压缩甲烷气回收控制系统以及回收控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气体回收再利用的技术领域，尤其是指应用在液化天然气(LNG)存储和运输过程中蒸发气体(BOG)的回收。
【背景技术】
[0002]液化天然气(LNG)主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的能源，无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，液化天然气的重量仅为同体积水的45%左右。液化天然气是天然气经压缩、冷却至其沸点温度后变成液体，通常液化天然气储存在零下161.5摄氏度、0.1MPa左右的低温储存罐内，用专用船或油罐车运输，使用时重新气化。液化天然气燃烧后对空气污染非常小，而且放出的热量大，所以液化天然气是一种比较先进的能源。
[0003]现有LNG系统具有良好的绝热措施，但在储存和操作的过程中，因外界的热量传递和系统的冷却需要，其内部会不可避免地产生一定数量的蒸发气(Boiled Off Gas，简称BOG)。随着BOG数量的不断增加，LNG系统内部的温度和压力会随之升高，当LNG储罐内部压力高于系统设定的安全泄放压力时，LNG储罐罐顶的安全阀门将开启，将BOG直接泄放到火炬系统燃烧，以稳定系统内部压力。在LNG接收站投产初期，下游外输管线或燃气用户管网达不到接气条件或者用气需求较小，因此LNG接收站常会处于数周至数月较长时间的零外输工况或低流量外输工况。在上述情况下，LNG存储系统内的LNG会不断吸热气化成B0G，过多的BOG会被直接排放并燃烧，从而造成了高额的经济损失以及环境污染问题。目前，常规的BOG零排放处理装置都是利用BOG液化装置对BOG直接液化，将其送回至LNG储罐内，而由于BOG的自然蒸发和产生并非一个稳定的过程，需要反复启闭BOG液化装置，而BOG液化装置从启动达到运行往往需要3小时甚至5小时，直接导致在回收放散甲烷气时回收效率大幅度降低，而且实际操作时较困难，容易造成系统压力的失稳，如LNG储罐压力过低、就需要额外补气保压等措施；另外，所述液化装置一般均包括冷却装置、压缩装置等多种设备，因此导致甲烷气的回收系统较复杂，且占地面积偏大。
【发明内容】
[0004]为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中回收放散甲烷时回收效率低的问题从而提供一种不但可以提高回收率，而且回收设备简单的的压缩甲烷气的回收控制系统以及回收控制方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所述的一种压缩甲烷气回收控制系统，包括用于接收所述甲烷气的缓冲罐，所述压缩甲烷气回收控制系统还包括与所述缓冲罐相连接的混合装置以及与所述混合装置相连接的多级压缩装置，其中第一级压缩装置的入口通过管道与所述混合装置的出口相连接，所述第一级压缩装置的出口通过管道与所述混合装置的回流口相连接，且所述第一级压缩装置的出口与第二级压缩装置的入口通过管道相连接，所述缓冲罐与所述混合装置之间设有控制所述缓冲罐内的甲烷气进入所述混合装置的压力控制联锁装置以及所述混合装置和所述第一级压缩装置的入口之间设有控制所述多级压缩装置启闭的温度控制联锁装置。
[0006]在本发明的一个实施例中，所述压力控制联锁装置包括控制所述缓冲罐内的甲烷气进入所述混合装置的第一切断阀和调节加压升温后的甲烷气进入所述混合装置流量的第一调节阀以及调节加压升温后的甲烷气进入所述第二级压缩装置的第二调节阀。
[0007]在本发明的一个实施例中，所述压力控制联锁装置设有压力高位值和压力低位值，若所述缓冲罐出口的压力高于所述压力高位值，则启动所述第一切断阀和所述第一调节阀以及所述第二调节阀；若所述缓冲罐出口的压力低于所述压力低位值，则闭合所述第一切断阀和所述多级压缩装置。
[0008]在本发明的一个实施例中，所述温度控制联锁装置根据所述混合装置的出口温度调节所述第一调节阀，若所述混合装置的出口温度高于额定值，则调小所述第一调节阀，调大所述第二调节阀，使甲烷气进入所述混合装置的流量减少；若所述混合装置的出口温度低于额定值，则调大所述第一调节阀，调小所述第二调节阀，使甲烷气进入所述混合装置的流量增多。
