LNG接收站調試初期BOG回收方法探討

文/王西超 楊書忠 張曉東 王玲玲

一、前言

近年來,隨著天然氣應用領域的推廣,我國天然氣需求量逐年增加,天然氣進口量也是逐年增加。液化天然氣（LNG）接收站作為我國進口天然氣設施的重要組成部分，發揮著重要的作用。而LNG接收站不可避免地會產生大量的閃蒸汽（BOG），若處理不當，將會導致儲罐超壓而發生危險，如果外排燃燒，則會造成資源的浪費以及環境的污染。因此BOG的處理是接收站設計和運行中的關鍵部分，也是接收站最為復雜的系統之一，關乎其安全有效的運行[1]。LNG接收站在調試、運行的不同階段，采用的BOG回收利用方法也不盡相同，主要根據接收站所處的調試運行階段、設備配置以及下游用戶情況來決定BOG回收利用的方法[2]。本文研究的BOG回收方法是在接收站調試運行初期，回收接收站內的BOG氣體，經過處理后轉化為高壓天然氣（CNG），通過CNG拖車外運至汽車加氣站，為天然氣汽車提供動力，既避免了能源的浪費，又可以為城市交通系統提供清潔動力。

二. LNG接收站調試初期BOG常用的處理方法

LNG接收站調試初期，LNG主要通過槽車外輸，下游管網及用戶未具備接氣條件。LNG儲罐及管道的預冷、LNG儲罐的自蒸發、保冷管道及裝車都會產生大量 BOG。這樣的情況下，正常的BOG再冷凝處理工藝無法自行冷凝處理 BOG[3]，勢必造成BOG超壓，只能將BOG通過火炬燃燒后排放至大氣，這種處理方法造成了環境污染與能源浪費[4]。 因此，可以考慮通過增加一套加壓裝置將BOG增壓達到25MPa。再由CNG運輸拖車直接外運至加氣站,加氣站的供氣壓力為25MPa。

本文提出了LNG接收站調試初期BOG回收新方法，即：CNG裝車回收方法。此方法國內尚未見相關文獻報道。且此方法控制系統簡單、投資不高，有較好的應用前景。筆者對這種回收方法的工藝流程、設計規模、總平面布置以及合理性進行了分析，希望為BOG合理排放提供參考。

三、LNG接收站調試初期BOG回收方法

在接收站調試初期且不具備外輸條件的情況下，可通過CNG裝車回收的方法實現外輸。

（一）CNG裝車回收工藝流程

LNG接收站調試初期產生的BOG經過BOG低溫壓縮機增壓后，將氣體溫度調整到在0～40℃，進入緩沖罐，經緩沖穩壓后進入壓縮機，經壓縮機三級增壓達到25MPa。從壓縮機出來的高壓天然氣，經加氣柱為天然氣運輸拖車加氣，再外運至加氣站為使用天然氣的出租車和公交車提供清潔能源,加氣站供氣壓力為25MPa。

（二）CNG裝車回收設計規模

根據BOG壓縮機的運行工況，負荷為50%時，BOG處理量為10.7Nm3/d，加氣母站一期規模為10萬Nm3/d；負荷為100%時，BOG處理量為37Nm3/d，加氣母站二期規模為30萬Nm3/d。

（三）總圖布置

本著節約用地，方便管理的原則，在滿足工藝流程的前提下，完成總圖布置。站區總用地面積10248.4平方米,站房建筑面積196.2平方米。站區北側為加壓區、氣化區、站區南側為加氣區、站區西側為站房。

（四）BOG回收方法的合理性

筆者對BOG回收新方法，分別從財務方面、社會影響方面、風險識別及應對措施方面分析了其合理性。

1．財務方面

根據LNG接收站調試初期BOG回收方案中的設計規模分別進行財務盈利能力分析及不確定性分析，財務內部收益率（稅后）為9.45%，高于基準收益率8%。說明盈利能力滿足企業最低要求，財務凈現值均大于零，投資回收期10.25年，即全部投資后10.25年資金能夠收回。從不確定性分析看，具有一定的抗風險能力。因此，從財務方面分析是合理的。

2．社會影響方面

此回收方法投產后可以滿足為汽車提供清潔能源，進而減少汽、柴油的使用，減少大氣污染，改善環境。同時可直接創造約二十個就業機會。同時存在的負面影響主要有：1建設和營運期，各類事故，空氣污染和噪聲、固體、水污染等可能對周邊環境產生一定的影響；2壓縮天然氣屬于易燃易爆物體，具備一定的危險性。

在周邊生活工作的居民既可能是項目的受益者，也可能是項目的受損者。受益的方面主要包括：項目的建設為部分待業和再就業人員提供了新的就業機會，這種就業機會除了直接的項目就業崗位外，還包括間接的由項目所帶動的周邊餐飲、住宿、車輛保養維修等就業機會。受到項目不利影響的方面主要包括：1施工期和營運期對環境的影響。2壓縮天然氣的裝卸、儲存和運輸可能會對周邊地區有一定的安全影響。但上述影響只要在營運過程中嚴格注意監控和安全操作，并采取相應措施，影響是較小的。綜上所述，此方法與當地社會環境的適應性較好，能夠為當地人文環境所接納。

3．風險識別及應對措施方面

此回收方法的產品壓縮天然氣,而壓縮天然氣的適用對象是城市出租車,本文針對城市汽車加氣行業實際運作和能夠預見的風險做出了分析。從總體來看，可能遇到的風險主要有以下幾種：政策、氣價、市場、安全事故。

（1）政策風險

天然氣汽車的推廣利用離不開政府的引導和支持。幾乎所有實施天然氣汽車項目的城市，都出臺了相關政策和法規，并通過嚴格執法來限制燃油汽車的尾氣排放，促進了天然氣汽車的推廣。此回收方法建成投產后將大大減輕城市的大氣污染，改善投資環境，優化能源結構，與國家的能源政策、環保政策是一致的。故其政策風險較小。

（2）氣價風險

壓縮天然氣（CNG）的售價實行政府指導價，且此回收方法是回收準備放散掉的BOG，相較于其他利用管道氣作為氣源的壓縮天然氣母站，其成本價中的氣源價格有很大的優勢。故此回收方法的氣價風險較小。

（3）市場風險

目前市場上研究應用的新能源汽車基本為：純電動車、混合動力汽車、燃料電池汽車、天然氣汽車和醇醚燃料汽車。短期內能大規模市場化的是純電動汽車及燃氣汽車，然而，政策扶持的電動汽車主要發展方向為城市公交車、機關辦公小客車和中心城區的私家車，而本文研究的主要用戶為出租車，與電動汽車的用戶群并不沖突。故此回收方法市場前景較好，市場風險較小。

（4）安全事故風險

由于此回收方法的原料和產品為可燃物質，生產區內大部分區域為爆炸危險區，一旦泄漏容易造成火災與爆炸，危及設備及人身安全。可通過要求管理操作人員在生產過程中，嚴格按規章制度的要求進行工作，加強設備與保護系統的維護，保證人身、設備及生產設施的安全，降低安全事故風險。

四、結束語

本文研究的BOG回收方法各項經濟評價均優于國家行業基準，經濟上可行。控制系統簡單、操作控制難度低，避免了投產前期大量尾氣通過火炬排放，有較好的環保效益。實施后，可以為汽車提供清潔能源，將大大減輕城市的大氣污染，改善投資環境，優化能源結構，其環境效益、社會效益顯著。建議盡快確定合作的加氣站，以保證下游市場的穩定。確定設備選型、控制方案優化等工作。