一种液化天然气加气站或气化站系统技术方案

本发明专利技术提供了一种液化天然气加气站或气化站系统，其利用低品位热能和部分电能的热泵作为复热热源，代替利用锅炉或电加热器作为复热器热源的系统。低品位热能(地下水、空气等)潜力无限大，本发明专利技术可提高低品位热能利用率，节约高品位能源(天然气、电能)燃料，减少锅炉温室气体的排放，节省锅炉房基建投资、减小控制防火间距的征地投资，并提高液化天然气加气站或气化站的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液化天然气加气站/气化站内复热器热源采用热泵
，尤其涉及利用低品位热能和部分电能的热泵作为复热热源的液化天然气加气站/气化站系统。
技术介绍
天然气作为清洁能源越来越受到青睐，很多国家都将其列为首选燃料，使得天然气在能源供应中的比例迅速增加。近年来全球LNG的生产和贸易日趋活跃，正在成为世界油气工业新的热点。LNG相对于煤炭、汽油和柴油燃料的排放物比较，LNG的排放物更少。将LNG作为汽车燃料、工商业燃料、民用燃料等，在国内已经得到显著的发展。LNG加气站通过站内工艺设施将LNG槽车外运来的LNG储存在低温储罐内，需要时充装给LNG汽车，或通过加压、气化后给CNG汽车充装CNG，站内产生的液化天然气蒸发气体(BOG)经加热升温后回收利用；LNG储配、气化站通过站内工艺设施将LNG槽车外运来的LNG储存在LNG储罐内，并经气化后供用户使用。为节约能源，LNG加气站/气化站运行过程中产生的BOG气体和液态的天然气通常利用空温式气化加热设施进行升温或气化，但受到环境空气温度、湿度及流通性等因素的影响，特别是在冬季，BOG加热器/LNG气化器出口气体温度较低(通常低于环境温度10℃)，直接输送至下游将导致城市天然气管网中PE管道的脆裂；或者站内自用气设备、单点直供用户窑炉设备不能正常工作，造成事故隐患；而且天然气的计量与温度有一定关系，日积月累会给供气方造成一定经济损失。因此站内需设置复热系统对该部分气体进一步升温至适当的工作温度。目前，LNG加气站/气化站内多采用锅炉或NG电加热器为站内复热系统提供热源，该类型复热器具有供热量大、连续稳定运行等优点，然而天然气、燃油、煤等燃料和电能，都是消耗高品位能源，转化为热能，作为复热系统的热源，存在转化效率的问题。天然气、燃油、煤等燃料还存在废气、废渣的排放，对环境也具有一定的污染。同时场站内建设锅炉房、燃料堆场等设施增加了场站的占地面积，增大了场地平面布局及运输的难度，抬高了项目基建投资。因此，有必要提出新的技术方案，将利用低品位热能地下水、空气等)和部分电能的热泵作为液化天然气加气站/气化站(包括LNG加气站、L-CNG加气站及其合建站；LNG储配站；单点直供LNG气化站)BOG加热器后气体/LNG气化器后气体复热热源的系统，不但可以利用低品位能源，还可以减少温室气体的排放，避免污染环境，同时减少项目设备及场地投资，提高经济效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述技术问题，提供一种利用低品位热能和部分电能的热泵作为复热热源的液化天然气加气站/气化站系统，尤其是可充分利用低品位热能(地下水、空气等)和部分电能的热泵作为液化天然气加气站/气化站(包括LNG加气站、L-CNG加气站及其合建站；LNG储配站；单点直供LNG气化站)BOG加热器后气体/LNG气化器后气体复热热源的系统。该系统包括液化天然气加气站/气化站内的BOG产生系统(最大量为储罐产生BOG)、BOG回收/LNG气化系统、BOG加热器后/LNG气化器后气体复热系统；其中，BOG产生系统包括加气站/气化站内LNG储罐或槽车、卸车增压气化器或储罐增压气化器和工艺管路、阀门；BOG回收/LNG气化系统包括用于BOG升温的BOG加热器、用于使LNG气化的LNG空温式气化器、BOG调压计量橇、调压计量加臭橇；BOG加热器后/LNG气化器后气体复热系统包括依次由管道连接的轴流风扇、蒸发器、压缩机、复热器、膨胀阀；其中LNG储罐或槽车引出一根管道，经