一种液化天然气接收站的制作方法

1.本实用新型涉及液化天然气设备技术领域，具体涉及一种液化天然气接收站。


背景技术：

2.液化天然气(liquefied natural gas，英文缩写为lng)接收站主要由卸料管道、液化天然气储罐、液化天然气罐内低压泵、高压外输泵、气化器、蒸发气处理系统等组成，这些设备在运行中都会产生蒸发气，蒸发气有可能引起系统压力超压和不稳定，蒸发气处理系统通常是液化天然气接收站平稳运行的核心系统，未处理的蒸发气只能进入火炬系统燃烧。
3.蒸发气处理方法通常有四种：第一种是将蒸发气经中压或高压压缩机压缩后经外输管道输出去；第二种是将蒸发气与一股过饱和液化天然气在再冷器单元热交换转变成液态后再经高压外输泵单元外输；第三种是使用再液化装置对过多的蒸发气进行再液化，通过深冷成液化天然气返回液化天然气储罐存储；第四种是将蒸发气通入压缩天然气处理单元并装车外运。通常液化天然气接收站会根据自身运行特点或预期，在第二种方法的常规技术的基础上，单独运行或结合其余三种处理工艺中的一种或组合技术方法。
4.但是，现有的解决方案存在着其弊端：第一种方法在处理蒸发气时，需要大量液态天然气外输，但在夜间或下游用户用气需求较低的时段(持续数小时到数日不等)，会因较多的蒸发气无法被处理而只能排入火炬系统燃烧掉；第二种方法同样以下游用户需求为条件，当下游用户用气需求较低时，较多的蒸发气会白白浪费掉；第三种方法的投资和运行费用都是最高的，很少采用；第四种方法的投资和运行费用也较高，同时需要附近有较高的用户需求。综上所述，现行的四种方法要么投资较大、运行成本高，要么是当下游用气需求波动较大或需求总体处于低负荷时，蒸发气浪费较为严重，处理起来不够经济。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种液化天然气接收站，用以解决投资较大、运行成本高，易受液化天然气外输流量波动大影响而不能连续、稳定地处理蒸发气等问题。
6.本实用新型提供的一种液化天然气接收站包括液态天然气管路系统和气态天然气管路系统，所述液态天然气管路系统包括低压泵、再冷凝器、高压外输泵和相变蓄能装置以及三条液化天然气连接管路，三条液化天然气连接管路包括：所述低压泵与所述高压外输泵直接通过管路连通形成第一液化天然气连接管路；所述低压泵与所述再冷凝器之间以及所述再冷凝器与所述高压外输泵之间通过管路连通形成第二液化天然气连接管路；所述低压泵与所述相变蓄能装置之间以及所述相变蓄能装置与所述高压外输泵之间通过管路连通形成第三液化天然气连接管路；所述气态天然气管路系统包括低压压缩机、再冷凝器、相变蓄能装置和蒸发气压缩储存装置以及四条蒸发气连接管路，四条蒸发气连接管路包括：所述低压压缩机与所述再冷凝器之间通过管路连通以及所述第二液化天然气连接管路的再冷凝器与高压外输泵之间连通的管路共同形成第一蒸发气连接管路；所述低压压缩机
与所述相变蓄能装置之间通过管路连通以及所述第三液化天然气连接管路的相变蓄能装置与高压外输泵之间连通的管路共同形成第二蒸发气连接管路；所述低压压缩机与所述蒸发气压缩储存装置之间、所述蒸发气压缩储存装置与所述再冷凝器之间通过管路连通以及所述第二液化天然气连接管路的再冷凝器与高压外输泵之间连通的管路共同形成第三蒸发气连接管路；所述低压压缩机与所述蒸发气压缩储存装置之间、所述蒸发气压缩储存装置与所述相变蓄能装置之间以及所述第三液化天然气连接管路的相变蓄能装置与高压外输泵之间连通的管路共同形成第四蒸发气连接管路。
7.优选地，所述蒸发气压缩储存装置包括中压压缩机、蒸发气球罐和减压阀，所述中压压缩机与所述蒸发气球罐之间、所述蒸发气球罐与所述减压阀之间通过管道连通形成所述蒸发气压缩储存装置，并以所述中压压缩机的进气口作为所述蒸发气压缩储存装置的进气口与所述低压压缩机的出气口连通，以所述减压阀的出气口作为所述蒸发气压缩储存装置的出气口与所述再冷凝器或所述相变蓄能装置通过管道连通。
