LNG接收站BOG气量计算.docx

LNG接收站BOG气量计算作者：朱汉巍 樊丽曼来源：《中国化工贸易•上旬刊》2018年第05期摘 要：在 LNG 的卸料、储存和外输过程中，由于外界热量的输入、气液置换及大气压等 条件的变化，储罐、输送管路中会产生蒸发气(BOG)因此，对于接收站BOG气量的计 算，是BOG处理回用系统、火炬系统、安全阀、呼吸阀等重要工艺设备和管路的选型基础 本文采用单元计算的方法，按单元对BOG气量进行计算，得出整个接收站的BOG总气量关键词：接收站；LNG； BOG；计算方法本文以常规的LNG接收站为例，进行BOG气量的示例计算接收站包括1个容积为 20000m3的LNG双金属全容罐，以及槽车装车系统1 计算基础首先定义LNG和BOG的物性参数，作为计算的基础LNG的温度：-161〜-163°C ；压 力：1.15 Bar (A)；分子量：16.10；密度：429.30 kg/m3BOG 的密度：1.81 kg/m3；气化潜 热：510 kJ/kgLNG储罐的设计压力：-5〜250 mbarg；最高环境大气压变化率：20.3 mbar/h2 BOG气量计算方法通常，LNG低温储罐BOG生成的因素主要包括：容积置换，环境吸热，LNG罐内泵，大 气压下降，LNG装槽车引起的BOG增加量，外部火灾，液体翻滚。

下面便针对每个因素引起 的BOG气量进行逐一分析，给出计算方法及公式2.1 容积置换LNG储罐进料时，储罐内液位上升，为维持储罐的微正压，液面上层空间的BOG气体应 及时排出，其体积流量和输入的LNG体积流量大体相同，即容积置换容积置换产生的BOG 量以最大进料流量为计算基准GL为进液过程置换生成的BOG； Vfilling为LNG储罐最大进 料速度；pG为充装时BOG气体密度公式为：GL=Vfilling x pG储罐最大进料流量按36.38 m3/h代入公式，得到GL=65.85 kg/h2.2 环境吸热外部环境会向储罐不断传递热量，使得储罐内LNG气化，产生BOG气体W2= Z x pLNG x V£ / 24式中，W2为外界环境热量侵入产生的BOG质量；Z为蒸发气产生系数；pLNG为LNG的 密度；V为储罐实际储存LNG的体积蒸发气产生系数取0.08%/d,代入公式，得W2 = 598 kg/h2.3 LNG罐内泵在LNG泵全回流状态下，可假设泵运转的机械能全部转化为热能，产生BOG气体计算公 式为：W3= 3600 x N 仏 hv式中，W3为LNG泵全回流产生的BOG气体量；N为LNG泵的功率。

LNG泵的功率取 64 kW代入公式，得 W3 = 320 kg/ h2.4大气压下降假定储罐处于操作压力下，外部大气压力的下降，导致储罐内表压增大，为维持LNG储 罐表压，需要从LNG储罐排出部分BOG，计算公式为：W4 = V/ Pamb x dp/dt x pGV为LNG储罐气相空间；Pamb为环境压力（取最低环境压力）；dp/dt为环境气压最大 变化率大气变化率取20.3 kPa/h；储罐气相空间取7259m3,代入公式，得W4 =266 kg/h2.5 LNG装槽车引起的BOG增加量装车操作时，槽车的BOG气相通过回流管线返回至储罐中公式：W5= Q x pGQ为LNG装车臂的能力；pG为充装时BOG气体密度槽车装车量为240 m3/h得到 W5 = 434.4 kg/h2.6 外部火灾对于LNG大型储罐，湿润表面积应为地面以上至30英尺（9.14m）高度以下的面积泄 放量 W6 的计算公式如下：W6= 3.6 x(71000 x F x A0.82) /Ahv式中，W6为LNG低温储罐外部火灾引起的BOG气体量；F为环境因子；A为润湿表面 积储罐罐润湿面积为1015 m2；环境因子(储罐本体)为0.0025。

得W6 = 81516 kg/h2.7 液体翻滚液体翻滚的泄放量计算是一个复杂的工况，在没有具体工程设计模型的条件下，按照标准 规定计算：W7= 100 x W2O根据上述计算，得 W7 = 32000 kg/h3 结语以上BOG气量的分析只针对独立工况，实际情况是多种工况可能同时出现，设计时应考 虑在不同工况下可能同时发生的最苛刻情况正常条件下的最大BOG产生量为： W1+W2+W3+W4+W5；火灾工况下最大BOG产生量：W6+W7对于LNG接收站而言， W1+W2可作为BOG压缩机最大处理能力的设计依据；W1+W2+W3+W4+W5可作为BOG气 体去火炬系统的设计依据，当BOG压缩机出现故障时，可考虑BOG气体通过控制阀能排放火 炬系统火灾条件和翻滚均为非正常工况条件，但不应考虑同时出现，取较大值可以作为 LNG储罐安全阀或阀组泄放量的依据由计算结果可见，在正常操作条件下，大气压变化所生成的BOG气量最大，尤其是在台 风情况下，外部大气压的急剧变化会导致罐内罐内蒸发气量迅速增加，因此，在接收站设计过 程中，应充分考虑气候因素参考文献：[1]刘浩，金国强.LNG接收站BOG气体处理工艺[J].化工设计，2006，16 (1)： 13-16.[2]陈雪，李明.LNG储罐内BOG动态模拟研究[J].油气储运，2008，27 (11)： 37-40.。