低温与超导第42卷第2期
低温技术CryogenicsCryo．＆Supercond．Vol．42No．2
液化天然气BOG在不同条件下的处理工艺
122
梁冰，李多金，霍国辉
（1．中海石油气电集团有限责任公司江苏LNG项目组，南京210001；2．中海石油气电集团有限责任公司烟台LNG项目筹备组，烟台264006）
摘要：大型LNG接收站、卫星站、车船加注站需以合理的工艺处理液化天然气BOG（BoiledOffGas），以保障设运营处于安全保护下，同时也能够节能降耗，减少天然气的浪费，降低营运成本。文章以备处在可控压力范围内，
类比分析、实验、定量分析等方法分析接收站和卫星站BOG在不同工况下的能耗，并提出相关建议。
关键词：液化天然气；BOG；接收站
BOGprocessingtechnologyofliquefiednaturalgasunderdifferentconditions
LiangBing1，LiDuojin2，HuoGuohui2
（1．JiangsuLNGProject，CNOOCGas＆PowerGroup，Nanjing210001，China；2．YantaiLNGProject，CNOOCGas＆PowerGroup，Yantai264006，China）
Abstract：Inordertoensuretheequipmentundercontrollablepressure，operatingsafety，savingenergy，reducingnaturalgaswasteandreducingoperatingcosts，BOGneedstoberecoveredinLNGreceivingterminal，satellitestationandvehiclefillingstation．Basedonthemethodsofanalogyanalysis，experimentandquantitativeanalysis，theauthorsanalysedenergyconsumptioninLNGreceivingterminalandsatellitestationunderdifferentconditions，andgavesomesuggestions．
Keywords：Liquefiednaturalgas，BOG，LNGterminal
1引言2方法设计
中国LNG产业从液化、运输、接收站气化到终
已经形成了比较完整的产业链，并且发展端利用，
为我国天然气的下游利用速度和成熟度日臻完善，
奠定了良好的发展基础。目前，中国已建、在建的沿海LNG接收站已经达到14座，全部建成后总接受能力将超过5000万吨/年，还有若干项目在开展前期工作。液化厂、卫星站、车船加注也迅猛发展，截止2013年5月，全国建成并投运的液化厂超过50座，总液化能力2300万立方米/天。LNG在－162℃及常压储存特性、特殊的运输条件以及在卸船、加注时LNG储罐压力变化、储罐及管线漏热等，会产生大量的蒸发气，即BOG。为了保护运输船、储罐及管线的正常运营及安全，必须考虑对大量BOG的处理，维持压力的动态平衡以使压力处于安全控制范围内。因此，以营运安全和节约能耗为目的，研究BOG在不同条件下处理工艺，提高BOG的回收率，减少天然气的浪费。
收稿日期：2013－11－08
［1］
3
对于某4×160000m接收站而言，日常蒸发
每天LNG蒸发量约320立方率按0．05%计算，
3
产生BOG约192000m，约144吨/天；在卸料米，
工况下，温度交换、压力变化，产生BOG量将会是常规工况下的几倍甚至十几倍。以合理的工艺处
理BOG，不仅能降低对设备和人员的潜在伤害，同时也能节能降耗、降低成本。为了研究不同条件下对BOG的处理工艺，以某接收站和卫星站为例，从BOG的量上考虑工艺
3
的选择。以福建某接收站（4×160000m储罐）及
3
山东某地卫星站（10座100m储罐）。类比依据：
不同的罐型有着不同的蒸发率，不同的处理方式会对BOG的后续加工产生影响。应针对不同的罐型、不同的LNG处理规模，选择合适的处理工艺。
3BOG的常规处理方式
作者简介：梁冰（1990－），男，本科，研究方向为液化天然气及储运相关工作。
·36·低温技术Cryogenics
第2期
对于产生的BOG一般有四种处理方式，一是再冷凝；二是直接压缩；三是燃烧或放空；四是返回LNG运输船
。
（1）再冷凝处理工艺。BOG经过气液分离罐后，进入BOG压缩机，增压后的BOG进入再冷凝BOG被过器与升压到相同压力的外输LNG混合，
冷的LNG所携带的冷量冷凝后与旁路的LNG混再经过汽化器气化后输送至高压合进入高压泵，
［2］
