专利名称：一种储罐中的蒸发气的回收系统和回收方法
技术领域：
本发明涉及低温液化石油气(LPG)的储存和输送技术领域，特别是涉及一种储罐中的蒸发气的回收系统和回收方法。
背景技术：
液化石油气(LPG)通常储存在图1所示的大型的储罐101中。在储存过程中，储罐101中的部分LPG1011会吸收环境漏入的热量，气化成蒸发气(BOG)聚集于储罐101内上部的空间，储罐101内由BOG构成的这部分空间称为储罐101的气相空间1012。与LPG 的气化同时到来的是其体积的增大(Im3的LPG气化后形成的BOG的体积变为200_230m3左右)，这对于原本内部气压为常压的储罐101而言是个考验，如果内部气压过大，储罐101将会受损，这会导致LPG和可燃性的BOG泄露，对环境和安全造成巨大的威胁。但是，如果直接将BOG排放到大气中，或者输送到火炬系统烧掉，将会带来资源的浪费和环境污染。现有技术采用图1所示的BOG回收系统来解决储罐101(主要是气相空间1012)内气压过大的问题。如图1所示，现有技术将气相空间1012中的常压BOG输送到压缩机102 进行压缩，生成的高压BOG进入空气冷却器103，其中的热量被进入空气冷却器103的空气带走，这样就使得高压BOG变为液态的LPG返回储罐101。现有技术满足了 BOG回收利用的要求，但还存在如下的问题为了尽可能高效地实现对高压BOG的液化，压缩机102通常将常压BOG压缩到非常高的压力(1. 7MPaG以上)， 这对压缩机的功率有着很高的要求，常常需要利用两台甚至多台压缩机才能实现，同时这对于压缩机102的使用寿命也有不利影响。而由于高压BOG的气压非常高，其被液化后返回储罐101的LPG却处在常压环境中，如此大的压差变化导致从空气冷却器103返回储罐 101的LPG的闪蒸量大，即因压力骤降而重新从LPG中挥发出来的BOG的量很大，这些BOG 需要重新由压缩机102进行压缩，因而现有技术中，压缩机102的循环工作量也很大，这导致压缩机102的能力过大，其能耗高、造价高、使用寿命短。另外，现有技术使用空气冷却器 103对高压BOG进行液化，其利用流动的空气来带走高压BOG的热量，因而尺寸非常大，占地面积也就很大，且其工作负荷受环境温度的影响并不稳定，这也导致压缩机102的工作不稳定。综上所述，现有技术提供的BOG回收技术的能耗和维护成本比较高，工作不稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种储罐中的蒸发气的回收系统和回收方法， 能降低BOG回收利用的能耗和维护成本，提高工作稳定性。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种储罐中的蒸发气BOG的回收系统，所述储罐中储存有常压低温的液化石油气LPG，所述储罐内上部空间为常压的BOG构成的气相空间；该系统包括将常压的BOG压缩为高压BOG的压缩机；将所述气相空间中的常压的BOG输送到所述压缩机的BOG输出管；将所述压缩机送来的所述高压BOG液化为高压 LPG的液化器；暂存所述液化器送来的所述高压LPG的收集罐；将所述收集罐内的所述高压LPG送到所述储罐内的LPG回收管；位于所述LPG回收管上、将所述高压LPG变为常压LPG 的开度可调的减压阀；向常压LPG提供动力以将其输送到所述液化器从而向所述液化器提供液化所需冷量的外输泵；将所述储罐中的常压LPG输送到所述外输泵的LPG输出管；其中，所述BOG输出管的一端与所述气相空间相通，另一端与所述压缩机的BOG输入端相连；所述LPG回收管的一端与所述收集罐相连，另一端位于所述储罐内。本发明的有益效果是本发明利用储罐中的需要外输的LPG的冷量对BOG进行液化，其能提供的冷量比空气多，因而本发明所使用的液化器的体积小，占地面积也小，液化效率比空气冷却器高，且工作稳定，这大大降低了 BOG压缩机的功率，与现有技术相比，经压缩机压缩后的高压BOG的气压要低得多(可为0. 4MPaG)，在减压阀开启从而使液化后的高压LPG变为常压LPG返回储罐后，闪蒸出的BOG也就比现有技术少得多，这大大减少了压缩机需要重新压缩的BOG的量，降低了压缩机的能力、能耗和造价，延长了其使用寿命，因此，本发明降低了 BOG回收利用的能耗和维护成本，提高了 BOG回收利用的工作稳定性。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进进一步，还包括检测所述收集罐内暂存的所述高压LPG的液面高度的液位检测器；分别与所述液位检测器和所述减压阀相连、根据所述液位检测器送来的所述高压LPG 的液面高度来控制所述减压阀的开度的第一控制器。 进一步，还包括位于所述LPG回收管上、通过自身的开关状态来控制所述LPG回收管的通断的开关阀。进一步，还包括向所述收集罐送来的所述高压LPG提供动力的增压泵；对所述增压泵提供动力后送来的外输压力状态的LPG进行加热并将得到的符合外输条件的LPG输出的加热器；将所述增压泵提供动力后的所述外输压力状态的LPG输送到所述加热器的增压输出管；位于所述增压输出管上、开度可调的LPG输出流量控制阀。