8.优选地，所述相变蓄能装置包括一密闭容器，所述密闭容器内设置有输液管路和输气管路，所述密闭容器的容器壁上设置有进液口、进气口与出料口，所述输液管路的两端分别与所述进液口和所述出料口相连通，所述输气管路的两端分别与所述进气口与所述出料口相连通，所述密闭容器内的输液管路和输气管路周围填充有凝固剂。
9.优选地，所述进液口设置于所述密闭容器的容器盖上，所述进气口与所述出料口分别设置于所述密闭容器的两侧的容器壁上。
10.本实用新型的有益效果是：
11.本实用新型公开的一种液化天然气接收站，在已有的两条液化天然气运输管路的基础上，通过增加相变蓄能装置等设备，增加一路液化天然气运输管路：从液化天然气从低压泵出来后，依次经过相变蓄能装置、高压外输泵外输；在已有的一路蒸发气运输管路的基础上，增加了三路蒸发气运输管路：蒸发气从低压压缩机出来后，依次经过相变蓄能装置并在相变蓄能装置中经过换热变成液态，然后经高压外输泵外输；蒸发气从低压压缩机出来后，经过蒸发气压缩储存装置后，再经过再冷凝器并在再冷凝器中与液化天然气混合，然后经高压外输泵外输；蒸发气从低压压缩机出来后，经过蒸发气压缩储存装置后，再经过相变蓄能装置并在相变蓄能装置中经过换热变成液态，然后经高压外输泵外输。本实用新型公开的液化天然气接收站，新增的设备及其管路，投资较小，应用该减少液化天然气接收站的蒸发气排放的方法，能显著降低运行成本，建立后的液化天然气接收站，不易受液化天然气外输流量波动大影响，能够连续、稳定地处理蒸发气，可靠性高，解决外输需求不足时蒸发气难以完全处理的难题。
附图说明
12.图1为本实用新型实施例1提供的液化天然气接收站的结构示意图，其中实线表示为液态液化天然气管道，虚线表示为液化天然气的蒸发气管道；
13.图2为本实用新型实施例1提供的相变蓄能装置的结构示意图。
14.附图标记说明：1
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低压泵；2
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再冷凝器；3
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高压外输泵；4
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相变蓄能装置；5
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低压压缩机；6
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中压压缩机；7
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蒸发气球罐；8
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减压阀。
具体实施方式
15.实施例1
16.实施例1提供一种液化天然气接收站，下面对其结构进行详细描述。
17.参考图1，该液化天然气接收站包括液态天然气管路系统和气态天然气管路系统。
18.液态天然气管路系统，如图1中实线管路，表示为液态的液化天然气管路，包括低压泵1、再冷凝器2、高压外输泵3和相变蓄能装置4以及三条液化天然气连接管路。
19.三条液化天然气连接管路包括：
20.低压泵1与高压外输泵3直接通过管路连通形成第一液化天然气连接管路；