管网。接收站再冷凝工艺流程图如图1。（2）直接压缩工艺。BOG经压缩机压缩后，直接输出到管网。
（3）火炬燃烧或放空。当罐内和舱内压力达到一定值时，为将压力降到安全可控范围内，往往
图1
Fig．1
LNG接收站再冷凝工艺流程图［3］
TheflowdiagramofrecondensationprocessofLNGterminal［3］
表1
Tab．1工况
参数
采取放空或火炬燃烧方式。放空或火炬燃烧将会
因此，此种方式为紧急情是对天然气的极大浪费，况下的安全处理措施。
LNG接收站BOG不同处理方式的能耗分析
TheanalysisofenergyconsumptionofdifferenttreatmentofBOGinLNGterminal
工况1再冷凝70897．50．751571586．57712514．5
0．134
工况1直接压缩49907．57．651571552．31194．92904．2
工况2再冷凝70897．50．751571586．57712514．5
0．137
工况2直接压缩70897．57．651571552．31781．53490．8
工况3再冷凝71717．50．751571586．97752518．9
0．138
工况3直接压缩71717．57．651571552．31799．43508．7
BOG气量/（kg/h）外输管网压力/MPa压缩机出口压力/MPa罐内泵功率/kW高压泵功率/kW压缩机功率/kW泵和压缩机总功率/kW
－1－1
节约能耗/（kWkg．h）
表格中主要说明了储罐产生不同BOG时，在工况1、工况2、工况3条件下再冷凝工艺和直接压缩工艺的能耗水平。
表2
Tab．2
压缩机出口压力与设备功耗关系
（1）LNG接收站BOG再冷凝和直接压缩能耗分析
表3
某卫星站BOG不同处理方式的能耗分析
Tab．3
Theanalysisofenergyconsumptionofdifferenttreat-mentofBOGinsatellitestation编号12345678
压力/MPa进口12341111
出口23453456
功率/kW压缩机3．511．921．210．925．927．969．6511．12
高压泵0．160．160．160．160．320．480．640．80
Therelationsbetweencompressoroutletpressureandequipmentpower
出口压力/MPa0．350．450．550．650．750．850．95
压缩机功耗/kW343431．4506．1571．2629．2681．5729．4
罐内泵功耗/kW39．856．773．790．6107．5124．5141．4
高压泵功耗/kW1754．71732．61710．11687．31664．31641．11617．8
设备总功耗/kW2137．52220．72289．92349．124012447．12488．6
（4）BOG通过返回臂输送至LNG船，用来平衡压力，填补船上LNG储罐卸料产生的真空，该法方便、快捷，但只适于LNG船卸料时使用
［4］
。
表格中，通过固定某一参数来实现不同工况下的节
4BOG处理工艺能耗分析
能对比。
第2期低温技术Cryogenics·37·
利用LNG接收站BOG处理系统实际运行的设备参数及运行中的工艺数据记录，对再冷凝及直接压缩工艺进行对比，结合数据模拟结果对不同条件下产生的BOG进行分析，以期以最优方式提高效率、降低成本的目的。达到节能降耗、
（2）卫星站BOG再冷凝和直接压缩能耗分析以山东某地卫星站（10座100m储罐）为例进行分析，具体见表3。
3
时，应当注意以下事项：
（1）在BOG完全冷凝的条件下，应当通过降低BOG的外输压力来减小压缩机的功耗，降低成本。
（2）大型LNG接收站，外输管网压力较高时，采用再冷凝工艺要优于直接压缩工艺，再冷凝能耗更低。
（3）小型卫星站、加注站应当采用直接压缩工艺能耗更低，再冷凝工艺投资较大，节能效果反而不明显。这主要是因为小型卫星站和和加注站BOG蒸发由于覆盖面积小，外输管网压力较小，
量有限。
（4）降低BOG的产生量。监控储罐、工艺管线、码头管线温度；现场巡检管道、设备保温情况、有无冒汗、异常结霜、保温层是否变形损坏等，防止管道局部或整体漏热使管道温度升高，使接收站系统BOG量增加参考文献
［1］周淑慧，郜婕，杨义，等．中国LNG产业发展现状、问
J］．国际石油经济，2013，21（6）：5－题与市场空间［15．
［2］李亚军，陈蒙．LNG接收站BOG多阶压缩再液化工
J］．化工学报，2013，64（3）：986－992．艺优化分析［
［3］李兆慈，王敏，亢永博．LNG接收站BOG的再冷凝工
J］．化工进展，2011，30（增刊）：521－524．艺［
