1 常用的加氣站BOG回收方法
①管網(wǎng)回收
將LNG加氣站內(nèi)多余的BOG氣體經(jīng)BOG加熱器加熱，再經(jīng)調(diào)壓、計(jì)量、加臭等工序后送入城市燃?xì)夤芫W(wǎng)。
建設(shè)費(fèi)用：需要在LNG加氣站基礎(chǔ)上增加一套加熱、調(diào)壓、計(jì)量、加臭設(shè)備及配套管道，根據(jù)BOG回收量不同建設(shè)費(fèi)用有所不同。在一座普通的一級(jí)LNG加氣站基礎(chǔ)上增設(shè)一套BOG管網(wǎng)回收系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用應(yīng)在10×104元左右。
運(yùn)行費(fèi)用：主要運(yùn)行費(fèi)用源自L(fǎng)NG與城市燃?xì)獾膬r(jià)格差，LNG價(jià)格遠(yuǎn)高于民用燃?xì)鈨r(jià)格(LNG氣化后的天然氣銷(xiāo)售價(jià)格約為5元／m3，管網(wǎng)氣價(jià)格約為2元／m3)�；厥粘杀九c回收量成正比(價(jià)格倒掛)。
缺點(diǎn)：a．加氣站旁必須有城市燃?xì)夤芫W(wǎng)；b．城市燃?xì)夤芫W(wǎng)允許在此處開(kāi)口，并允許加氣站向管網(wǎng)供氣。這兩個(gè)條件絕大部分加氣站并不具備。
②站內(nèi)消耗
將LNG加氣站內(nèi)多余的BOG氣體經(jīng)BOG加熱器加熱、調(diào)壓，再根據(jù)需要考慮是否計(jì)量、加臭，然后在加氣站內(nèi)自行使用，如用于發(fā)電、鍋爐、生活用氣等。
建設(shè)費(fèi)用：需要增加一套加熱、調(diào)壓設(shè)備和配套管道以及根據(jù)實(shí)際需求考慮是否安裝計(jì)量、加臭設(shè)備。在一座普通的一級(jí)LNG加氣站基礎(chǔ)上(不考慮用氣設(shè)備)增設(shè)一套BOG回收系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用為(2～10)×104元。
運(yùn)行費(fèi)用：主要運(yùn)行費(fèi)用還是源自L(fǎng)NG與城市燃?xì)獾膬r(jià)格差�；厥粘杀九c同收量成正比。
缺點(diǎn)：加氣站內(nèi)自用氣規(guī)律性差，如冬季與夏季用氣量相差非常大；各個(gè)站點(diǎn)由于實(shí)際情況不同，用氣量相差也很大。因此，會(huì)造成站內(nèi)產(chǎn)生的BOG量與站內(nèi)的用氣量很難匹配。當(dāng)BOG供大于需時(shí)，
需要部分排放；當(dāng)BOG不足時(shí)，需要?dú)饣糠諰NG來(lái)使用。
③L-CNG加氣站壓縮機(jī)回收
將L-CNG加氣站內(nèi)多余的BOG氣體經(jīng)加熱器加熱后儲(chǔ)存于緩沖罐內(nèi)，到一定量后經(jīng)調(diào)壓器調(diào)壓，進(jìn)入天然氣壓縮機(jī)壓縮后送入站內(nèi)CNG儲(chǔ)氣系統(tǒng)成為CNG氣體，作為CNG銷(xiāo)售。
建設(shè)費(fèi)用：需要增加一套BOG加熱器、天然氣緩沖罐、調(diào)壓器、CNG壓縮機(jī)及配套管道。由于天然氣緩沖罐及CNG壓縮機(jī)造價(jià)較高，在一座普通的一級(jí)LNG加氣站基礎(chǔ)上增建一套BOG回收系統(tǒng)的成
本至少應(yīng)當(dāng)在30×104元。
運(yùn)行費(fèi)用：主要是CNG壓縮機(jī)電費(fèi)及后期設(shè)備維護(hù)維修成本。
缺點(diǎn)：必須是L-CNG加氣站，不能是單純的LNG加氣站，不然無(wú)法儲(chǔ)存和銷(xiāo)售CNG；前期投入費(fèi)用很高；后期電費(fèi)、設(shè)備維護(hù)維修費(fèi)也較高。
2 加氣站內(nèi)BOG排放量計(jì)算