21.低压泵1与再冷凝器2之间以及再冷凝器2与高压外输泵3之间通过管路连通形成第二液化天然气连接管路；
22.低压泵1与相变蓄能装置4之间以及相变蓄能装置4与高压外输泵3之间通过管路连通形成第三液化天然气连接管路。
23.因此，在液态天然气管路系统中，液化天然气从低压泵1出来后，分成三路：
24.第一路直接进入高压外输泵3外输，即第一液化天然气连接管路；
25.第二路依次经过再冷凝器2、高压外输泵3外输，即第二液化天然气连接管路；
26.第三路依次经过相变蓄能装置4、高压外输泵3外输，即第三液化天然气连接管路。
27.气态天然气管路系统，如图1中虚线管路，表示为液化天然气的蒸发气管路，包括低压压缩机5、再冷凝器2、相变蓄能装置4和蒸发气压缩储存装置以及四条蒸发气连接管路。
28.四条蒸发气连接管路包括：
29.低压压缩机5与再冷凝器2之间通过管路连通以及第二液化天然气连接管路的再冷凝器2与高压外输泵3之间连通的管路共同形成第一蒸发气连接管路；
30.低压压缩机5与相变蓄能装置4之间通过管路连通以及第三液化天然气连接管路的相变蓄能装置4与高压外输泵3之间连通的管路共同形成第二蒸发气连接管路；
31.低压压缩机5与蒸发气压缩储存装置之间、蒸发气压缩储存装置与再冷凝器2之间通过管路连通以及第二液化天然气连接管路的再冷凝器2与高压外输泵3之间连通的管路共同形成第三蒸发气连接管路；
32.低压压缩机5与蒸发气压缩储存装置之间、蒸发气压缩储存装置与相变蓄能装置4之间以及第三液化天然气连接管路的相变蓄能装置4与高压外输泵3之间连通的管路共同形成第四蒸发气连接管路。
33.其中，蒸发气压缩储存装置包括中压压缩机6、蒸发气球罐7和减压阀8，中压压缩机6与蒸发气球罐7之间、蒸发气球罐7与减压阀8之间通过管道连通形成蒸发气压缩储存装置，并以中压压缩机6的进气口作为蒸发气压缩储存装置的进气口与低压压缩机5的出气口连通，以减压阀8的出气口作为蒸发气压缩储存装置的出气口与再冷凝器2或相变蓄能装置4通过管道连通。
34.蒸发气从低压压缩机5压缩后，依次经过中压压缩机6增压、蒸发气球罐7缓冲和保压、减压阀8减压降温后，获得了稳定、低温的蒸发气，根据第三蒸发气连接管路的连接顺序，该蒸发气进入再冷凝器2并在再冷凝器2中与液化天然气混合，然后经高压外输泵3外输。
35.因此，在气态天然气管路系统中，液化天然气气化后的蒸发气从低压压缩机5出来后，分成四路：
36.第一路依次经过再冷凝器2、高压外输泵3外输；
37.第二路依次经过相变蓄能装置4、高压外输泵3外输；
38.第三路依次经过中压压缩机6、蒸发气球罐7、减压阀8后，再经过再冷凝器2、高压外输泵3外输；
39.第四路依次经过中压压缩机6、蒸发气球罐7、减压阀8后，再经过相变蓄能装置4、高压外输泵3外输。
40.其中，蒸发气球罐7为球形容器，壳体呈球形，是用于贮存液化天然气气化后的蒸发气的有效、经济的压力容器。低压泵1、高压外输泵3用于处理液态或者气液混合态的液化天然气；低压压缩机5、中压压缩机6、蒸发气球罐7、减压阀8均用于处理液态的液化天然气气化后的蒸发气。再冷凝器2和相变蓄能装置4既能处理液态的液化天然气，又能处理液态的液化天然气气化后的蒸发气。
41.本实用新型的技术进步主要表现在：
42.首先，现有的液化天然气接收站：已有的液化天然气运输管路为两路，液化天然气从低压泵1出来后，第一路直接进入高压外输泵3外输；第二路顺序经过再冷凝器2、高压外输泵3外输。即：液化天然气经过低压泵1外输，一路通过第一液化天然气连接管路直接进入高压外输泵3外输；另一路与第一蒸发气连接管路中先经低压压缩机5压缩后的一部分蒸发气按一定比例混合，进入再冷凝器2，在再冷凝器2中，过饱和的液化天然气吸收蒸发气并以液态的液化天然气的形式进入高压外输泵3外输。