[0009]在本发明的一个实施例中，所述第一级压缩装置的入口与所述混合装置之间设有伴热装置，所述伴热装置缠绕于所述第一级压缩装置与所述混合装置之间的管道上。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述伴热装置的伴热进料口上设有第二切断阀。
[0011]本发明还提供了一种压缩甲烷气回收控制方法，其步骤如下，包括:步骤S1:将要回收的甲烷气体通过缓冲罐进行收集缓冲，判断所述缓冲罐的出口压力与预设压力值的大小，当所述缓冲罐的出口压力高于第一预设值时，进入步骤S2 ;当所述缓冲罐的出口压力低于第二预设值时，继续收集甲烷气至所述缓冲罐的出口压力高于第一预设值，进入步骤
52;步骤S2:将甲烷气换热升温形成升温甲烷气，判断升温甲烷气的温度是否在设定范围内，若升温甲烷气的温度在设定范围内，进入步骤S3;若升温甲烷气的温度不在设定范围内，继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内，进入步骤S3 ;步骤S3:将升温甲烷气加压形成升温高压甲烷气；步骤S4:将部分升温高压甲烷气再次加压形成压缩甲烷气；同时，将部分升温高压甲烷气与所述步骤SI中的甲烷气进行混合形成升温甲烷气，从所述步骤S3开始循环。
[0012]在本发明的一个实施例中，所述步骤S2中，通过开启伴热设备的伴热进料口上的第二切断阀对甲烷气加热形成升温甲烷气，判断升温甲烷气的温度是否在设定范围内，若升温甲烷气的温度在设定范围内，闭合所述第二切断阀，进入步骤S3 ;若升温甲烷气的温度不在设定范围内，继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内，进入步骤
53ο
[0013]在本发明的一个实施例中，所述步骤S4中包括判断所述升温甲烷气温度的步骤，若升温甲烷气的温度在设定范围内，进入步骤S3 ;若升温甲烷气的温度不在设定范围内，继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内，进入步骤S3。
[0014]在本发明的一个实施例中，所述步骤S4中，若升温甲烷气的温度不在设定范围内，通过调节加压升温甲烷气进入所述混合装置的流量可使升温甲烷气的温度在设定范围内。
[0015]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点: 本发明所述的甲烷气回收控制系统以及回收控制方法，通过联锁减少人力成本的同时实现设备本质安全；另外，通过第一级压缩装置提高甲烷气压力的同时提升了甲烷气的温度，利用第一级压缩装置出口部分升温后的甲烷气与第一级压缩装置入口的甲烷气混合升温，既省去了其它介质的换热，还节约了占地面积，同时保证了压缩装置在正常的温度范围内运行。
【附图说明】
[0016]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例一所述压缩甲烷气回收系统的示意图；
图2是本发明实施例二所述压缩甲烷气回收系统的示意图；
图3是本发明实施例三所述压缩甲烷气回收系统的示意图；
图4是本发明实施例四所述压缩甲烷气回收系统的示意图；
图5是本发明实施例五所述压缩甲烷气回收控制系统的示意图；
图6是本发明实施例六所述压缩甲烷气回收控制系统的示意图。
【具体实施方式】
[0017]实施例一:
如图1所示，本实施例提供了一种压缩甲烷气回收系统，包括用于接收所述甲烷气的混合装置11以及与所述混合装置11相连接的多级压缩装置，其中第一级压缩装置121的入口通过管道与所述混合装置11的出口相连接，所述第一级压缩装置121的出口通过管道与所述混合装置11的回流口相连接，且所述第一级压缩装置121的出口与第二级压缩装置122的入口通过管道相连接。
[0018]上述是本发明所述的核心技术方案，本发明所述压缩甲烷气回收系统，包括用于接收所述甲烷气的混合装置11以及与所述混合装置11相连接的多级压缩装置，其中，所述混合装置11的出口通过管道与第一级压缩装置121的入口相连接，进入所述混合装置11内的低温甲烷气经过升温流入所述第一级压缩装置121的入口，由于甲烷气的温度较低，通常在零下160°左右，如果直接进入压缩装置会导致压缩装置不能正常工作，而经过升温后的甲烷气可以满足常温压缩装置的温度要求，避免使用价格昂贵的低温压缩装置；所述第一级压缩装置121的出口通过管道与所述混合装置11的回流口相连接，由于所述甲烷气经过所述第一级压缩装置12