［4］向丽君，全日，邱奎，等．LNG接收站BOG气体回收
．天然气化工，2012，37工艺改进与能耗分析［J］（3）：48－50．
［5］李兵，程香军，陈功剑．LNG接收站BOG处理技术优
J］．天然气与石油，2012，30（5）：27－30．化［
［5］
5对比分析
（1）在LNG接收站中，BOG产生的量越大
时，使用再冷凝工艺比直接压缩能耗低。但是，对BOG的再冷凝需要额外的冷量来补充。（2）通过对表1和表3工艺数据分析，再冷凝工况下能耗高低与BOG量、进出口压力、外输进出口压力相同的情压力相关。进口压力不同、况下，压缩机能耗随着进口压力的增大明显减小。（3）在进口压力相同情况下，随着出口压力的增大，压缩机能耗明显比高压泵能耗增长幅度大。即在外输管网压力较高的情况下，选择再冷凝工艺能耗更低。
（4）通过表2压缩机出口压力与设备功耗关系可知，罐内泵功耗随着出口压力的增大而升高，设备总功耗与出口压力呈正相关，但罐内泵和高压泵的功耗变化幅度不大，说明了总功耗的增加是由压缩机功耗的增加而引起。
。
6结论与建议
通过以上分析知道，在实际操作和工艺处理
（上接55页）参考文献
［1］邵双全，石文星，李先庭．VＲV空调系统特性与控制
策略研究（一）：电子膨胀阀－蒸发器联合调节特性J］．流体机械，2002，30：150－154．与控制策略［
［2］邵双全，石文星，李先庭．VＲV空调系统特性与控制
策略研究（二）：压缩机－冷凝器联合调节特性与控J］．流体机械，2002，30：155－158．制策略［
［3］邵双全，石文星，李先庭．VＲV空调系统特性与控制
策略研究（三）：蒸发器－压缩机联合调节特性与控
J］．流体机械，2002，30（加02）：159－160．制策略［
［4］邵双全，石文星，李先庭．VＲV空调系统特性与控制
策略研究（四）：冷凝器－电子膨胀阀联合调节特性J］．流体机械，2002，30：162－163．与控制策略［
［5］KumarM，KarIN．DesignofModel－BasedOptimizing
．ControlSchemeforanAir－ConditioningSystem［J］HVAC＆ＲＲesearch，2010，16（5）：565－597．［6］潘永平．冷库制冷系统多变量自适应模糊控制研究
［D］．广州：广东工业大学，2007．
低温与超导第42卷第2期
低温技术CryogenicsCryo．＆Supercond．Vol．42No．2
液化天然气BOG在不同条件下的处理工艺
122
梁冰，李多金，霍国辉
（1．中海石油气电集团有限责任公司江苏LNG项目组，南京210001；2．中海石油气电集团有限责任公司烟台LNG项目筹备组，烟台264006）
摘要：大型LNG接收站、卫星站、车船加注站需以合理的工艺处理液化天然气BOG（BoiledOffGas），以保障设运营处于安全保护下，同时也能够节能降耗，减少天然气的浪费，降低营运成本。文章以备处在可控压力范围内，
类比分析、实验、定量分析等方法分析接收站和卫星站BOG在不同工况下的能耗，并提出相关建议。
关键词：液化天然气；BOG；接收站
BOGprocessingtechnologyofliquefiednaturalgasunderdifferentconditions
LiangBing1，LiDuojin2，HuoGuohui2
（1．JiangsuLNGProject，CNOOCGas＆PowerGroup，Nanjing210001，China；2．YantaiLNGProject，CNOOCGas＆PowerGroup，Yantai264006，China）
Abstract：Inordertoensuretheequipmentundercontrollablepressure，operatingsafety，savingenergy，reducingnaturalgaswasteandreducingoperatingcosts，BOGneedstoberecoveredinLNGreceivingterminal，satellitestationandvehiclefillingstation．Basedonthemethodsofanalogyanalysis，experimentandquantitativeanalysis，theauthorsanalysedenergyconsumptioninLNGreceivingterminalandsatellitestationunderdifferentconditions，andgavesomesuggestions．
Keywords：Liquefiednaturalgas，BOG，LNGterminal
