[發明專利]液化天然氣蒸發氣動態回收方法及設備

在審

• 申請號: 201410584597.9
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104315802A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 韓冬;楊洋;楊云;楊尚玉;葉忠志;張定國;蘇健;張寶和;周福誕;籍榮
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;海洋石油工程股份有限公司
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02
• 代理公司: 天津三元專利商標代理有限責任公司 12203
• 代理人: 胡婉明

1.一種液化天然氣蒸發氣動態回收方法，其特征在于：包括以下步驟，

(一)對儲槽內存儲的液化天然氣的蒸發氣的密度、溫度、壓力數據進行監測；

(二)根據監測數據計算預判儲槽內存儲的液化天然氣所需的過冷量；

(三)利用丙烷介質制冷循環后通過熱交換向儲槽內存儲的液化天然氣持續輸入冷量；

(四)達到過冷狀態的液化天然氣經循環回到儲槽內部，儲槽內部液化天然氣整體達到新的過冷狀態平衡，使液化天然氣中已產生的蒸發氣重新溶解于液化天然氣中，在此狀態下蒸發量可實現80％的降低；

(五)當儲槽內存儲的液化天然氣的蒸發氣出現分層跡象時，重新開始(一)至(四)步驟。

2.根據權利要求1所述的液化天然氣蒸發氣動態回收方法，其特征在于，所述(一)中對儲槽內存儲的液化天然氣的蒸發量的密度、溫度、壓力數據進行監測是通過一部安裝在儲槽內壁導軌滑動機構上的傳感器完成，測量周期為30分鐘，測量范圍為儲槽整個液位高度范圍；測量時傳感器將各液位點的密度、溫度、壓力數據進行反饋，由控制系統綜合計算，預判儲槽內所需要輸入的制冷量，同時將此需求以信號形式通過數據線傳遞給控制裝置，再由控制裝置控制制冷裝置進行執行冷量生成，同時控制低溫泵將與制冷量相當量的液化天然氣由儲槽內部抽出送至制冷裝置和換熱器中；

所述(二)中根據監測數據計算預判儲槽內存儲的液化天然氣其所需的過冷量，是根據傳感器傳遞的密度、壓力、溫度信號，由控制系統計算得到當前儲槽內液化天然氣的整體熱力學狀態和焓熵值、并對比在正常操作壓力(18KPa)下的飽和狀態焓熵值，得到需要外部輸入的冷量；

所述(三)中丙烷介質的制冷循環是采用丙烷為介質的雙級制冷循環，每級制冷循環通過由壓縮機、冷凝器、膨脹器以及蒸發器依次串聯后的制冷裝置實現丙烷介質的循環使用，第一級循環實現介質溫度降低至零下60℃，第二級實現介質出口溫度為零下190℃并進入換熱器殼程中與管程中的液化天然氣進行換交熱，使液化天然氣溫度降低至零下175至180℃，過冷量增大至正常操作壓力下飽和狀態的熱力學狀態，該制冷裝置的處理能力為1噸/小時，正常操作壓力為18KPa；

所述(四)中達到過冷狀態的液化天然氣為溫度為零下175±10℃，達到過冷狀態的液化天然氣通過制冷裝置與儲槽間的壓差，回到儲槽內部；

所述(五)中儲槽內存儲的液化天然氣的蒸發氣出現分層跡象是3m內溫差達到10℃，或儲槽內壓力達到20KPa，或3m內密度差達到3％。

3.一種如權利要求1所述的液化天然氣蒸發氣動態回收方法使用的設備，其特征在于，包括液化天然氣儲槽1、低溫泵2、熱交換器3、制冷裝置4、傳感器5以及控制裝置6；

液化天然氣儲槽1內罐內壁垂直方向設有導軌，導軌高度等于儲槽內罐高度；該導軌上設有傳感器5；

該低溫泵2安裝于泵筒內部，該泵筒呈垂直狀固定在儲槽1內側壁，低溫泵2入口位于泵筒底部，泵筒底部距離儲槽底面650±10mm，低溫泵出口位于儲槽1頂端并與熱交換器3入口相連；

該熱交換器3的出口通過管線與設置在儲槽1上部的過冷狀態液化天然氣進口連接，將達到過冷狀態的液化天然氣通過壓力差送回至儲槽1內；熱交換器3入口與外輸管線相連；

該制冷裝置4由壓縮機、冷凝器、膨脹器以及蒸發器依次串聯構成；該壓縮機進口與蒸發器丙烷出口管線相連，壓縮機出口與冷凝器進口連接；該冷凝器出口與膨脹器進口連接；該膨脹器出口與蒸發器進口連接；該蒸發器出口通過制冷丙烷介質循環管線與熱交換器3殼程進口相連；

該低溫泵2、熱交換器3、制冷裝置4以及傳感器5分別與控制裝置連接。

4.根據權利要求3所述的液化天然氣蒸發氣動態回收方法使用的設備，其特征在于，所述儲槽1采用全容式結構，內罐采用304不銹鋼或者9鎳鋼材料制成，內罐外部包裹彈性氈，彈性氈外層包裹珍珠巖保冷材料，該珍珠巖保冷材料外部設置預應力混凝土外墻結構，操作壓力為18至25KPa，導軌設置于內罐內壁上，沿罐高度垂向布置；

所述傳感器5通過電子滑動機構實現在導軌上的垂向移動，該滑動機構為單軌滑塊式機構，傳感器由螺栓固定在滑動機構的滑塊上，滑動機構與控制裝置連接，其滑動頻率預先設定為1小時完成一次全液位高程測量的行程；

所述低溫泵2采用長軸潛液多級離心泵，其不銹鋼泵筒呈垂直狀固定于儲槽1內壁，泵筒頂端固定于儲槽1頂部，泵筒底端延伸至儲槽最低操作液面處，泵筒底部安裝底閥，該底閥控制液化天然氣的進入；低溫泵2出口位于儲槽頂部并通過(12寸)單向閥與外輸管線的一端連接，外輸管線另一端與熱交換器入口相連，將由低溫泵抽出的液態天然氣送至換熱器管程入口；

所述熱交換器3采用管殼式結構，操作壓力為0.6MPa，換熱器管程與殼程采用304不銹鋼制成，管程內為LNG，殼程內為丙烷液體，熱交換器3出口與輸送達到過冷狀態液化天然氣管線的一端連接，該輸送達到過冷狀態液化天然氣管線的另一端與儲槽上部過冷狀態液化天然氣進口通過法蘭連接；

所述控制裝置型號為854ATG。