CNG和LNG燃气气源的经济性分析

李江张剑辉

摘要：随着时代的发展，天然气已经成为人们生活中的主要能源，而LNG及L-CNG加气站则成为BOG的主要排放场所，由于该气体的温室效应能力较强，因此在实际处理的过程中，如果直接排放到空气中，会存在一定的安全隐患。本文，研究LNG及L-CNG加气站BOG回收技术，其中主要包括LNG及L-CNG加气站BOG气体控制技术、BOG压缩技术、BOG再液化技术三方面内容。

关键词：LNG；L-CNG加气站；BOG气体

前言：在现代化社会的发展过程中，天然气资源得到了广泛的应用。人们在工业生产及生活中对天然气资源的依赖性越来越大，天然气资源已经成为人们生活中必不可少的一部分。随着热控保护系统的成熟发展，热工自动化程度也越来越高，原油管道压力大，热电阻在工作时会产生大量热量，严重影响着测温仪表系统的使用寿命与性能。

1LNG及L-CNG加气站BOG回收技术

1.1LNG及L-CNG加气站BOG气体控制技术

LNG及L-CNG加气站BOG气体控制技术在实施过程中，可以从以下方面，第一，对LNG及L-CNG加气站低温设备、管道优化，例如，在LNG储罐中使用绝热性能较强的高真空多层缠绕，这种绝热方式具备较强的抗热辐射能力，同时绝缘性能较强，进而降低BOG气体出现的概率。在对LNG及L-CNG加气站阀门以及管道优化的过程中，可以在液相阀门中使用真空设计，并对加液机模块展开真空式的绝热处理，在对LNG及L-CNG加气站管路设计时，需要尽量减少管道的使用长度以及转弯数量，使用简单清晰的管道布置方式，避免出现U型弯的情况，同时降低管道设计中阀门的使用数量，这种方式能够大大提升LNG及L-CNG加气站管道的实际运输效率，并对BOG有效控制。第二，对LNG加注过程优化，在实际加液的过程中，需要避免集中加液，同时控制加液的时间，不能长时间的连续使用同一个加液机加液。如果加液机长时间没有进行冷却，则会产生大量的BOG气体，影响LNG及L-CNG加气站的运行安全性。第三，对LNG及L-CNG加气站的卸液过程优化，例如，使用低温液，低温液是压力在0.15MPa以下，温度在-150摄氏度以下的液源。通过实际对比能够发现，低温也能够减少40%左右的BOG数量。

1.2LNG及L-CNG加气站BOG压缩技术

LNG及L-CNG加气站BOG压缩技术在实际应用过程中，能够在对LNG及L-CNG加气站内的气体回收的同时，还能够回收槽车中的剩余气体，车中的气体使用空温式气化器将其温度控制在0摄氏度左右，并使用四级压缩机将其处理成20MPa以上的CNG，并将CNG传输到高压储气瓶中。目前这种LNG及L-CNG加气站BOG处理方式已经较为成熟，在实际应用中的功率通常在0.3kW·h/m3左右。3.3LNG及L-CNG加气站BOG再液化技术在研究LNG及L-CNG加气站BOG再液化技术过程中，需要对其分类研究，例如，针对LNG加气站，可以使用HYSYS软件对BOG再液化技术展开模拟，假设天然气中的组成部分全部为甲烷，如果储罐中的压力为0.8MPa时，则BOG为饱和气体，液化之后的气体也为饱和气体。LNG及L-CNG加气站BOG再液化的方式可以分为液氮冷凝、低温制冷机冷凝、甲烷膨胀循环、氮气膨胀循环以及混合制冷剂液化循环等。其中膨胀制冷循环以混合制冷循环，在实际的过程中涉及的内容较为复杂，同时对操作人员的要求较高，运行成本也较高，因此通常应用在BOG数量为1000m3/d以上的情况中。但是低温制冷机以及液氮冷凝工艺的应用流程较为简单，能够应用在BOG气体数量较小的情况，其中液氮冷凝需要增加液氮处理，因此具有一定的使用风险，对使用场地的要求也较高。