1引言2方法设计
中国LNG产业从液化、运输、接收站气化到终
已经形成了比较完整的产业链，并且发展端利用，
为我国天然气的下游利用速度和成熟度日臻完善，
奠定了良好的发展基础。目前，中国已建、在建的沿海LNG接收站已经达到14座，全部建成后总接受能力将超过5000万吨/年，还有若干项目在开展前期工作。液化厂、卫星站、车船加注也迅猛发展，截止2013年5月，全国建成并投运的液化厂超过50座，总液化能力2300万立方米/天。LNG在－162℃及常压储存特性、特殊的运输条件以及在卸船、加注时LNG储罐压力变化、储罐及管线漏热等，会产生大量的蒸发气，即BOG。为了保护运输船、储罐及管线的正常运营及安全，必须考虑对大量BOG的处理，维持压力的动态平衡以使压力处于安全控制范围内。因此，以营运安全和节约能耗为目的，研究BOG在不同条件下处理工艺，提高BOG的回收率，减少天然气的浪费。
收稿日期：2013－11－08
［1］
3
对于某4×160000m接收站而言，日常蒸发
每天LNG蒸发量约320立方率按0．05%计算，
3
产生BOG约192000m，约144吨/天；在卸料米，
工况下，温度交换、压力变化，产生BOG量将会是常规工况下的几倍甚至十几倍。以合理的工艺处
理BOG，不仅能降低对设备和人员的潜在伤害，同时也能节能降耗、降低成本。为了研究不同条件下对BOG的处理工艺，以某接收站和卫星站为例，从BOG的量上考虑工艺
3
的选择。以福建某接收站（4×160000m储罐）及
3
山东某地卫星站（10座100m储罐）。类比依据：
不同的罐型有着不同的蒸发率，不同的处理方式会对BOG的后续加工产生影响。应针对不同的罐型、不同的LNG处理规模，选择合适的处理工艺。
3BOG的常规处理方式
作者简介：梁冰（1990－），男，本科，研究方向为液化天然气及储运相关工作。
·36·低温技术Cryogenics
第2期
对于产生的BOG一般有四种处理方式，一是再冷凝；二是直接压缩；三是燃烧或放空；四是返回LNG运输船
。
（1）再冷凝处理工艺。BOG经过气液分离罐后，进入BOG压缩机，增压后的BOG进入再冷凝BOG被过器与升压到相同压力的外输LNG混合，
冷的LNG所携带的冷量冷凝后与旁路的LNG混再经过汽化器气化后输送至高压合进入高压泵，
［2］
管网。接收站再冷凝工艺流程图如图1。（2）直接压缩工艺。BOG经压缩机压缩后，直接输出到管网。
（3）火炬燃烧或放空。当罐内和舱内压力达到一定值时，为将压力降到安全可控范围内，往往
图1
Fig．1
LNG接收站再冷凝工艺流程图［3］
TheflowdiagramofrecondensationprocessofLNGterminal［3］
表1
Tab．1工况
参数
采取放空或火炬燃烧方式。放空或火炬燃烧将会
因此，此种方式为紧急情是对天然气的极大浪费，况下的安全处理措施。
LNG接收站BOG不同处理方式的能耗分析
TheanalysisofenergyconsumptionofdifferenttreatmentofBOGinLNGterminal
工况1再冷凝70897．50．751571586．57712514．5
0．134
工况1直接压缩49907．57．651571552．31194．92904．2
工况2再冷凝70897．50．751571586．57712514．5
0．137
工况2直接压缩70897．57．651571552．31781．53490．8
工况3再冷凝71717．50．751571586．97752518．9
0．138
工况3直接压缩71717．57．651571552．31799．43508．7
BOG气量/（kg/h）外输管网压力/MPa压缩机出口压力/MPa罐内泵功率/kW高压泵功率/kW压缩机功率/kW泵和压缩机总功率/kW
－1－1
节约能耗/（kWkg．h）
表格中主要说明了储罐产生不同BOG时，在工况1、工况2、工况3条件下再冷凝工艺和直接压缩工艺的能耗水平。
表2
Tab．2
压缩机出口压力与设备功耗关系
（1）LNG接收站BOG再冷凝和直接压缩能耗分析
表3
某卫星站BOG不同处理方式的能耗分析
Tab．3
Theanalysisofenergyconsumptionofdifferenttreat-mentofBOGinsatellitestation编号12345678
压力/MPa进口12341111
出口23453456
功率/kW压缩机3．511．921．210．925．927．969．6511．12
高压泵0．160．160．160．160．320．480．640．80
Therelationsbetweencompressoroutletpressureandequipmentpower