进一步，还包括检测所述收集罐内暂存的所述高压LPG的液面高度的液位检测器；分别与所述液位检测器和所述LPG输出流量控制阀相连、根据所述液位检测器送来的所述高压LPG的液面高度来控制所述LPG输出流量控制阀的开度的第一控制器。进一步，还包括液化石油气输出管，其分别与所述增压输出管和所述液化器的液化石油气输出端相连，以将所述液化器中失去冷量的外输压力状态的LPG输送到所述增压输出管中。进一步，所述加热器包括外壳；穿过所述外壳的液化石油气管；与所述外壳相通、向所述外壳内部输送蒸汽的蒸汽管；与所述外壳相通、将所述外壳内部的凝液排出的凝液管；其中，所述液化石油气管的一端与所述增压输出管相连，另一端输出所述符合外输条件的 LPG ；所述液化石油气管位于所述外壳内部的部分为U形，其中的外输压力状态的LPG 吸收所述外壳内部的蒸汽的热量，变为所述符合外输条件的LPG，并使所述外壳内部的蒸汽变为凝液。进一步，还包括检测所述液化石油气管输出的所述LPG的温度的温度检测器；位于所述液化石油气管与所述增压输出管相连的管路上、开度可调的流量调节阀；分别与所述温度检测器和所述流量调节阀相连、根据所述温度检测器送来的所述LPG的温度来控制所述流量调节阀的开度的第二控制器。另外，本发明还提供了一种储罐中的蒸发气BOG的回收方法，该方法基于上述的回收系统；该方法包括步骤1 将所述储罐中的常压的BOG输送到所述压缩机中进行压缩，将得到的高压 BOG输送到所述液化器；由所述外输泵提供动力，将所述储罐中的LPG输送到所述液化器；步骤2 所述液化器利用所述LPG的冷量对所述高压BOG进行液化，将得到的高压 LPG输送到所述收集罐中进行暂存；步骤3 调节所述LPG回收管上的所述减压阀的开度，将所述收集罐中的所述高压 LPG减压为常压LPG，并使其沿所述LPG回收管进入所述储罐。进一步，所述回收系统还包括位于所述LPG回收管上、通过自身的开关状态来控制所述LPG回收管的通断的开关阀；所述步骤3中调节所述LPG回收管上的所述减压阀的开度的方法为检测所述收集罐内暂存的所述高压LPG的液面高度，判断其是否达到预定回收高度，如果是，则开启所述开关阀，根据所述高压LPG的液面高度来调节所述减压阀的开度，否则，不开启所述开关阀。进一步，所述回收系统还包括向所述收集罐送来的所述高压LPG提供动力的增压泵；对所述增压泵提供动力后送来的外输压力状态的LPG进行加热并将得到的符合外输条件的LPG输出的加热器；将所述增压泵提供动力后的所述外输压力状态的LPG输送到所述加热器的增压输出管；位于所述增压输出管上、开度可调的LPG输出流量控制阀；其特征在于，在所述步骤2之后，还包括步骤31-1 开启所述增压输出管上的所述LPG输出流量控制阀；步骤31-2 由所述增压泵提供动力，将所述收集罐中的所述高压LPG沿所述增压输出管输送到所述加热器；步骤31-3 所述加热器对所述高压LPG进行加热，将加热后得到的符合外输条件的LPG输出。进一步，所述回收系统还包括液化石油气输出管，其分别与所述增压输出管和所述液化器的液化石油气输出端相连；其特征在于，所述步骤2还包括在有LPG外输需求时，所述液化器将因参与液化而失去冷量的所述外输压力状态的LPG输送到所述增压输出管中，使其沿所述增压输出管到达所述加热器，所述加热器对其进行加热，将加热后得到的符合外输条件的LPG输出。进一步，执行所述步骤31-1的方法为在有LPG外输需求时，开启所述增压输出管上的所述LPG输出流量控制阀；在所述步骤31-1之后，在所述步骤31-2之前，该方法还包括步骤31_1_1 检测并根据所述收集罐内暂存的所述高压LPG的液面高度，调节所述LPG输出流量控制阀的开度，以保证所述增压输出管中的所述高压LPG的流量满足LPG的外输流量的要求。进一步，所述步骤31-3中将加热后得到的符合外输条件的LPG输出的方法为将加热后得到的LPG输出，并检测所述加热器输出的LPG的温度，判断其是否在外输温度范围内，如果为否，则调节外输压力状态的LPG沿所述增压输出管进入所述加热器的流量，使所述加热器输出的LPG的温度在所述外输温度范围内。
图1为现有技术提供的储罐中的BOG的回收系统的结构图；图2为本发明提出的储罐中的BOG的回收系统的结构图；图3为本发明提出的储罐中的BOG的回收方法的流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。图2为本发明提出的储罐中的BOG的回收系统的结构图。如图2所示，储罐201 中储存有常压低温的液化石油气(LPG)，储罐201内上部空间为常压的蒸发气(BOG)构成的气相空间2012，由于LPG是低温液体，因而气化而成的BOG的温度比环境温度低得多，也属于低温物质。图2所示的回收系统包括将常压的BOG压缩为高压BOG的压缩机202 ；将气相空间2012中的常压的BOG输送到压缩机202的BOG输出管221 ；将压缩机202送来的高压BOG液化为高压LPG的液化器203 ；暂存液化器203送来的高压LPG的收集罐204 ；将收集罐204内的高压LPG送到储罐201内的LPG回收管205 ；位于LPG回收管205上、将高压LPG变为常压LPG的开度可调的减压阀206 ；向常压LPG提供动力以将其输送到液化器 203，从而向液化器203提供液化所需冷量的外输泵220，这里，外输泵220向常压LPG提供动力的方法为提高常压LPG的压力，使其达到外输压力(该外输压力不是一个定值，而是根据LPG用户的需求来定，但通常在0. IMPaG左右)；将储罐201中的常压LPG输送到外输泵 220的LPG输出管222。