43.本实用新型在已有的液化天然气接收站上增加了中压压缩机6、蒸发气球罐7、减压阀8、相变蓄能装置4等设备。
44.故本实用新型增加一路液化天然气运输管路，即第三液化天然气连接管路：从液化天然气从低压泵1出来后，依次经过相变蓄能装置4、高压外输泵3外输。
45.其次，现有的液化天然气接收站：已有的蒸发气运输管路为一路，即第一蒸发气连接管路：蒸发气从低压压缩机5出来后，依次进入再冷凝器2并在再冷凝器2中与液化天然气混合，然后经高压外输泵3外输。
46.本实用新型增加了三路蒸发气运输管路：新增第二蒸发气连接管路，即蒸发气从低压压缩机5出来后，依次经过相变蓄能装置4并在相变蓄能装置4中经过换热变成液态，然后经高压外输泵3外输；新增第三蒸发气连接管路，即蒸发气从低压压缩机5出来后，依次经过中压压缩机6、蒸发气球罐7、减压阀8后，再经过再冷凝器2并在再冷凝器2中与液化天然气混合，然后经高压外输泵3外输；新增第四蒸发气连接管路，即蒸发气从低压压缩机5出来后，依次经过中压压缩机6、蒸发气球罐7、减压阀8后，再经过相变蓄能装置4并在相变蓄能装置4中经过换热变成液态，然后经高压外输泵3外输。
47.参考图2，相变蓄能装置4包括一密闭容器40，密闭容器40内设置有输液管路100和输气管路200，密闭容器40上设置有进液口41、进气口42与出料口43，
48.输液管路100的两端分别与进液口41和出料口43相连通，输气管路200的两端分别与进气口42与出料口43相连通，
49.密闭容器40内的输液管路100和输气管路200周围填充有凝固剂9。凝固剂9为无机
水合盐的相变换热材料，如na、mg、ca的水合物。
50.优选地，进液口41设置于密闭容器40的容器盖上，进气口42与出料口43分别设置于密闭容器40的两侧的容器壁上。
51.凝固剂9的作用及其工作原理：
52.液化天然气经过进液口41单独进入输液管路100内，对密闭容器40内输液管路100周围的凝固剂9进行吸热，输液管路100周围的凝固剂9放热并逐步凝固，液化天然气经过出料口43离开密闭容器40；
53.蒸发气经过进气口42单独进入输气管路200内，对密闭容器40内输气管路200周围的凝固剂9进行放热，凝固剂9吸热后逐步熔融，进气口42里的蒸发气冷凝成液化天然气，并接入出料口43，汇合为一个液化天然气出口外输。
54.其中，白天经过进液口41与出料口43组成的液化天然气管道的液化天然气的流量较大，凝固剂9以放热凝固为主，在夜间经过进气口42的蒸发气的流量较大，凝固剂9以吸热熔融为主，蒸发气冷凝成液态的液化天然气。
55.由图2可知，液化天然气从低压泵1出来后，根据第三液化天然气连接管路，部分或全部依次经过相变蓄能装置4的进液口41，并在相变蓄能装置4中与密闭容器40内的凝固剂9换热，吸热后的液化天然气温度升高，从相变蓄能装置4的出料口43出来，然后经高压外输泵3增压后外输。
56.具体地，蒸发气经低压压缩机5压缩后，其中一路根据第二蒸发气连接管路的连接顺序，部分或全部依次经过相变蓄能装置4的进气口42，并在相变蓄能装置4中与密闭容器40内的凝固剂9换热变成液态后，从相变蓄能装置4的出料口43出来，然后经高压外输泵3外输；还有一路根据第四蒸发气连接管路的连接顺序，依次经过中压压缩机6增压、蒸发气球罐7缓冲和保压、减压阀8减压降温后，再经过相变蓄能装置4的进气口42，并在相变蓄能装置4中经过换热变成液态后，从相变蓄能装置4的出料口43出来，然后经高压外输泵3外输。
57.实施例2
58.实施例1提供一种减少液化天然气接收站的蒸发气排放的方法，采用实施例1的液化天然气接收站，该方法包括以下步骤：
59.步骤s1：既有液化天然气接收站液化天然气和蒸发气的运输
