利用液化冷凝這一工藝流程進行BOG 處理，從而zui大限度地減少液化所需的壓力消耗。在液化工藝中，要求在調峰站對 BOG 進行連續氣化，但在此工藝中需要使用高壓壓縮機對氣體進行二次壓縮，雖然使壓縮能力大幅度提高，但出現了能源消耗增加，對氣體的處理量減少。因此，當壓縮機的壓縮量低于BOG 的數量時，過量的BOG 只能運到燃燒的火炬中進行放散燃燒。

 

4 BOG再液化工藝實例應用

       在進行 LNG 儲氣的 BOG 再液化工藝時，應考慮到該工藝的參數是否符合實際工藝流程開展，例如氣體的輸出壓力、zui低限度的外部流量等，以便實現科學的液化BOG。

4.1 LNG罐區的監測系統

       在實際的生產過程中，LNG罐區內部的液化天然氣成分為許多成分組成的混合物，因此針對該混合物運用LNG罐區的監測系統對此進行實時監測和觀察，防止 LNG 罐區內的參數條件發生變化。而 LNG 罐區的內部混合物在不斷產生化學反應的情況下，會出現不同的參數變化，因此，通過 LNG 罐區內的監測系統，能夠對LNG系罐區內部的物質參數進行監測和實施反饋。當 LNG 罐區發生分層現象后，LNG 罐區監測系統就會收集到該數據，并將該數據進行綜合分析。當LNG罐區內產生熱量時，罐區內部會產生翻滾的現象，可以有效地解決內部物質分層的問題，從而達到LNG罐區的正常液位。

4.2 LNG儲氣調峰站BOG再液化工藝原理

         LNG 儲氣調峰站 BOG 再液化工藝的基礎是從LNG 儲氣站外部供應氣體期間，通過 LNG 罐對 BOG進行冷凝和液化。LNG 儲氣調峰站 BOG 再液化工藝主要包括從 LNG 儲氣站工藝中回收和液化 BOG 氣體兩個步驟。首先，需要進行測量和運輸LNG氣體，zui后運用 LNG 泵在一定程度上從儲油罐排出 BOG 并進行冷凝，確保持續向LNG加壓[4]。 與BOG直接壓縮工藝相比，LNG儲氣調峰站BOG再液化這一工藝是指在氣體調峰站的氣體排出過程中由LNG本身生成的BOG，并進行再液化工藝，而無需使用其他制冷劑。LNG儲氣調峰站BOG再液化這一工藝通常是在LNG內部儲罐熱量發生變化后將LNG輸送到液化器中。LNG儲氣調峰站BOG再液化工藝的優點是操作方便、投資成本低以及低能耗，實現了能夠更好的在大型LNG天然氣儲存站中處理BOG。

4.3 實例應用

         在實際應用的過程中，選取 A LNG 綜合應急儲氣調峰站，同時建造相應的LNG天然氣全器儲藏罐以及相應的氣化液化的設備。日常的天然氣利用為 50萬 m3，而經過相應的液化工藝，能夠實現產量為1000000噸的天然氣。LNG綜合應急儲氣調峰項目中核心氣體為液化天然氣，因此應當對液化天然氣進行綜合處理。在處理過程中，首先需要對液化天然氣進行壓力氣化，實現能夠將該天然氣在處理后形成一種所需要的天然氣來源，以便能夠更好地向各個天然氣站輸送天然氣。此外，考慮到項目中 BOG 產量增加和下游管道壓力過大等因素，山西原平LNG綜合應急儲氣調峰項目采用 BOG 直接液化工藝，該液化工藝主要由 BOG 壓縮機以及 BOG 減震罐組成，工藝如下：從LNG儲罐及裝卸車區來的BOG經過BOG壓縮機增壓后儲存到 BOG 緩沖罐中，通過控制流向電容器的液體流和電容器之間的熱交換增加 BOG 壓力，達到快速實現BOG冷凝液化的目標[5]。 

 

5 結語

         在天然氣的儲存過程中會產生蒸發氣BOG，本文探討了通過在液化工藝實現壓縮BOG，同時降低了作業成本以及降低投資，避免出現污染環境的情況。作者在探討再液化工藝的基礎上，重點研究如何提高BOG再液化工藝在作業中的應用。