2控制CNG加气站输差的相应措施

2.1降低计量误差

首先，正确安装用于计量输差的检测仪表。在建设CNG加气站的过程当中，必须严格按照相关规定安装计量天然气流量、温度和压力的变送仪表等，尤其在选定工艺配管和压力与温度的检测点时，更要以相关要求为依据确认其尺寸、深度及具体位置。其次，对仪表/售气装置的运行情况与性能参数进行实时监测。要在确保计量的仪表具有较高精度的基础上，根据贸易交接或者内部的相关规定对计量表/售气装置的检定与性能参数进行全面检测。最后，深入分析存在的输差。要以日、旬、月、年作为时间单位定期对CNG加气站存在的输差进行深入分析并编制出相应的报表。按照CNG加气站所具备的主要功能与基本性质，将天然气量的改变和经济效益结合在一起，有效控制进出加气站的天然气量。

2.2控制管容的变化误差

首先，采取有效方式采集加气站内部管容的压力与温度。在计算管容时，由于不同的工作区所对应的管径、长度、温度和压力也会不同，所以必须按照工艺流程当中不同的工作参数进行分段式的计量，才能够更加准确地掌握并计算出加气站内部管的容量。另外，还要以检测仪表的精度与不确定度为基础，结合检测仪表的安装与工艺流程的具体情况，对温度与压力进行采集。最后，按照施工图与现场的基本情况，准确统计出空载状态下的管道容量。对其物理容量进行的统计主要依赖于站内管道容量的计算。在实际分析的过程中，要按照设计的图纸、各类管径、长度、三通、弯管以及变径等因素进行分段式的统计，从而尽量和实际相符。

2.3不断完善计量的方式

首先，按照计量的规范与交接计量的基本要求，有效分析并最终确认计量的实际参数。由于每个专业的人员都会以其自身利益为基础选择参数的计量方式，所以相关人员一定要全面掌握计量的算法并反复进行测算与分析。其次，掌握流量计算仪的算法，并勇于提出问题。现阶段的天然气计量多数使用的是流量计算机，只是将最终结果提供给相关人员，使其无法充分了解其中的过程。因此，计量分析人员就有必要掌握和质疑流量计算机的具体算法，这样才能够更好地发现并及时解决整个CNG加气站存在的输差问题。

3LNG速供装置在燃气输配中的应用分析

在燃气管道施工和安装中，为了提高施工质量，保证广大人们的生命财产安全，需要在燃气管理施工之前设计出科学、合理的施工方案。最近几年，燃气管道问题造成的安全事故呈现上涨趋势，引起安全事故的大部分原因还是施工方案不合理、不科学。这些问题不仅对施工质量造成不利影响，在燃气设备后期使用与管理过程中也造成一定困难。因此必须分析液化天然气设备和工程的安全性，不仅要考虑天然气的易燃易爆性质，还需要考虑到液化天然气的物理性质。如果液化天然气蒸发为气体，气体在氧气作用下很容易形成气体云团，从而引发事故，也就是说液化天然气气化之后的爆炸值为5%～15%。因此，需要将来源和组分不同的液化天然气分别储存，一般来说液化天然气接收站设置的存储灌应该超过2个。如果存储灌体积不符合相应要求，则必须在注入时将液化天然气进行充分混合，保障灌内的液化天然气注入量适中，同时利用仪器进行自动化分析与检测，在特定条件下进行多次分析，对配制好的具有一定浓度的混合气进行检测。

结论：

随着人们对BOG气体回收的关注程度逐渐提升，如何保证LNG及L-CNG加气站BOG气体的回收质量，成为有关人员关注的重点。本文通过研究LNG及L-CNG加气站BOG气体回收技术，能够大大提升气体的回收质量，同时还能够保证LNG及L-CNG加气站运行的安全性。

参考文献：

[1]何伟搪.关于L-CNG、LNG加气站储罐BOG自动排放系统应用的研究[J].城市燃气,2017(11):12-14.

[2]罗开洪,廖江南.L-CNG加气站低温高压管道的弯曲变形分析及补偿方法[J].石油库与加油站,2017,26(05):9-13+54.

[3]赵思越,克红娟,林文胜,徐世龙.基于L-CNG加气站冷能利用的蓄冰槽性能模拟与分析[J].制冷技术,2017,37(04):34-40.