Bog優(yōu)先利用的lng氣體燃料供氣方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LNG燃料供氣方法及裝置。
【背景技術】
[0002]基于通常認識，油罐內的油液為燃料，油類燃料從油罐的下部抽吸，供應燃油設施。而油罐內油液上方空間內的氣體則不認為是可供引用使用的燃料，往往為了減壓直接夕卜排。
[0003]目前的LNG氣體燃料供氣裝置，比如LNG動力船舶氣體燃料供應采用的是將LNG (液態(tài))經過氣化成氣態(tài)NG的氣化供氣工藝。通過LNG直接氣化的供氣裝置，采用的是LNG儲罐低位出液供氣方式，增加了低位接口數量，管路閥件需要進行日常開啟和關閉操作，連接節(jié)點多，大大增加了泄漏風險；更有甚者，在發(fā)動機和其它燃用天然氣的設施啟動前和啟動初期，沒有足夠的熱水供應氣化器，大量-161.5°C甚至更低的LNG流經溫度本不高的熱交換界面時，容易使氣化器凍結無法工作，導致供氣無法順利實現，動力系統(tǒng)癱船。
[0004]目前防凍液一般采用的是乙二醇，其與水按1:1體積比例混合液的，冰點約在-40°C，由于乙二醇本身的特性，在其比例達56 %時，基本上達到最低冰點約-47°C，然后，提高乙二醇比例，冰點反而升高，這就是說，面對-161.5 °C甚至更低的LNG，熱量得不到及時供應的乙二醇水溶液凍結是必然的，除非犧牲大量空間安裝空溫式氣化器，目前尚無成熟的工藝解決此述問題。
[0005]在發(fā)動機和其它燃用天然氣的設施運行過程中，由于負荷的變化，耗氣量的改變對上游氣體的壓力會有波動，而LNG氣化后體積急劇膨脹，其對供氣系統(tǒng)帶來較大的壓力波動，特別在負荷減小時，甚至會有熱氣回竄至LNG儲罐，導致BOG壓力過大，安全閥開啟放散。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種結構簡單、操作簡便、體積小、可靠性高、安全性好、設備投資和運行成本低、對環(huán)境友好、燃料利用率高的的BOG優(yōu)先利用的LNG氣體燃料供氣裝置。
[0007]本發(fā)明還提供一種操作簡便、對環(huán)境友好、節(jié)能減排的BOG優(yōu)先利用的LNG氣體燃料供氣方法。
[0008]本發(fā)明供氣裝置，包括LNG儲罐，所述LNG儲罐底部的出液口經增壓管與氣化器連接，所述氣化器包括燃料熱交換器和自增壓熱交換器，所述增壓管經氣化器的自增壓熱交換器與LNG儲罐頂部的進氣口連接，所述LNG儲罐頂部的排氣口經供氣管以及燃料熱交換器與燃氣設備連接。
[0009]所述增壓管上設有增壓管根閥和增壓調節(jié)閥；所述供氣管上設有供氣管根閥和供氣緊急切斷閥。
[0010]所述LNG儲罐頂部設上進液口，底部設下進液口，進液管經進液緊急切斷閥分別與上、下進液口連接，所述上進液口與LNG儲罐頂部的噴淋裝置連接。
[0011 ] 一種使用上述供氣裝置的BOG優(yōu)先利用的LNG氣體燃料供氣方法，包括供氣流程和增壓流程:
[0012]供氣流程:LNG儲罐氣相空間內的BOG由LNG儲罐頂部的排氣口引出，經供氣管送入熱交換器的后段換熱管中升溫至工作溫度后送入燃氣設備中使用；
[0013]增壓流程:LNG儲罐液相空間內的LNG由出液口引出，經增壓管送入熱交換器的前段換熱管中，使LNG氣化成NG后經進氣口回送入LNG儲罐的氣相空間中以維持LNG儲罐內的壓力，并同時持續(xù)經排氣口向所述供氣管內供氣。
[0014]還包括有LNG充裝流程:
[0015]LNG經進液管分別由LNG儲罐頂部設上進液口和底部的下進液口通入罐內，由上進液口通入的LNG經LNG儲罐頂部的噴淋裝置向LNG儲罐氣相空間內噴灑。