要实现上述的BOG和LPG的输送要求，如图2所示，BOG输出管221的一端与气相空间2012相通，另一端与压缩机202的BOG输入端相连。LPG回收管205的一端与收集罐 204相连，另一端位于储罐201内。LPG输出管222的一端与外输泵220的输入端相连，另一端位于储罐201所储存的 LPG液面以下。外输泵220的输出端通过管线(图2中未标号)与液化器的冷量来源(LPG) 输入端相连。本发明中，外输泵220的位置可以如图2所示，位于储罐201外部，在其他实施例中，也可以位于储罐201内部的LPG液面以下的位置，这样，利用外输泵220与液化器 203相连的管线，就可以在储罐201内部将LPG输送到液化器203中，从而减少LPG输出管 222接收外部热量后对LPG冷量的影响，但这种结构又同时提高了对于外输泵220的耐低温的要求。在图2中，与储罐201相交的管线(如LPG回收管205、BOG输出管221、LPG输出管222或外输泵220与液化器203相连的管线)，其与储罐201相交的位置可以设置在储罐 201的顶部，这有利于防止储罐201的应力集中，提高储罐201的安全性能。本发明中，收集罐204是收集液化器203液化得到的高压LPG的装置，其内部具有一定的空间，可对一定量的高压LPG进行暂存。这里，高压LPG的压力通常要低于外输压力。 收集罐204通过LPG回收管205与储罐201相通，而储罐201中储存的是常压下的LPG，因而本发明中的收集罐204还作为高压LPG与常压LPG之间的缓冲装置，如图2所示，在LPG 回收管205上，还设有通过自身的开关状态来控制LPG回收管205的通断的开关阀224，其开关状态的转换可以在有LPG外输需求时通过手动方式来控制，也可以利用控制器(如图 2中的第一控制器208)来控制。在开关阀2M处于关闭状态时，收集罐204中的高压LPG 与储罐201中的常压LPG被隔离开来，由于减压阀206 —直处于开启状态，只是开度大小可调，因而在开关阀2M处于开启状态时，收集罐204中的高压LPG的压力降低到常压，并沿 LPG回收管205进入储罐201中，减压阀206的开度决定了 LPG回收管205中LPG的流量。 本发明利用收集罐204和减压阀206作为缓冲，有效解决了 LPG的压力释放问题。由于本发明中的液化器203对高压BOG进行液化的冷量来源是外输泵220送来的储罐201中的LPG，该冷源的冷量多，因而液化器203的液化效率高且稳定，体积和占地面积比较小，这大大降低了本发明压缩机202的功率，如图1所示的现有技术中，压缩机102要将常压的BOG压缩至1. 7MPaG的高压才能满足空气冷却器103的液化需求，而图2所示的本发明中，压缩机202仅需将其压缩至0. 4MPaG的高压即可满足液化器203的液化需求，这样，本发明中的压缩机202的数量、能力、功率、能耗都要比现有技术小得多。可见，本发明利用储罐中的需要外输的LPG的冷量对BOG进行液化，其能提供的冷量比空气多，因而本发明所使用的液化器的体积小，占地面积也小，液化效率比空气冷却器高，且工作稳定，这大大降低了 BOG压缩机的功率，与现有技术相比，经压缩机压缩后的高压BOG的气压要低得多(可为0. 4MPaG)，在减压阀开启从而使液化后的高压LPG变为常压LPG返回储罐后，闪蒸出的BOG也就比现有技术少得多，这大大减少了压缩机需要重新压缩的BOG的量，降低了压缩机的能力、能耗和造价，延长了其使用寿命，因此，本发明降低了 BOG回收利用的能耗和维护成本，提高了 BOG回收利用的工作稳定性。如图2所示，收集罐204与增压泵209通过输送高压LPG的未进行标号的管线相连，该回收系统还包括向收集罐204送来的高压LPG提供动力的增压泵209，这里，增压泵 209向高压LPG提供动力的方法为提高其压力，即增压泵209是一个提高液体物质(本发明中为高压LPG)的压力的设备，其对高压LPG加压后，LPG的压力提高到外输压力；对增压泵209提供动力后送来的外输压力状态的LPG进行加热并将得到的符合外输条件的LPG的加热器(图中未标号)；将增压泵209提供动力后得到的外输压力状态的LPG输送到加热器的增压输出管210 ；位于增压输出管210上、开度可调的LPG输出流量控制阀211。该结构为收集罐204中储存的高压LPG提供了另一个利用途径，即在外部用户有外输LPG (如丙烷、丁烷等)的需求(该需求包括流量需求和温度需求)时，可优先将收集罐204中暂存的高压LPG加热为符合外输需求的LPG输出，从而减少这些高压LPG进入储罐201后重新挥发(称为闪蒸)出的需要压缩机202重新进行压缩的BOG的量，进而减少本发明的能耗。