由第一阀门连接于卸车增压气化器或储罐增压气化器，卸车增压气化器或储罐增压气化器然后引出管道返回到LNG储罐或槽车；LNG储罐或槽车的LNG引出管道经由第二阀门连接于LNG空温式气化器的进口，LNG空温式气化器的的出口管道分为两个支路，第一支路经由第五阀门连接于调压计量加臭橇的进口端，调压计量加臭橇的出口端连接于用户端，第二支路经由第六阀门进入复热器，出复热器之后进入调压计量加臭橇的进口端；LNG储罐或槽车的BOG引出管道经由第三阀门连接于BOG加热器的进口，BOG加热器的出口管道分为两个支路，第一支路经由第四阀门连接于BOG调压计量橇的进口端，BOG调压计量橇的出口端连接于调压计量加臭橇的进口端，调压计量加臭橇的出口端连接于用户端；第二支路经由第七阀门进入复热器，出复热器之后进入BOG调压计量橇的进口端；轴流风扇连接于蒸发器，蒸发器的工质引出管道连接于压缩机，然后连接于复热器的工质引入口，复热器的工质引出管道连接于膨胀阀，再进一步返回到蒸发器的工质引入口。所述液化天然气加气站/气化站系统选自LNG加气站、L-CNG加气站、LNG加气站与L-CNG加气站的合建站；LNG储配站；单点直供LNG气化站。优选地，BOG加热器后/LNG气化器后气体复热系统进一步包括储液罐，复热器的工质引出管道先后连接于储液罐、膨胀阀，再进一步返回到蒸发器的工质引入口。优选地，复热器中冷却装置为所述复热器内设置的由BOG加热器后和/或LNG气化器后气
体提供冷量的冷却盘管。优选地，蒸发器中吸热装置为所述蒸发器内设置的由轴流风机带动轴流风扇开始运转，室外空气通过蒸发器进行热交换提供热量的换热盘管。BOG回收系统/LNG气化系统，是指设置在所述BOG产生系统下游并且通过天然气管道与所述BOG产生系统连接的、用于回收其产生废弃天然气的BOG回收系统，并将BOG最终送往用户处使用或者最终用于发电，和所述储罐出液口LNG通过LNG气化器产生气体的系统，最终送往用户处使用。BOG加热器/LNG空温式气化器用于将LNG加气/气化站内产生的BOG气体/LNG气化器气化后气体升温至5℃以上。当BOG加热器加后/LNG空温式气化器气化后天然气气体温度低于-5℃时，采用复热器进一步加热。优选的是，BOG加热器/LNG空温式气化器采用空温式翅片型换热器，以降低设备能耗。优选的是，复热器采用热泵加热NG复热器。复热器的启停由PLC实现远程控制，并可以手动启停。BOG加热器后/LNG气化器后气体复热系统是指设置在BOG回收/LNG气化系统上游提供换热热源的热泵系统，由气态天然气管道相连的供热装置，该装置包括依次由管道连接的轴流风扇、蒸发器、压缩机、储液罐、膨胀阀、复热器。通过轴流风扇运转,空气进入蒸发器进行热交换提供热量，压缩机运行转化热量，均向复热器提供热源。优选的是，选用储液罐储蓄热量，使工质温度逐渐升高。所述NG复热器内热量由两部分组成，即由与环境空气交换的热量和压缩机运行产生的热量。所述压缩机工质为具有环保特性的烃类制冷剂、溴化锂溶液、氨水,或天然制冷剂，所述BOG加热器/LNG气化器和复热器之间工质为气态天然气。第一阶段，液化天然气加气/气化站内的BOG/LNG气化系统产生的BOG气体，通过BOG加热器/LNG空温式气化器升温至0～5℃,输送至用户或者城市天然气管网。第二阶段，当BOG加热器出口/LNG空温式气化器出口天然气温度低于-5℃时，采用复热器进一步加热至0～5℃，再输送至用户或者城市天然气管网。复热器的热源由热泵系统提供，接通电源后，轴流风扇开始运转，空气通过蒸发器进行热交换，温度降低后的空气被风扇排出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用低品位热能和部分电能的热泵作为复热热源的液化天然气加气站/气化站系统，其特征在于，其包括液化天然气加气站/气化站内的BOG产生系统(100)、BOG回收/LNG气化系统(200)、BOG加热器后/LNG气化器后气体复热系统(300)；其中，BOG产生系统包括加气站/气化站内LNG储罐或槽车(101)、卸车增压气化器或储罐增压气化器(