[0016]針對【背景技術】中存在的問題，發(fā)明人對現有LNG氣體燃料供氣裝置進行了改進，克服了普通技術領域人員的慣常認識，將LNG儲罐氣相空間的氣體作為燃料氣使用，并且將其作為優(yōu)先使用的對象，也就是說，首先將氣化器進行了改進，其由兩個熱交換熱器組分，一個為自增壓熱交換器，一個為燃料熱交換器，通過將LNG儲罐頂部的排氣口經供氣管、氣化器的燃料熱交換器與燃氣設備連接，保證每次供氣時，優(yōu)先引出LNG儲罐氣相空間的BOG ;通過出液口的增壓管依次與氣化器的自增壓熱換交換器以及LNG儲罐頂部的進氣口連接，實現當LNG儲罐壓力下降時，能通過增壓的方式將LNG儲罐內的LNG氣化后回送入LNG儲罐的氣相空間內為LNG儲罐增壓，并形成持續(xù)供氣的狀態(tài)。
[0017]雖然LNG儲罐內BOG (增壓狀態(tài)下持續(xù)供氣時為BOG和NG)為低溫氣體，不能直接引入燃氣設備中，需要利用熱交換器對BOG進行加熱，使之滿足燃氣設備的進氣溫度要求，但對BOG的加熱相對于傳統(tǒng)技術中對LNG氣化并同步加熱所需要消耗的熱能要小得多，因此，當采用本發(fā)明優(yōu)先使用BOG的技術方案用于發(fā)動機和其它燃用天然氣的設施啟動前和啟動初期，對熱能的要求會大大減少，不會存在熱水供應不足導致乙二醇水溶液凍結的問題，從而解決了現有技術中啟運初期熱能供應不足導致氣化器凍結無法工作、供氣無法順利實現，動力系統(tǒng)癱瘓等問題的發(fā)生。另一方面，由于對氣態(tài)的BOG或NG加熱所需熱能少，因而，可對現有常用的熱交換器進行簡單改造即可，利用氣化器的一部分換熱區(qū)域作為燃料熱交換器對BOG進行加熱即可，而另一部分換熱區(qū)域則可對作為自增壓熱交器對LNG進行增壓氣化成NG后回送入LNG儲罐內增壓，而不是直接輸送給燃氣設備使用。由于不需要對LNG直接氣化成燃料溫度狀態(tài)，因此也不需要對這部分LNG加熱溫度過高，從而降低熱能的消耗量。
[0018]并且，本發(fā)明中，由于增壓管經氣化器的自增壓熱交換器與LNG儲罐頂部的進氣口連接，由LNG儲罐引出LNG在經熱交換器氣化后不會直接送入燃氣設備，而是回送至LNG儲罐內，再由LNG儲罐內輸出氣態(tài)的BOG或BOG與NG的混合氣加熱后用于燃氣設備，因此，通過對LNG儲罐內壓力監(jiān)測，可以很好地控制LNG儲罐和供氣系統(tǒng)的壓力，避免熱氣回竄LNG儲罐的問題，大大減少了 LNG儲罐內BOG壓力過大，導致LNG儲罐安全閥開啟放散的問題發(fā)生，真正實現節(jié)能減排，對環(huán)境友好的目的。
[0019]有益效果:
[0020](I)本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)的對LNG直接氣化加熱供氣的方法，而是采用對BOG或BOG與NG的混合氣加熱供氣的工藝方案，控制簡單，可有效避免系統(tǒng)冷態(tài)啟動時繁瑣的操作以及熱交換器介質易冰凍等問題，保證了系統(tǒng)的可靠性和安全性。
[0021](2)供氣時優(yōu)先使用BOG，最大限度地利用BOG，最大限度地為LNG儲罐預留BOG儲存空間，能夠可靠維持供氣系統(tǒng)平穩(wěn)的壓力環(huán)境，最大限度地抑制NG或BOG通過安全放散閥組釋放，有效降低LNG燃料自然損耗，節(jié)約能源，提高燃料經濟性。
[0022](3)本發(fā)明方法簡單，可對現有氣化器進行簡單改造，看似氣化器由兩個熱交換器組成，但實際上并不會增加原有氣化器的換熱管總長，并具有節(jié)能降耗的效果，同時也減少了低位接口、低溫工藝閥件、設備與材料的應用，有利于提高安全可靠性，降低設備投資和運行成本。
[0023](4) LNG充裝流程中采用噴淋裝置進行頂部充裝，保證在充裝作業(yè)結束后，LNG儲罐氣相空間處在較低的壓力狀態(tài)，則可以預留更多的日常BOG儲