正常情況下LNG或L-CNG加氣站卸完車(chē)時(shí)儲(chǔ)罐內(nèi)LNG溫度及壓力達(dá)到最低值，以后LNG溫度及壓力隨時(shí)間推移不斷升高，直到下次卸車(chē)。如果在下次卸車(chē)前儲(chǔ)罐壓力已經(jīng)超過(guò)最大工作壓力就必須對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行排氣。在有些加氣車(chē)輛較少的加氣站常會(huì)進(jìn)行多次排氣操作才能堅(jiān)持到下次卸車(chē)。由于沒(méi)有計(jì)量措施，絕大多數(shù)單位并不知道到底排掉了多少天然氣。筆者將結(jié)合實(shí)例，對(duì)BOG排放量進(jìn)行計(jì)算(由于各地LNG組成有所不同，數(shù)據(jù)會(huì)有一定差異)。
假設(shè)一座LNG加氣站內(nèi)有一臺(tái)LNG儲(chǔ)罐，容積V=60m3，罐內(nèi)還剩余LNG液體質(zhì)量m=5000kg，此時(shí)LNG儲(chǔ)罐壓力p1=1.14MPa，此壓力相應(yīng)的LNG飽和溫度t1=-119℃，此狀態(tài)下LNG液體的密度應(yīng)為r=350kg／m3，相應(yīng)的LNG液體體積應(yīng)為V1=14.3m3。若我們此時(shí)通過(guò)對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行排氣將其壓力降低至目標(biāo)值p2=0.418MPa，則壓力降至p2時(shí)LNG液體的溫度將降為p2壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度t2=-137℃。溫度從t1到t2間LNG液體平均比熱容c≈3.94kJ／(kg·K)，則將5000kgLNG液體溫度從t1降至t2需要帶走的熱量Q的計(jì)算公式為：
Q=cm(t1-t2) (1)
由式(1)可得：Q≈355MJ
t1、p1狀態(tài)和t2、p2狀態(tài)下的LNG氣化潛熱分別為397、583kJ／kg，LNG是從t1、p1狀態(tài)漸變?yōu)閠2、p2狀態(tài)，因此LNG氣化潛熱r取其中間值490kJ／kg進(jìn)行計(jì)算。故將5000kg LNG溫度降低至t2需要?dú)饣腖NG量mBOG(即需要排放的BOG量)計(jì)算公式為：
mBOG=Q/r (2)
由式(2)可得mBOG=724kg
天然氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度按0.717kg／m³計(jì)算，則折合天然氣約1010m³。如果按照LNG銷(xiāo)售價(jià)格為7元／kg計(jì)算，則此次降壓需要?dú)饣欧诺腖NG總價(jià)值為5068元。
BOG排放量包含LNG氣化排放的BOG量及氣相空間的BOG因壓力下降導(dǎo)致的排放量。
3 使用液氮對(duì)BOG液化、對(duì)LNG降溫計(jì)算
使用液氮對(duì)LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的氣體進(jìn)行液化，同時(shí)對(duì)LNG液體進(jìn)行降溫，使儲(chǔ)罐內(nèi)壓力、溫度降至p2、t2。
①對(duì)LNG液體進(jìn)行降溫
液氮?dú)饣瘽摕醨2=198kJ／kg，將5000kgLNG溫度從t1降至t2需要?dú)饣囊旱縨2(即吸收355MJ熱量所需要的液氮量)計(jì)算公式為：
m2=Q/r2 (3)
由公式(3)得m2=1793kg
氮?dú)鈽?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度取1.160kg／m3，則折合成體積約為1546m3。
②對(duì)LNG儲(chǔ)罐內(nèi)氣體進(jìn)行液化
