一种LNG运输船BOG处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种LNG运输船BOG处理系统，该系统包括LNG供给系统、BOG燃用系统、水合物合成与汽化系统、缸套水加热系统。本发明专利技术系统对LNG运输船锚泊时产生的过剩的BOG进行回收，将其制成比较稳定的天然气水合物，避免直接排入大气，造成能源的浪费和环境污染，与此同时有效利用LNG和BOG在燃用之前所释放的大量冷能制备低温水，进而降低了天然气水合物合成中的能量消耗，提高了能量的利用率，本发明专利技术系统不需要增设额外的制冷设备，在船舶上易于实现，且随着双燃料柴油机在船舶上的广泛应用，因此本发明专利技术系统具有很好的应用价值。因此本发明专利技术系统具有很好的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种LNG运输船BOG处理系统


[0001]本专利技术属于船舶
，具体涉及一种LNG运输船BOG处理系统。

技术介绍

[0002]液化天然气(LNG)运输船，是指专门运输液化天然气的船舶。LNG是一种
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163℃的深冷液体，在运输过程中与周围环境存在约200℃的温差，即使是采用隔热效果良好的保温层，LNG在运输的过程中也会吸收外界的热量蒸发出气体，从而产生“蒸发汽”(简称BOG)；此外，当船舶在大风浪中航行时，船舶产生剧烈的摇荡运动，LNG晃荡过程中所蕴含的机械能也会转换为热能，这也加剧了BOG的产生。
[0003]通常情况下，LNG运输船在满载航行时一天可以产生50t至60t的BOG，由于BOG的主要成分是甲烷，所造成的温室效应是同等质量CO2气体的20至25倍，所以LNG运输船产生的BOG若是直接排入大气，不仅会造成能源的浪费，而且对环境造成了严重的污染，迄今，船舶上对于BOG的处理方法主要有船舶动力装置直接燃用和BOG再液化返回液货舱。
[0004]大多数传统的LNG运输船的动力设备多采用蒸汽轮机，该种方法就是将船舶产生的BOG直接送入锅炉燃烧，锅炉产生的高压高温蒸汽推动汽轮机做功，然后带动螺旋桨推进，但是蒸汽轮机热效率太低，这种方法的经济性较差；随着技术的进步，有些船舶安装了BOG再液化装置，可以将BOG再液化返回液货舱，但是此装置工艺复杂，需在船舶上安装制冷设备，不仅设备昂贵、工艺复杂、投入成本较高，而且装置的运行功率较大，这种BOG处理方式也是不够理想；因此，近年来船舶又产生新的技术，即双燃料柴油机直接带动螺旋桨进行推进，这种方式柴油机的热机效率高，因此越来越多的LNG运输船采用双燃料柴油机作为船舶的推进和发电动力装置。船舶在正常航行时，船舶动力装置每天需消耗天然气约为100多吨，这样货舱内产生的BOG可以完全被消耗，从而避免BOG被浪费，不够的燃料可以由货舱内部分LNG汽化产生的气体供给，但这种方式也存在一个突出的缺点，便是船舶在锚泊时，船舶主柴油机不再工作，只有发电柴油机工作，而发电柴油机功率较小，每天仅消耗1t至2t的BOG，因此，在LNG船锚泊时即使是采用双燃料柴油机燃用BOG，也无法完全消耗掉LNG船每天所产生的BOG，这样必然导致船舶在锚泊时过量的BOG排入大气。
[0005]综上所述，如果可以将船舶锚泊时多余的BOG以一种比较理想的水合物形式储存，在使用时释放出来，这样既可以避免BOG直接排入大气造成资源的浪费，也可以减少对环境的污染。
[0006]专利号为CN103343882B的专利提出了一种液化天然气BOG回收装置及回收方法，把产生的BOG以水合物的形式回收，避免了BOG再冷凝工艺中的二次闪蒸，但是整个系统结构复杂，不易实现。专利CN106641701的专利提出一种水合物法BOG回收装置，该装置实现了将BOG以水合物的形式回收，但是该系统利用常温水对水合物进行分解，由于常温水和制备水合物所需要的低温水温差并不是很大，所以不利于水合物的完全分解，分解效率低。
[0007]通常情况下，BOG的温度为
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140℃至
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150℃，在船舶双燃料柴油机燃用之前，需要把BOG加热至常温左右，在这期间，BOG会释放出大量的冷能，若是将这部分BOG冷能收集并
储存起来，供给船舶锚泊时将多余的BOG制备水合物所需的冷能，并且所制备的水合物用在船舶航行时完全被消耗，那么这种方法将避免了BOG直接排入大气，大大增大了船上能源的利用率，并且随着LNG船上双燃料柴油机的应用数目不断增多，这种方法将具有良好的经济效益和应用前景。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是针对上述问题提出一种LNG运输船BOG处理系统。该系统包括LNG供给系统、BOG燃用系统、水合物合成与汽化系统、缸套水加热系统。
[0009]其中，LNG供给系统包括：驳运泵、LNG换热器、冷媒b循环泵、LNG三通阀、增压泵、主机进气阀、冷媒b换热器。
