一种BOG再液化系统的变工况调节系统的制作方法

一种bog再液化系统的变工况调节系统
技术领域
1.本发明涉及bog再液化系统，尤其涉及一种bog再液化系统的变工况调节系统。

背景技术：

2.随着经济社会的发展和科技的进步，世界能源消费结构不断地向低碳化、绿化发展。在这新一轮的能源需求大发展中，天然气以其清洁、方便、高热值的特性成为替代煤炭、石油的新型能源，它在全球能源消费结构中所占的比例越来越高，是未来几十年的主要能源之一。
3.鉴于液化天然气(liquefied natural gas，简称lng)特殊的理化特性，任何lng船在运输过程中，即使在液货舱绝热性能很好的情况下，由于液货舱内lng受热传导、晃荡等多重因素影响，会导致lng自然蒸发从而产生蒸发气(boil off gas，简称bog)。
4.随着外界热量不断通过船体结构、管道等传入液货舱内，lng液货舱的温度会缓慢上升，bog也将持续增高，液货舱内压力也会随之升高，如果不及时处理液货内bog，最终会破坏液货舱的结构，对其围护系统造成危害，进而影响船舶运营安全。
5.对于产生的bog，一般的处理方法包括：再液化回收，作为燃料气使用，燃烧排空。
6.若将其再液化回收，需要一套再液化装置提供冷能，将bog冷却至液态(即lng)返回舱内。然而，由于运输过程中外界条件的变化，液货舱内产生的bog量并不稳定，当产生的bog量小时，再液化系统需降低冷能，进而降低再液化系统的功耗，达到节能的目的。