60.液化天然气经过低压泵1后分为两路，一路通过第一液化天然气连接管路直接进入高压外输泵3外输，另一路通过第二液化天然气连接管路进入再冷凝器2，再经过高压外输泵3外输；
61.蒸发气从低压压缩机5出来后，通过第一蒸发气连接管路依次进入再冷凝器2并在再冷凝器2中与液化天然气混合，然后经高压外输泵3外输；
62.步骤s2：新增一路液化天然气运输管路和三路蒸发气运输管路
63.液化天然气经低压泵1加压后，部分或全部通过第三液化天然气连接管路从相变蓄能装置4的进液口41进入相变蓄能装置4，并在相变蓄能装置4中与密闭容器40内的凝固剂9换热，吸热后的液化天然气温度升高，从相变蓄能装置4的出料口43出来，然后经高压外输泵3增压后外输；
64.蒸发气经低压压缩机5压缩后，其中一路根据第二蒸发气连接管路的连接顺序，部分或全部依次经过相变蓄能装置4的进气口42，并在相变蓄能装置4中与密闭容器40内的凝
固剂9换热冷凝成液化天然气后，从相变蓄能装置4的出料口43出来，进入高压外输泵3增压后外输；还有一路根据第四蒸发气连接管路的连接顺序，依次经过中压压缩机6进一步增压，进入蒸发气球罐7进行缓冲、存储和保压，经过减压阀8减压并降温后，部分或全部的蒸发气通过相变蓄能装置4的进气口42，并在相变蓄能装置4中经过换热冷凝成液化天然气后，从相变蓄能装置4的出料口43出来，进入高压外输泵3增压后外输；
65.蒸发气在低压压缩机5压缩后，根据第三蒸发气连接管路的连接顺序，部分或全部的蒸发气依次经过中压压缩机6进一步升压，进入蒸发气球罐7进行缓冲、存储和保压，经过减压阀8减压并降温后，部分或全部的蒸发气进入再冷凝器2并在再冷凝器2中与液化天然气混合，然后经高压外输泵3外输；
66.步骤s3：白昼周期性波动形成一天的循环：
67.在白天，液化天然气经低压泵1加压后，全部进入相变蓄能装置4，吸热后的液化天然气进入高压外输泵3增压后外输；蒸发气经低压压缩机5加压后，全部进入相变蓄能装置4，经过放热后的蒸发气冷凝成液化天然气，进入高压外输泵3增压后外输；
68.外输流量需求较大，通常为夜间外输需求的3～8倍，相变蓄能装置4内部处于不断放热、蓄冷的工况，凝固剂9不断从液态转化为固态：
69.在夜间，液化天然气经低压泵1加压后，全部进入相变蓄能装置4，但液化天然气流量比白天低得多；蒸发气流量与白天相比仍然较稳定，经低压压缩机5进入相变蓄能装置4后，相变蓄能装置4内部的凝固剂9不断从固态转化为液态，为蒸发气提供冷能，蒸发气冷凝成液化天然气，进入高压外输泵3增压后外输；
70.外输流量需求较小，相变蓄能装置4内部处于不断吸热、放冷；
71.由此完成一天的循环。
72.步骤s4：低负荷工况下的阶段性连续数日外输：
73.相变蓄能装置4内部处于以吸热、放冷为主的工况，凝固剂9不断从液态转化为固态；
74.小流量的液化天然气经低压泵1加压后，全部进入相变蓄能装置4，把少量的凝固剂9从液态转化为固态；
75.较大量的蒸发气经低压压缩机5压缩后分成两路，其中一路根据第二蒸发气连接管路的连接顺序，一部分的蒸发气进入相变蓄能装置4后，与相变蓄能装置4内的凝固剂9换热冷凝成液化天然气，从相变蓄能装置4的出料口43出来，进入高压外输泵3增压后外输，另外一路根据第四蒸发气连接管路的连接顺序，部分的蒸发气依次经过中压压缩机6进一步升压，进入蒸发气球罐7进行缓冲、存储和保压，直至外输流量负荷开始提高，在外输流量负荷开始提高时，释放蒸发气球罐7内存储的中压的蒸发气，其经过减压阀8减压并降温后，进入相变蓄能装置4内部进行换热，经过放热后的蒸发气冷凝成液化天然气，从相变蓄能装置4出来，进入高压外输泵3增压后外输。
76.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。