本发明中，增压泵209是向高压LPG提供动力的设备，这是由于加热器是将外输压力状态的LPG加热达到符合外输需求(包括外输压力需求和温度需求)的LPG输出，其导致收集罐204缺乏外输LPG的动力，因而需要使用增压泵209来向高压LPG提供外输的动力，从而使高压LPG满足外输压力要求并源源不断进入加热器。收集罐204中储存的高压LPG液面上方也有一定的气相空间，该气相空间由高压 LPG闪蒸出的高压BOG组成，由于收集罐204气相空间的高压BOG与储罐201的气相空间 2012中的常压BOG的压力不同，如果收集罐204内没有高压LPG，则由于开关阀2M和减压阀206均为液相阀门，对气体起不到限制作用，因而收集罐204气相空间中的高压BOG将沿 LPG回收管205进入储罐201，造成储罐201气相空间的气压过大，对储罐201造成损坏，因此，收集罐204内的高压LPG的液面高度不能过低，当然，由于收集罐204的容积有限，高压 LPG的液面高度也有一个最大值，即收集罐204内高压LPG的液面高度是需要被限制在一个取值范围内的。增压泵209能向高压LPG提供动力，在收集罐204中储有足量高压LPG的情况下， 增压泵209可源源不断地实现高压LPG的外输，但却不能控制高压LPG的外输流量，尤其不能在收集罐204中储存的高压LPG的量不足的情况下停止外输，因而本发明在增压输出管 210上设置了 LPG输出流量控制阀211，其处于开启状态时，增压泵209可将收集罐204中储存的高压LPG加压输送到加热器，其处于关闭状态时，收集罐204中的高压LPG不能进入加热器，另外，LPG输出流量控制阀211的开度还可以控制增压输出管210中输送的LPG的流量，使其符合外输需求。在收集罐204中暂存的高压LPG的量不能满足外输需求的情况下，本发明还可将储罐201中储存的常压LPG加压输出，该加压的工作由外输泵220来完成，加压后的LPG 的压力达到外输压力，该外输压力状态的LPG沿外输泵与增压输出管210之间的外输管线 (图2没画该外输管线)进入增压输出管210，与增压泵209加压后的外输压力状态的LPG 混合，最终进入加热器进行加热和外输。当然，在收集罐204中暂存的高压LPG的量能满足外输需求的情况下，本发明利用增压泵209优先输出收集罐204中储存的高压LPG，以节省其进入储罐201后闪蒸出的BOG重新压缩液化所需的能量。在这两种情况下，外输泵220 或者将储罐201中的常压LPG加压(到外输压力)输出到增压输出管210，或者将储罐201 中的常压LPG加压(到外输压力)输出到液化器中提供液化所需的冷量，因而始终处于工作状态。为了达到保持收集罐204中高压LPG的液面高度的目的，本发明所提出的回收系统还包括检测收集罐204内暂存的高压LPG的液面高度的液位检测器207 ；第一控制器 208。如图2所示，第一控制器208与液位检测器207相连，可接收其送来的收集罐204 中高压LPG的液面高度。第一控制器208还与减压阀206相连，因而可以根据液位检测器 207送来的高压LPG的液面高度来自动控制减压阀206的开度，从而控制收集罐204中高压 LPG的减压及其进入储罐201的流量。进一步，第一控制器208还与LPG输出流量控制阀211相连，因而第一控制器208 可根据液位检测器207送来的高压LPG的液面高度来控制LPG输出流量控制阀211的开启、 关闭以及开度，从而控制通过增压输出管210输送到加热器的高压LPG的流量。图2中，液化器203在利用储罐201中的LPG的冷量对高压BOG进行液化之后，因参与液化而失去冷量的外输压力状态的LPG温度升高(尽管释放了冷量，但温度仍比环境温度低很多)，还可以将其输送到加热器中加热，在达到外输温度需求后进行外输。因此，本发明提出的回收系统还可以包括图2中的液化石油气输出管223，其分别与增压输出管210 和液化器203的液化石油气输出端相连，以将液化器203中失去冷量的外输压力状态的LPG 输送到增压输出管210中，进而通过增压输出管210进入加热器进行加热，变成温度符合外输需求的LPG输出。如图2所示，液化石油气输出管223与增压输出管210的连接位置在LPG输出流量控制阀211对增压输出管210的限制范围之外，这意味着液化器203所输出的外输压力状态的LPG要比收集罐204中的高压LPG在利用加热器进行加热从而外输的级别上更加优先。这样，在有外输需求时，可以有三种方案来实现LPG的外输第一种方案是，将参与液化器203的液化工作而失去冷量的外输压力状态的LPG通过增压输出管210输送到加热器进行加热输出，该方案比另外两种方案的优先级别要高；第二种方案是，开启LPG输出流量控制阀211，由增压泵209提供动力，将收集罐204中暂存的高压LPG加压输送到加热器中进行加热输出，该方案的优先级别高于第三种方案，而低于第一种方案，因而利用该方案进行LPG的外输时，增压输出管210所输送的可以全部为来自收集罐204的LPG (此时液化器203不工作，因而不输出失去冷量的外输压力状态的LPG)，也可以为来自收集罐204的 LPG与来自液化器203的失去冷量的LPG的混合物(此时液化器203工作，因而可输出失去冷量的LPG)；第三种方案是，储罐201中的常压LPG经外输泵220加压后直接由输送管线 (图2中未画出该输送管线)输送到增压输出管210，进而由增压输出管210输送到加热器中进行加热而输出，该方案中的输送管线的一端与外输泵220的出口相连，另一端与增压输出管210相连。