102)和工艺管路；BOG回收/LNG气化系统包括用于BOG升温的BOG加热器(201)、用于使LNG气化的LNG空温式气化器(202)、BOG调压计量橇(203)、调压计量加臭橇(204)；BOG加热器后/LNG气化器后气体复热系统包括依次由管道连接的轴流风扇(301)、蒸发器(302)、压缩机(303)、复热器(304)、膨胀阀(306)；其中LNG储罐或槽车(101)引出一根管道，经由第一阀门(V1)连接于卸车增压气化器或储罐增压气化器(102)，卸车增压气化器或储罐增压气化器(102)然后引出管道返回到LNG储罐或槽车(101)；LNG储罐或槽车(101)的LNG引出管道经由第二阀门(V2)连接于LNG空温式气化器(202)的进口，LNG空温式气化器(202)的出口管道分为两个支路：第一支路经由第五阀门(V5)连接于调压计量加臭橇(204)的进口端，调压计量加臭橇(204)的出口端连接于用户端，第二支路经由第六阀门(V6)进入复热器(304)，出复热器之后进入调压计量加臭橇(204)的进口端；LNG储罐或槽车(101)的BOG引出管道经由第三阀门(V3)连接于BOG加热器(201)的进口，BOG加热器(201)的出口管道分为两个支路，第一支路经由第四阀门(V4)连接于BOG调压计量橇(203)的进口端，BOG调压计量橇(203)的出口端连接于调压计量加臭橇(204)的进口端，调压计量加臭橇(204)的出口端连接于用户端；第二支路经由第七阀门(V7)进入复热器(304)，出复热器之后进入BOG调压计量橇(203)的进口端；轴流风扇(301)连接于蒸发器(302)，蒸发器的工质引出管道连接于压缩机(303)，然后连接于复热器(304)的工质引入口，复热器的工质引出管道连接于膨胀阀(306)，再进一步返回到蒸发器(302)的工质引入口。...

【技术特征摘要】
1.一种利用低品位热能和部分电能的热泵作为复热热源的液化天然气加气站/气化站系统，其特征在于，其包括液化天然气加气站/气化站内的BOG产生系统(100)、BOG回收/LNG气化系统(200)、BOG加热器后/LNG气化器后气体复热系统(300)；其中，BOG产生系统包括加气站/气化站内LNG储罐或槽车(101)、卸车增压气化器或储罐增压气化器(102)和工艺管路；BOG回收/LNG气化系统包括用于BOG升温的BOG加热器(201)、用于使LNG气化的LNG空温式气化器(202)、BOG调压计量橇(203)、调压计量加臭橇(204)；BOG加热器后/LNG气化器后气体复热系统包括依次由管道连接的轴流风扇(301)、蒸发器(302)、压缩机(303)、复热器(304)、膨胀阀(306)；其中LNG储罐或槽车(101)引出一根管道，经由第一阀门(V1)连接于卸车增压气化器或储罐增压气化器(102)，卸车增压气化器或储罐增压气化器(102)然后引出管道返回到LNG储罐或槽车(101)；LNG储罐或槽车(101)的LNG引出管道经由第二阀门(V2)连接于LNG空温式气化器(202)的进口，LNG空温式气化器(202)的出口管道分为两个支路：第一支路经由第五阀门(V5)连接于调压计量加臭橇(204)的进口端，调压计量加臭橇(204)的出口端连接于用户端，第二支路经由第六阀门(V6)进入复热器(304)，出复热器之后进入调压计量加臭橇(204)的进口端；LNG储罐或槽车(101)的BOG引出管道经由第三阀门(V3)连接于BOG加热器(201)的进口，BOG加热器(201)的出口管道分为两个支路，第一支路经由第四阀门(V4)连接于BOG调压计量橇(203)的进口端，BOG调压计量橇(203)的出口端连接于调压计量加臭橇(204)的进口端，调压计量加臭橇(204)...

【专利技术属性】
技术研发人员：万德民，魏秋云，王克栋，屈傲蕾，曹红楠，王洪宇，王文忠，吕宇，李新奇，韩先友，程刚，郭满文，安姗，张挺，邹道懋，张庆虎，
申请(专利权)人：新地能源工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13