出口压力/MPa0．350．450．550．650．750．850．95
压缩机功耗/kW343431．4506．1571．2629．2681．5729．4
罐内泵功耗/kW39．856．773．790．6107．5124．5141．4
高压泵功耗/kW1754．71732．61710．11687．31664．31641．11617．8
设备总功耗/kW2137．52220．72289．92349．124012447．12488．6
（4）BOG通过返回臂输送至LNG船，用来平衡压力，填补船上LNG储罐卸料产生的真空，该法方便、快捷，但只适于LNG船卸料时使用
［4］
。
表格中，通过固定某一参数来实现不同工况下的节
4BOG处理工艺能耗分析
能对比。
第2期低温技术Cryogenics·37·
利用LNG接收站BOG处理系统实际运行的设备参数及运行中的工艺数据记录，对再冷凝及直接压缩工艺进行对比，结合数据模拟结果对不同条件下产生的BOG进行分析，以期以最优方式提高效率、降低成本的目的。达到节能降耗、
（2）卫星站BOG再冷凝和直接压缩能耗分析以山东某地卫星站（10座100m储罐）为例进行分析，具体见表3。
3
时，应当注意以下事项：
（1）在BOG完全冷凝的条件下，应当通过降低BOG的外输压力来减小压缩机的功耗，降低成本。
（2）大型LNG接收站，外输管网压力较高时，采用再冷凝工艺要优于直接压缩工艺，再冷凝能耗更低。
（3）小型卫星站、加注站应当采用直接压缩工艺能耗更低，再冷凝工艺投资较大，节能效果反而不明显。这主要是因为小型卫星站和和加注站BOG蒸发由于覆盖面积小，外输管网压力较小，
量有限。
（4）降低BOG的产生量。监控储罐、工艺管线、码头管线温度；现场巡检管道、设备保温情况、有无冒汗、异常结霜、保温层是否变形损坏等，防止管道局部或整体漏热使管道温度升高，使接收站系统BOG量增加参考文献
［1］周淑慧，郜婕，杨义，等．中国LNG产业发展现状、问
J］．国际石油经济，2013，21（6）：5－题与市场空间［15．
［2］李亚军，陈蒙．LNG接收站BOG多阶压缩再液化工
J］．化工学报，2013，64（3）：986－992．艺优化分析［
［3］李兆慈，王敏，亢永博．LNG接收站BOG的再冷凝工
J］．化工进展，2011，30（增刊）：521－524．艺［
［4］向丽君，全日，邱奎，等．LNG接收站BOG气体回收
．天然气化工，2012，37工艺改进与能耗分析［J］（3）：48－50．
［5］李兵，程香军，陈功剑．LNG接收站BOG处理技术优
J］．天然气与石油，2012，30（5）：27－30．化［
［5］
5对比分析
（1）在LNG接收站中，BOG产生的量越大
时，使用再冷凝工艺比直接压缩能耗低。但是，对BOG的再冷凝需要额外的冷量来补充。（2）通过对表1和表3工艺数据分析，再冷凝工况下能耗高低与BOG量、进出口压力、外输进出口压力相同的情压力相关。进口压力不同、况下，压缩机能耗随着进口压力的增大明显减小。（3）在进口压力相同情况下，随着出口压力的增大，压缩机能耗明显比高压泵能耗增长幅度大。即在外输管网压力较高的情况下，选择再冷凝工艺能耗更低。
（4）通过表2压缩机出口压力与设备功耗关系可知，罐内泵功耗随着出口压力的增大而升高，设备总功耗与出口压力呈正相关，但罐内泵和高压泵的功耗变化幅度不大，说明了总功耗的增加是由压缩机功耗的增加而引起。
。
6结论与建议
通过以上分析知道，在实际操作和工艺处理
（上接55页）参考文献
［1］邵双全，石文星，李先庭．VＲV空调系统特性与控制
策略研究（一）：电子膨胀阀－蒸发器联合调节特性J］．流体机械，2002，30：150－154．与控制策略［
［2］邵双全，石文星，李先庭．VＲV空调系统特性与控制
策略研究（二）：压缩机－冷凝器联合调节特性与控J］．流体机械，2002，30：155－158．制策略［
［3］邵双全，石文星，李先庭．VＲV空调系统特性与控制
策略研究（三）：蒸发器－压缩机联合调节特性与控
J］．流体机械，2002，30（加02）：159－160．制策略［
［4］邵双全，石文星，李先庭．VＲV空调系统特性与控制
策略研究（四）：冷凝器－电子膨胀阀联合调节特性J］．流体机械，2002，30：162－163．与控制策略［
［5］KumarM，KarIN．DesignofModel－BasedOptimizing
．ControlSchemeforanAir－ConditioningSystem［J］HVAC＆ＲＲesearch，2010，16（5）：565－597．［6］潘永平．冷库制冷系统多变量自适应模糊控制研究
［D］．广州：广东工业大学，2007．