本发明中的加热器可以采用如图2所示的结构，其包括外壳219 ；穿过外壳219 的液化石油气管；与外壳219相通、向外壳219内部输送蒸汽的蒸汽管217 ；与外壳219相通、将外壳219内部的凝液排出的凝液管218 ；外壳219内部的蒸汽加热液化石油气管中的 LPG,使其温度提高达到外输温度要求，而自身失去热量变为凝液，可见，该加热器是一种管壳式加热器。该加热器中，液化石油气管的一端013标示的一端)与增压输出管210相连，另一端014标示的一端)输出符合外输条件的LPG ；液化石油气管位于外壳219内部的部分为U形，其可以与外壳219内的蒸汽接触而实现换热，为了提高换热效率，该部分可以为多个相互串联的U形。该液化石油气管中流动的外输压力状态的LPG(如来自收集罐204的LPG、或来自收集罐204的LPG与来自液化器203的失去冷量的LPG的混合物、或来自储罐201的LPG)吸收蒸汽的热量，变为符合外输条件(包括流量外输条件和温度外输条件)的LPG输出，并使蒸汽因失去热量而变为凝液；如图2所示，蒸汽管217可以位于外壳219的上侧，其中流动的蒸汽(如水蒸汽)沿蒸汽管217进入外壳219并向液化石油气管中的LPG释放热量，自身变为凝液(如液态水) 后，可从外壳下部所连接的凝液管218输出。如图2所示，该回收系统还包括温度检测器215、流量调节阀212和第二控制器 216。其中，温度检测器215用于检测液化石油气管014所标示的一端的管线)输出的LPG 的温度，其与第二控制器216相连，可将检测到的LPG的温度送到第二控制器216。流量调节阀212位于液化石油气管与增压输出管210相连的管路013所标示的一端的管线)上， 且开度可调；第二控制器216除与温度检测器215相连外，还与流量调节阀212相连，因而第二控制器216可根据温度检测器215送来的LPG的温度来控制流量调节阀212的开度， 从而控制从增压输出管210进入液化石油气管013所标示的一端的管线)的外输压力状态的LPG的流量，保证外输的LPG的温度符合外输需求。这是因为从增压输出管210进入液化石油气管013所标示的一端的管线)的LPG的温度较低，不在外输的温度范围内，因而需要对其进行加热，如果该LPG输入液化石油气管的流量过大，则会因加热器的加热效率跟不上而造成加热器外输的LPG的温度达不到外输标准，这时就要对LPG从增压输出管 210进入液化石油气管的流量进行限制，减小低温物质的输入，从而提高外输LPG的温度， 使其符合外输温度要求。本发明中，凡是与LPG、未经过加热器加热过的BOG这些低温物质接触的设备(如外输泵220、压缩机202、液化器203、收集罐204、储罐201、增压泵209等)、器件(如减压阀206、LPG输出流量控制阀211、流量调节阀212、开关阀2M等)和管线(如LPG输出管 222、BOG输出管221、LPG回收管205、增压输出管210、石油气管213输送LPG和BOG混合物的管线、以及其他图2中未标号但输送LPG或低温BOG的管线，图2中未画出但可以位于外输泵220与增压输出管210之间的外输管线)，均要采用耐低温材料(如低温碳钢、不锈钢等)制成，或其中设有专门的隔热结构来防低温。凡与高温物质接触的器件或管线(如加热器的外壳219、蒸汽管217、液化石油气管输出加热后的LPG的部分等)需用耐高温材料制成。本发明中的减压阀206、LPG输出流量控制阀211、流量调节阀212可以采用气动或电动的阀门来实现，开关阀224除了利用气动或电动阀门来实现外，还可以采用手动阀门来实现。温度检测器215可用温度传感器来实现，液位检测器207可用高度传感器来实现，第一控制器208、第二控制器216可用微处理器、CPU、可编程逻辑器件等具有计算、判断功能的电路、器件来实现。基于本发明所提供的回收系统，本发明还提出了一种储罐中的蒸发气的回收方法，图3为该方法的流程图。如图3所示，该方法包括步骤1 将储罐中的常压的BOG输送到压缩机中进行压缩，将得到的高压BOG输送到液化器；由外输泵提供动力，将储罐中的LPG输送到液化器。这里，储罐是储存低温常压LPG的装置，由于低温LPG吸收环境热量的挥发，在储罐内上部空间会形成由BOG构成的气相空间，该气相空间的压力必须保持为常压，可略大于大气压，以保证外界空气不会进入储罐，从而防止可燃性的BOG发生燃烧、爆炸。因此，本发明将储罐气相空间中的常压的BOG输送到压缩机中进行压缩，并将得到的高压BOG(气压约为0. 4MPaG)输送到液化器进行液化。本发明是利用储罐中储存的低温LPG的冷量对高压BOG进行液化，LPG的冷量储藏量大，液化效率高且稳定，因而是一种优质的冷源。本发明利用LPG进行BOG的液化，可大大降低对于BOG压缩机的功率、能力、能耗的要求，这有利于提高压缩机的使用寿命，降低本发明的维护成本。本发明中的外输泵是将储罐中的LPG输送到液化器的装置，其向LPG提供动力，使 LPG能以稳定的流量输送到液化器。步骤2 液化器利用LPG的冷量对高压BOG进行液化，将得到的高压LPG输送到收