技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种bog再液化系统的变工况调节系统，所述系统具有节约能源、控制方式简单、利于系统稳定的优点。
8.本发明是通过以下技术方案予以实现：
9.一种bog再液化系统的变工况调节系统，包括压缩机、预冷入口阀门、bog液化换热器、膨胀机、回收罐、低压阀、高压阀、旁通阀、工质增压机和工质发生器。
10.所述工质压缩机，将制冷循环的工质进行压缩，产生高压气体；
11.所述工质膨胀机，将低温高压工质膨胀，产生低温低压气体；
12.所述bog液化换热器，将舱内产生的bog液化成lng返回舱内，同时将压缩机产生的高压气体进行预冷，冷源来自于工质膨胀机产生的低温气体；
13.所述预冷入口阀门，连接工质压缩机和bog液化换热器，调节进入bog液化换热器的工质流量；
14.所述回收罐，配备于压缩机入口和出口之间，用于回收和补充系统中的工质；
15.所述低压阀，连接工质回收罐和工质压缩机入口，用于调节制冷系统的工质压力；
16.所述工高压阀，连接工质回收罐和工质压缩机出口，用于调节制冷系统的工质压力；
17.所述旁通阀门，连接压缩机出口与膨胀机出口，用于调节bog液化换热器冷源入口
温度；
18.所述工质增压机，与高压阀并联，用于给回收罐加压；
19.所述工质发生器，在系统需要工质补充时产生工质。
20.本发明的有益效果是：
21.(1)可以根据bog侧冷量需要提高和降低再液化系统的功率，节约了能源消耗。
22.(2)bog再液化系统可以通过工质回收罐和旁通的方式进行变工况调节，控制方式简单。
23.(3)制冷系统的关键设备为压缩机和膨胀机，变频的压缩膨胀机价格较高，本系统采用的变工况调节方法不需压缩机和膨胀机的转速变化，减少了设备操作难度，同时降低了再液化系统价格。
附图说明
24.图1示出了本发明的实施例一的结构示意图。
25.图2示出了本发明的实施例二的结构示意图。
26.图中：1.压缩机，2.预冷入口阀，3.bog液化换热器，4.膨胀机，5.回收罐，6.低压阀，7.高压阀，8.旁通阀，9.工质增压机，10.工质发生器。
具体实施方式
27.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
28.实施例一：
29.如图1所示，本实施例的工作原理为：再液化系统稳定运行时，压缩机1使工质加压(从6bar加压到约32bar)，预冷入口阀门2全开，低压阀6、高压阀7和旁通阀8全关。
30.高压工质经bog液化换热器3的预冷部降温(降至约-127℃)，后进入膨胀机4释放压力，产生低温工质(降至约-170℃)。低温工质作为冷源进入bog液化换热器3的冷源部，提供bog液化的冷量和工质预冷的冷量，低温工质的出口温度略高于冷却水温度(压力约为6bar)。低温工质出口连接压缩机入口，完成制冷系统循环。
31.当bog流量减少时，需要再液化系统提供的冷量降低。此时，低压阀6保持关闭，打开高压阀7，由于压缩机出口压力和回收罐的压力差(回收罐7中的压力约为28bar)，工质经高压阀7进入回收罐6，进而降低压缩机入口压力和质量流量，此时预冷入口阀2应配合调整开度。应注意，压缩机入口压力达到设备的最小吸入压力为制冷系统的最小工况点。
32.当bog流量增加时，需要再液化系统提供的冷量提高。此时，高压阀7保持关闭，打开低压阀6，由于压缩机入口压力和回收罐的压力差，工质经低压阀6从回收罐中进入制冷系统，进而提高了工质压缩机入口压力和质量流量。应注意，工质压缩机入口压力需控制在设备要求的最大吸入压力，以免电机发生过载，此时，为制冷系统的最大工况点。
33.虽然前述方法已经实现了系统变工况的调节，但为系统的稳定性和对换热器的保护考虑，旁通阀8开度在变工况时作为辅助调节。当膨胀机出口温度变化过快时，旁通阀8打开，将压缩机后的高压气体引入至bog液化换热器入口，实现稳定膨胀机出口温度的目的。
34.实施例二：
35.如图2所示，工质增压机9能够为回收罐5加压，直至达到回收罐的设定压力上限。
36.当制冷系统所需冷量降低时，如实施例一所述，高压工质经高压阀返回值回收罐5，当压缩机出口工质和回收罐压差不足时，工质增压机启动，促进压缩机出口工质返回至回收罐。
37.当制冷系统所需冷量提高时，低压阀开启，工质增压机启动可替代储罐将高压工质输送至制冷循环中，提高系统的制冷能力。
38.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种bog再液化系统的变工况调节系统，其特征在于，包括：压缩机，压缩机出口通过预冷入口阀门连接bog液化换热器的预冷入口，bog液化换热器的冷源出口连接压缩机入口；膨胀机，bog液化换热器的预冷出口连接膨胀机的入口，膨胀机的出口连接bog液化换热器的冷源入口；bog液化换热器，还设有bog入口和出口；回收罐，通过低压阀连通压缩机出口，并通过高压阀连通压缩机入口。2.根据权利要求1所述的一种bog再液化系统的变工况调节系统，其特征在于，压缩机出口通过旁通阀连接冷源入口。3.根据权利要求1所述的一种bog再液化系统的变工况调节系统，其特征在于，高压阀并联工质增压机。4.根据权利要求3所述的一种bog再液化系统的变工况调节系统，其特征在于，工质增压机连接工质发生器。

技术总结

本发明涉及BOG再液化系统，尤其涉及一种BOG再液化系统的变工况调节系统。一种BOG再液化系统的变工况调节方法，包括压缩机、预冷入口阀门、BOG液化换热器、膨胀机、回收罐、低压阀、高压阀、旁通阀、工质增压机和工质发生器。本发明的有益效果是：可以根据BOG侧冷量需要提高和降低再液化系统的功率，节约了能源消耗。BOG再液化系统可以通过工质回收罐和旁通的方式进行变工况调节，控制方式简单。制冷系统的关键设备为压缩机和膨胀机，变频的压缩膨胀机价格较高，本系统采用的变工况调节方法不需压缩机和膨胀机的转速变化，减少了设备操作难度，同时降低了再液化系统价格。同时降低了再液化系统价格。同时降低了再液化系统价格。