計(jì)算可知t1、p1狀態(tài)下儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間容積為45.7m3。根據(jù)氣體狀態(tài)方程，將p1、p2狀態(tài)下儲(chǔ)罐中的氣相體積均換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積，兩者之差即為需要液化的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體體積。天然氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度按0.717kg／m3計(jì)，則儲(chǔ)罐壓力從p1降至p2需要液化的氣體約為373kg。LNG氣化潛熱仍取中間值490kJ／kg，則373kg氣體液化需要帶走的熱量為183MJ，液化此部分氣體需要的液氮量為924kg。
③總液氮量
以上2項(xiàng)液氮量之和為2717kg。如果液氮到場(chǎng)價(jià)格為1元／kg，則需要的液氮總費(fèi)用為2717元�？梢�(jiàn)使用液氮回收LNG的成本約為回收的LNG價(jià)值的53.6％。
4 使用液氮回收加氣站內(nèi)BOG的方法
由于液氮在常壓下沸點(diǎn)約為-196℃，而LNG在常壓下沸點(diǎn)約為-162℃，液氮沸點(diǎn)溫度遠(yuǎn)低于LNG沸點(diǎn)溫度，故可利用液氮的冷能對(duì)BOG重新液化。
LNG儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)制造時(shí)在罐內(nèi)設(shè)一套換熱盤(pán)管或列管，其有獨(dú)立的入口和出口。當(dāng)需要進(jìn)行BOG回收時(shí)，從換熱盤(pán)管入口持續(xù)注入液氮，從出口直接放空。液氮通過(guò)盤(pán)管時(shí)在盤(pán)管內(nèi)吸熱氣化，吸收儲(chǔ)罐內(nèi)氣相和液相LNG的熱量后使天然氣液化、LNG液體溫度降低，當(dāng)儲(chǔ)罐壓力達(dá)到預(yù)期時(shí)停止注入液氮。用于注入液氮的設(shè)備根據(jù)各地實(shí)際情況可以是小型液氮儲(chǔ)罐，也可以是液氮槽車(chē)直接注入。工藝流程見(jiàn)圖1。
建設(shè)費(fèi)用：LNG儲(chǔ)罐需要少量增加成本，根據(jù)實(shí)際情況考慮是否增加一臺(tái)小型液氮儲(chǔ)罐(無(wú)液氮儲(chǔ)罐時(shí)可直接使用液氮槽車(chē)對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)換熱盤(pán)管進(jìn)液)。對(duì)于容積為60m3的LNG儲(chǔ)罐，僅增加換熱盤(pán)管，增加的建設(shè)費(fèi)用為2×104元；如果再增加一臺(tái)液氮儲(chǔ)罐(一般為5m3)，則增加盤(pán)管和液氮儲(chǔ)罐的總建設(shè)費(fèi)用為10×104元。因此，一般建設(shè)費(fèi)用為(2～10)×104元。
運(yùn)行成本：主要為消耗液氮的成本。
缺點(diǎn)：加氣站周邊地區(qū)應(yīng)能較容易買(mǎi)到液氮。
液氮回收加氣站BOG的意義：減少溫室氣體排放，改善環(huán)境；節(jié)約能源，具有一定經(jīng)濟(jì)效益；氮?dú)馀欧泡^天然氣排放更安全，無(wú)毒，無(wú)燃燒爆炸危險(xiǎn)；無(wú)電氣設(shè)備，無(wú)電火花引發(fā)危險(xiǎn)；建設(shè)成本低，維護(hù)維修成本低，液氮成本不高、容易購(gòu)買(mǎi)，LNG和L-CNG站均適用，易于實(shí)現(xiàn)，可行性高，適合在國(guó)內(nèi)廣泛推廣。
LNG加氣站BOG回收方式對(duì)比見(jiàn)表1。
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