集罐中进行暂存。液化器是进行热量(与之相对应的是冷量)交换的装置，在液化器内部，LPG的冷量释放给高压B0G，或者说，高压BOG的热量传导给LPG，从而使LPG被加热至接近外输温度，而高压BOG则液化为高压LPG。收集罐是暂存高压LPG的装置，同时由于收集罐中的高压LPG要输送到储罐中变为常压的LPG，因而收集罐还可以起到缓冲LPG的压力变化的作用。
步骤3 调节LPG回收管上的减压阀的开度，将收集罐中的高压LPG减压为常压 LPG,并使其沿LPG回收管进入储罐。这里，LPG回收管是将收集罐中的高压LPG输送到储罐中的管线，其上设置有减压阀，其将收集罐中的高压LPG与储罐中的常压LPG隔离开来。该减压阀的开启意味着LPG 回收管的导通，由于LPG回收管一端连接收集罐(储有高压LPG和高压BOG)，另一端连接储罐内部(储有常压LPG和常压BOG)，因而其导通意味着LPG由收集罐中的高压状态变为储罐中的常压状态，同时该变为常压状态的LPG经由LPG回收管的输送进入储罐中。图2所示的回收系统还包括位于LPG回收管205上、通过自身的开关状态来控制 LPG回收管205的通断的开关阀224，因而这里的步骤3是在开关阀2M处于开启状态时进行的，在步骤3中，调节LPG回收管上的减压阀的开度的方法可以为自动开启，以提高本发明的自动化程度，降低人工使用率，该自动开启方式为利用图2中的液位检测器207来检测收集罐内暂存的高压LPG的液面高度，并将检测结果送到第一控制器208，由第一控制器 208来判断收集罐内的高压LPG的液面高度是否达到预定回收高度，如果是，则意味着收集罐内的高压LPG的量高于其最低值，能够保证内部的高压BOG不会沿LPG回收管进入储罐， 因而开启开关阀，并由第一控制器208根据收集罐204内高压LPG的液面高度来控制调节 LPG回收管上的减压阀的开度，从而将收集罐中的高压LPG减压为常压LPG，并使其以设定的流量沿LPG回收管进入储罐，否则，不开启LPG回收管上的开关阀。图2所示的回收系统还包括向收集罐204送来的高压LPG提供动力的增压泵 209 ；对增压泵209提供动力后送来的外输压力状态的LPG进行加热并将得到的符合外输条件的LPG输出的加热器；将增压泵209提供动力后的外输压力状态的LPG输送到加热器的增压输出管210 ；位于增压输出管210上、开度可调的LPG输出流量控制阀211。这样，在上述的步骤2之后，该方法还包括步骤31-1 开启增压输出管210上的LPG输出流量控制阀211。本步骤意味着图2中增压输出管210从增压泵209到加热器一段管线的导通，因而增压泵209可向收集罐204中的高压LPG提供动力，将其输送到加热器中。步骤31-2 由增压泵209提供动力，将收集罐204中的高压LPG沿增压输出管210 输送到加热器。步骤31-3 加热器对高压LPG进行加热，将加热后得到的符合外输条件的LPG输
出ο利用这里的步骤31-1至步骤31-3，可实现上述的加热输出石油气的第二种方案。这里的步骤31-1至步骤31-3是在步骤2之后执行的，其可以与上述的步骤3同时执行，也可以一先一后执行，即步骤31-1至步骤31-3可以在步骤3之前执行，也可以在其后执行。由于本发明提出的回收系统还包括液化石油气输出管223，其分别与增压输出管 210和液化器203的液化石油气输出端相连；因而上述的步骤2还可以包括在有LPG外输需求时，液化器203将因参与液化而失去冷量的外输压力状态的LPG通过液化石油气输出管223输送到增压输出管210中，使其沿增压输出管210输送到加热器，加热器对其进行加热，将加热后得到的符合外输条件的LPG输出。这样，就可以实现上述的实现LPG外输的优先级最高的第一种方案。
当然，本发明还可以利用外输泵220与增压输出管210相连的外输管线(图2中未画出该外输管线)，来将储罐201中储存的LPG加压输送到加热器中进行加热，从而得到符合外输需求的LPG输送给用户，实现上述的石油气外输的第三种方案。本发明中的加热器可以采用图2所示的结构，因而其加热得到LPG的方法为禾Ij用外壳219内部的蒸汽对液化石油气管中流动的外输压力状态的LPG的加热，使其变为符合温度和流量外输条件的LPG，从214所示的液化石油气管的一端输出。执行步骤31-1的方法为在有LPG外输需求时，开启增压输出管210上的LPG输出流量控制阀211。本发明中的有LPG外输需求，指的是用户对LPG有需求，该需求包括流量方面的需求和温度方面的需求，因而加热器所输出的LPG的流量要满足上述的流量方面的需求，其温度也要达到上述的温度方面的需求，无论哪个需求不满足，都意味着输出的产品不合格。这样，在步骤31-1之后，在步骤31-2之前，该方法还包括步骤31_1_1 利用图2 中的液位检测器207来检测收集罐204内暂存的高压LPG的液面高度，并将检测结果送到第一控制器208，由第一控制器208来控制调节LPG输出流量控制阀211的开度，从而控制增压输出管210中的外输压力状态的LPG的流量，保证增压输出管210中的LPG的流量满足上述对LPG的外输流量方面的要求。