[0010]BOG燃用系统包括：压缩机、BOG三通阀、BOG换热器、冷媒a循环泵、冷媒a换热器、水合物制备三通阀、BOG减压阀、发电机进气阀。
[0011]水合物合成与汽化系统包括：反应水泵、分离水泵、第一水阀、第二水阀、水泵、水柜、水合物反应器、浆体泵、水合物汽化单元、水合物减压阀、反应水阀、低温水阀、低温水泵、低温水柜、进水阀、旁通阀、单向截止阀、分离罐、水合物储存柜、汽化室。
[0012]缸套水加热系统包括：第一加热器、第二加热器、循环泵。
[0013]在LNG供给系统中，驳运泵通过管道与增压泵相连，所述增压泵通过管道与LNG换热器相连接，所述管道上设有LNG三通阀，所述LNG换热器通过管道与第一加热器相连接，所述LNG三通阀的另一通路与LNG换热器和第一加热器之间的管道直接相连，所述第一加热器通过管道与船舶主柴油机相连接，所述第一加热器与船舶主柴油机之间的管道上设有主机进气阀，所述LNG换热器通过管道与冷媒b换热器相连接，构成循环管路，所述管道上设有冷媒b循环泵。
[0014]在BOG燃用系统中，压缩机通过管道与货舱相连接，所述压缩机通过管道与BOG换热器相连接，所述管道上设有BOG三通阀，所述BOG换热器通过管道与第一加热器相连接，其间设有水合物制备三通阀，所述BOG三通阀的另一通路与BOG换热器和第一加热器之间的管道直接相连，所述水合物制备三通阀通过管道与水合物反应器相连接，所述第一加热器通过管道与柴油机相连接，其间的管道上设有BOG减压阀，在柴油机进口处还设有发电机进气阀。
[0015]在水合物合成与汽化系统中，所述水柜与外界管道相连接，所述管道上设有进水阀，所述水柜通过管道与水泵相连接，所述水泵通过管道分别于冷媒a换热器、冷媒b换热器相连接，其中水泵与冷媒a换热器相连接的管道上设有第一水阀，水泵与冷媒b换热器相连的管道上设有第二水阀，所述冷媒a换热器、冷媒b换热器通过管道与低温水柜相连接，低温水泵通过管道与水合物反应器相连接，靠近低温水泵的管道上设有低温水阀，靠近水合物反应器上方的管道上设有单向截止阀，所述低温水阀和单向截止阀之间的管道与水柜和进水阀之间的管道相连接，其间设有旁通阀，所述水合物反应器通过管道与水柜相连接，所述管道上设有反应水泵和反应水阀，所述水合物反应器通过管道与浆体泵相连接，其中水合物汽化单元包括分离罐、水合物储存柜、汽化室，所述浆体泵通过管道与分离罐相连接，所述分离罐通过管道与水合物储存柜相连接，所述汽化室通过管道与通往船舶主柴油机的管道相连接，所述管道上设有水合物减压阀，所述分离罐通过管道与反应水泵相连接，所述管
道上设有分离水泵。
[0016]在缸套水加热系统中，所述第一加热器通过管道与第二加热器相连接，构成循环管路，所述管道上设有循环泵。
[0017]本专利技术的技术方案如下：
[0018]第一种情况：当船舶正常航行且船上没有天然气水合物时，供给发电柴油机和船舶主柴油机的燃料有两路，分别是L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LNG运输船BOG处理系统，其特征在于：该系统包括LNG供给系统、BOG燃用系统、水合物合成与汽化系统、缸套水加热系统；其中，LNG供给系统包括：驳运泵(1)、LNG换热器(14)、冷媒b循环泵(15)、LNG三通阀(16)、增压泵(17)、主机进气阀(31)、冷媒b换热器(33)；BOG燃用系统包括：压缩机(2)、BOG三通阀(3)、BOG换热器(4)、冷媒a循环泵(5)、冷媒a换热器(6)、水合物制备三通阀(7)、BOG减压阀(11)、发电机进气阀(32)；水合物合成与汽化系统包括：反应水泵(12)、分离水泵(13)、第一水阀(18)、第二水阀(19)、水泵(20)、水柜(21)、水合物反应器(22)、浆体泵(23)、水合物汽化单元(24)、水合物减压阀(25)、反应水阀(26)、低温水阀(27)、低温水泵(28)、低温水柜(29)、进水阀(30)、旁通阀(34)、单向截止阀(35)、分离罐(36)、水合物储存柜(37)、汽化室(38)；缸套水加热系统包括：第一加热器(8)、第二加热器(9)、循环泵(10)；所述水柜(21)与外界管道相连接，所述管道上设有进水阀(30)，所述水柜(21)通过管道与水泵(20)相连接，所述水泵(20)通过管道分别于冷媒a换热器(6)、冷媒b换热器(33)相连接，其中水泵(20)与冷媒a换热器(6)相连接的管道上设有第一水阀(18)，水泵(20)与冷媒b换热器(33)相连的管道上设有第二水阀(19)，所述冷媒a换热器(6)、冷媒b换热器(33)通过管道与低温水柜(29)相连接。2.根据权利要求1中所述的一种LNG运输船BOG处理系统，其特征在于：所述水合物制备三通阀(7)通过管道与水合物反应器(22)相连接，所述第一加热器(8)通过管道与柴油机相连接，其间的管道上设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：李博洋，李雅静，刘成波，杨庆勇，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：