BOG — отпарный газ.

No Comments

Попытка разобраться в технологиях хранения сжиженного природного газа. Из-за низких температур хранения и постоянной регазификации сжиженного газа, отдельная линия любого СПГ производства посвящена повторному сжижению уже собранного газа. Ниже незаконченный перевод японской статьи по теме повторного сжижения так называемого отпарного газа — постоянного спутника хранилищ СПГ.

СПГ хранится в условиях предельно низких, криогенных, температур −160°C. Но сами хранилища находятся в условиях относительно высоких температуры окружающей среды. Естественно они изолированны, но при таких огромных разницах температур это спасает лишь отчасти. Под влиянием теплоты поступающей из окружающей среды в хранилищах идет постоянный процесс регазификации, иначе говоря испарение метана, его переход в газообразное агрегатное состояние.

В практике этот газ получил название Boil-off gas — BOG. В Русском техническом языке за ним закрепился не очень удачный, на мой взгляд, перевод — «отпарный газ».

Это физическое явление порождает целый каскад проблем как для хранения, так и для процесса  отгрузки СПГ. В последние десятилетия были разработанны системы повтороного сжижения газа. Обычно они представляют собой отдельные линии с BOG компрессорами.

LNG carrier

Давление отпарного газа повышается компрессорами на терминалах приемки, и отправляется вместе с СПГ на испарители газификации СПГ,  в городские распределительные газовые сети, а так же в топливную систему самого объекта.

Один из этапов обработки газа — система повторного сжижения отправного газа поставляется с системой использования холода СПГ.

Следующие преимущества могут быть получены за счет применения системы повторного сжижения для терминалов приема:

The following advantages can be obtained through application of the BOG re-liquefaction system to receiving terminals:

  1. Контроль концентрации хранящегося СПГ путем возврата повторного сжижения Bog в резервуары СПГ
  2. Экономия энергии за счет сокращения ввода компрессоров
  1. Controlling the concentration of stored LNG by returning reliquefacted BOG to LNG tanks
  2. Energy saving through the reduction of the input of compressors

Система повторного сжижения предназначен охладить и  я  мореного через теплообмен между BOG под давлением до 0,5 до 1 МПа, а СПГ подается в испаритель. СПГ, который был использован в качестве хладагента в результате чего его температура повышаться направляется в испаритель. Сжиженный BOG отправляется обратно в резервуар СПГ, или в испаритель вместе с СПГ используется в качестве хладагента после того, как давление с помощью насоса в соответствии с вышеуказанными целями.

The re-liquefaction system is intended to cool and liquefy BOG through heat exchange between BOG pressurized to 0.5 to 1 MPa, and LNG supplied to a vaporizer. The LNG that was used as a refrigerant causing its temperature to rise is sent to a vaporizer. Liquefied BOG is sent back to an LNG tank, or to a vaporizer along with the LNG used as a refrigerant after being pressurized with a pump according to the above-said objectives.

General BOG re-liquefaction system

На пальцах разберем, что происходит на этой картинке

В резервуаре СПГ — у нас потоянно идет образование BOG, от чего внутри растет давление, и могут произойти всякие неприятности. Газ этот уходит через крышку резервуара на компрессор BOG — который повышает его давление до 5-10 атмосфер, от чего его температура изрядно повышается (цикл карно и все такое).  Потом горячий газ поступает на какую то хитрую штуку, назначение которой я пока не идентифицировал. Судя по всему какая-то газовая помпа, где идет теплообмен между «горячим» BOG и регазифицированным СПГ. Соответственно СПГ убегает на линию к потребителю. А частично остуженный BOG на теплообменник.

В тот же теплообменник приходит СПГ из хранилища и закипает, отбирая тепло у BOG, который в свою очередь конденсируется и стекает в рессивер.

А дальше интереснее, из рессивера сжиженный BOG, а по сути тот же СПГ уходит на линию, которая делится на две ветки. На одной ветке у нас стоит насос (BOG transfer PUMP) котороый поднимает давление на ветке которая соединяется  с линией подачи газа потребителю, через клапан. Судя по всему он используется для того чтобы «охлаждать» газ в случае необходимости. Т.е. мы подаем в линию жидкий хладагент, он же метан, он же СПГ, он же сжиженный BOG, которой в этой линии и выкипает охлаждая её и регазифицируясь в процессе. Клапан будет закрыт тех случаях когда температура в порядке. И по идее должна быть ещё в наличии линия рециркуляции идущая от дальних точек трубопроводов СПГ.

По другой ветке — BOG еще раз уходит на теплообменник в котором кипит СПГ, соответственно BOG охлаждается до температуры которая позволяет его без опаски возвращать в хранилище.

Таким образом мы получаем довольно энергоэффективное решение, в котором повторное сжижение метана идет за отвода теплопритоков в окружающую среду. Сам процесс находится под постоянным контролем автоматики.

BOG — система повторного сжижения  ( с контролем «горячего» газа)

  1. СПГ
  2. An LNG receiving terminal with a higher gas outlet pressure has greater energy savings.
  3. Система спроектирована с целью повторно сжижать BOG без сообщения с миссией терминала приемки СПГ.  Надежность стабильного снабжения газом потому что нет ограничений на количество СПГ отправляемого на СПГ испаритель во время работы или остановки установок повтороного жижения отпарных газов, или во время смены нагрузок.
  4. The system is designed to re-liquefy BOG without interfering with the mission of the LNG receiving terminal, the reliability of a stable gas supply, because there is no limitation on the amount of LNG sent to an LNG vaporizer at the time of operating or stopping BOG re-liquefaction facilities, or at the time of load changes.
  5. BOG может быть повторонно сжижен при стабильном давлении с помощью постоянного контроля баланса между потоками BOG и жидкого газа.
  6. BOG can be re-liquefied at a stable pressure by constantly controlling the balance between the flow of BOG and the flow of refrigerant LNG.
  7. Система для повтороного сжижения BOG на стабильном давлении может быть интегрированна с функцией контроля перепуска горячего газа с системой , даже в тех случая когда баланс между потоками BOG и СПГ не контроллируется.
  9. A system for re-liquefying BOG at a stable pressure can be provided by integrating a function for controlling hot gas bypasses with the BOG re-liquefaction system even when the balance between the flow of BOG and the flow of refrigerant LNG is not controlled.

источник: https://www.chiyoda-corp.com/technology/en/lng/bog.html