为了满足输出的LPG在温度方面的需求，本发明还在图2所示的回收系统中设置了温度检测器215和第二控制器216，则步骤31-3中将加热后得到的符合外输条件的LPG 输出的方法为利用液化石油气管(图2中214所标示的一端的管线)将加热器加热得到的LPG输出，并利用温度检测器215检测加热器输出的LPG的温度，将检测结果送到第二控制器216，由第二控制器216来判断该温度是否在外输温度范围内(即是否符合用户对外输 LPG在温度方面的需求)，如果为否，则由第二控制器216来控制调节外输压力状态的LPG 沿增压输出管210进入加热器(即石油气管上213所表示的一端的管线)的流量，使加热器输出的LPG的温度在上述的外输温度范围内，从而满足外输LPG在温度方面的需求。由此可见，本发明具有以下优点(1)本发明利用储罐中的需要外输的LPG的冷量对BOG进行液化，其能提供的冷量比空气多，因而本发明所使用的液化器的体积小，占地面积也小，液化效率比空气冷却器高，且工作稳定，这大大降低了 BOG压缩机的功率，与现有技术相比，经压缩机压缩后的高压BOG的气压要低得多(可为0. 4MPaG)，在减压阀开启从而使液化后的高压LPG变为常压 LPG返回储罐后，闪蒸出的BOG也就比现有技术少得多，这大大减少了压缩机需要重新压缩的BOG的量，降低了压缩机的能力、能耗和造价，延长了其使用寿命，因此，本发明降低了 BOG回收利用的能耗和维护成本，提高了 BOG回收利用的工作稳定性。(2)本发明充分利用了液化器输出的外输压力状态的LPG和来自收集罐的LPG进行外输，减少了加热器的蒸汽用量及负荷，进一步降低了本发明的能源消耗。(3)本发明中，由于利用第一控制器来根据收集罐中的高压LPG的液位来自动控制减压阀和LPG输出流量控制阀的开度，使收集罐中的高压LPG液位达到预定输出液位时才回收LPG，从而解决了 LPG的压力缓冲问题，还实现了对收集罐中高压LPG的综合利用，减小了本发明的能耗，使外输石油气满足了用户在流量方面的需求；同时，利用第二控制器来根据外输LPG的温度来控制流量调节阀的开度，因此，本发明使外输LPG时刻满足用户在温度和流量两方面的需求，保证了输出产品的质量。 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种储罐中的蒸发气BOG的回收系统，所述储罐中储存有常压低温的液化石油气 LPG，所述储罐内上部空间为常压的BOG构成的气相空间；其特征在于，该系统包括将常压的BOG压缩为高压BOG的压缩机；将所述气相空间中的常压的BOG输送到所述压缩机的BOG 输出管；将所述压缩机送来的所述高压BOG液化为高压LPG的液化器；暂存所述液化器送来的所述高压LPG的收集罐；将所述收集罐内的所述高压LPG送到所述储罐内的LPG回收管；位于所述LPG回收管上、将所述高压LPG变为常压LPG的开度可调的减压阀；向常压LPG 提供动力以将其输送到所述液化器从而向所述液化器提供液化所需冷量的外输泵；将所述储罐中的常压LPG输送到所述外输泵的LPG输出管；其中，所述BOG输出管的一端与所述气相空间相通，另一端与所述压缩机的BOG输入端相连； 所述LPG回收管的一端与所述收集罐相连，另一端位于所述储罐内。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括检测所述收集罐内暂存的所述高压LPG的液面高度的液位检测器；分别与所述液位检测器和所述减压阀相连、根据所述液位检测器送来的所述高压LPG的液面高度来控制所述减压阀的开度的第一控制器。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还包括位于所述LPG回收管上、通过自身的开关状态来控制所述LPG回收管的通断的开关阀。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括向所述收集罐送来的所述高压 LPG提供动力的增压泵；对所述增压泵提供动力后送来的外输压力状态的LPG进行加热并将得到的符合外输条件的LPG输出的加热器；将所述增压泵提供动力后的所述外输压力状态的LPG输送到所述加热器的增压输出管；位于所述增压输出管上、开度可调的LPG输出流量控制阀。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括检测所述收集罐内暂存的所述高压LPG的液面高度的液位检测器；分别与所述液位检测器和所述LPG输出流量控制阀相连、 根据所述液位检测器送来的所述高压LPG的液面高度来控制所述LPG输出流量控制阀的开度的第一控制器。
6.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于，还包括液化石油气输出管，其分别与所述增压输出管和所述液化器的液化石油气输出端相连，以将所述液化器中失去冷量的外输压力状态的LPG输送到所述增压输出管中。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述加热器包括外壳；穿过所述外壳的液化石油气管；与所述外壳相通、向所述外壳内部输送蒸汽的蒸汽管；与所述外壳相通、将所述外壳内部的凝液排出的凝液管；其中，所述液化石油气管的一端与所述增压输出管相连，另一端输出所述符合外输条件的LPG ；所述液化石油气管位于所述外壳内部的部分为U形，其中的外输压力状态的LPG吸收所述外壳内部的蒸汽的热量，变为所述符合外输条件的LPG，并使所述外壳内部的蒸汽变为凝液。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括检测所述液化石油气管输出的所述LPG的温度的温度检测器；位于所述液化石油气管与所述增压输出管相连的管路上、开度可调的流量调节阀；分别与所述温度检测器和所述流量调节阀相连、根据所述温度检测器送来的所述LPG的温度来控制所述流量调节阀的开度的第二控制器。
9.一种储罐中的蒸发气BOG的回收方法，该方法基于权利要求1所述的回收系统；其特征在于，该方法包括步骤1 将所述储罐中的常压的BOG输送到所述压缩机中进行压缩，将得到的高压BOG 输送到所述液化器；由所述外输泵提供动力，将所述储罐中的LPG输送到所述液化器；步骤2 所述液化器利用所述LPG的冷量对所述高压BOG进行液化，将得到的高压LPG 输送到所述收集罐中进行暂存；步骤3 调节所述LPG回收管上的所述减压阀的开度，将所述收集罐中的所述高压LPG 减压为常压LPG，并使其沿所述LPG回收管进入所述储罐。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述回收系统还包括位于所述LPG回收管上、通过自身的开关状态来控制所述LPG回收管的通断的开关阀；所述步骤3中调节所述 LPG回收管上的所述减压阀的开度的方法为检测所述收集罐内暂存的所述高压LPG的液面高度，判断其是否达到预定回收高度，如果是，则开启所述开关阀，根据所述高压LPG的液面高度来调节所述减压阀的开度，否则，不开启所述开关阀。
11.根据权利要求9所述的方法，所述回收系统还包括向所述收集罐送来的所述高压 LPG提供动力的增压泵；对所述增压泵提供动力后送来的外输压力状态的LPG进行加热并将得到的符合外输条件的LPG输出的加热器；将所述增压泵提供动力后的所述外输压力状态的LPG输送到所述加热器的增压输出管；位于所述增压输出管上、开度可调的LPG输出流量控制阀；其特征在于，在所述步骤2之后，还包括步骤31-1 开启所述增压输出管上的所述LPG输出流量控制阀；步骤31-2 由所述增压泵提供动力，将所述收集罐中的所述高压LPG沿所述增压输出管输送到所述加热器；步骤31-3 所述加热器对所述高压LPG进行加热，将加热后得到的符合外输条件的LPG 输出。
12.根据权利要求11所述的方法，所述回收系统还包括液化石油气输出管，其分别与所述增压输出管和所述液化器的液化石油气输出端相连；其特征在于，所述步骤2还包括 在有LPG外输需求时，所述液化器将因参与液化而失去冷量的所述外输压力状态的LPG输送到所述增压输出管中，使其沿所述增压输出管到达所述加热器，所述加热器对其进行加热，将加热后得到的符合外输条件的LPG输出。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，执行所述步骤31-1的方法为在有LPG 外输需求时，开启所述增压输出管上的所述LPG输出流量控制阀；在所述步骤31-1之后，在所述步骤31-2之前，该方法还包括步骤31-1-1 检测并根据所述收集罐内暂存的所述高压LPG的液面高度，调节所述LPG输出流量控制阀的开度，以保证所述增压输出管中的所述高压LPG的流量满足LPG的外输流量的要求。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤31-3中将加热后得到的符合外输条件的LPG输出的方法为将加热后得到的LPG输出，并检测所述加热器输出的LPG的温度，判断其是否在外输温度范围内，如果为否，则调节外输压力状态的LPG沿所述增压输出管进入所述加热器的流量，使所述加热器输出的LPG的温度在所述外输温度范围内。
全文摘要
本发明涉及一种储罐中的蒸发气的回收系统和回收方法。该系统包括将常压BOG压缩为高压BOG的压缩机；将常压BOG从储罐输送到压缩机的BOG输出管；将高压BOG液化为高压LPG的液化器；暂存高压LPG的收集罐；将收集罐内的高压LPG送到储罐的LPG回收管；位于LPG回收管上、对高压LPG减压的开度可调的减压阀；将常压LPG送到液化器以提供液化冷量的外输泵；将储罐中的常压LPG输送到外输泵的LPG输出管；其中，BOG输出管的一端与气相空间相通，另一端与压缩机的BOG输入端相连；LPG回收管的一端与收集罐相连，另一端位于储罐内。本发明能降低BOG回收利用的能耗和维护成本，提高工作稳定性。
文档编号F17C13/00GK102269327SQ20111021412
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者王红, 白改玲, 蔡国勇, 贾明, 陈令海 申请人:中国寰球工程公司