摘　要：分析液化天然气(LNG)与压缩天然气(CNG)汽车加气合建站中，回收利用BOG的设计方案，计算其经济效益，分析其必要性。

关键词：LNG加气站　CNG加气站　合建站　BOG　回收利用

Recycling of BOG in Combined LNG and CNG Vehicle Filling Station

Abstract：The design scheme of recycling of BOG in combined LNG and CNG vehicle filling station is analyzed．The economic benefit from recycling of boil-off gas(BOG)is calculated，and its necessity is analyzed．

Key words：LNG filling station；CNG filling station；combined station；boil—off gas(BOG)：recycling

本文以白银市某新建LNG与CNG汽车加气合建站为研究对象，针对该汽车加气合建站中产生蒸发气体(BOG)的放散问题，通过完善设计流程使BOG得以回收利用。

1　LNG与CNG汽车加气合建站的工艺设计

1．1　合建站规模及主要设备

合建站规模：LNG加气区加气能力为730×10⁴m³／a，CNG加气区加气能力为730×10⁴m³／a，合建站总加气能力为1460×10⁴m³／a。

LNG加气区主要设备有LNG槽车l辆，LNG储罐l台、LNG柱塞泵2台、LNG加气机2台等。CNG加气区主要设备有调压计量橇1台、干燥器1台、CNG储气瓶组l台、CNG压缩机2台、CNG加气机6台等。

1．2　工艺流程

LNG加气区工艺流程：LNG由LNG槽车运至加气区内，通过卸车口卸入LNG储罐内。当加气时，开启柱塞泵将储罐内的LNG升压至1.0MPa后送至加气机给汽车加气。站内产生的BOG及安全阀放散的气体(EAG)通过低压放散装置放散。

CNG加气区工艺流程：来自管网的1.2MPa管道天然气，经调压计量后进入干燥器脱水，再经CNG压缩机加压至25MPa后，一部分送至站内储气瓶组，另一部分送至加气机给汽车加气。站内产生的EAG通过高、低压放散装置分别放散。

2　LNG加气区的BOC诗算

参考国内各厂家相关设备的设计参数，各设备日蒸发率(LNG静置达到热平衡后，24h内自然蒸发损失的LNG质量和有效体积下LNG质量的比例)如下：LNG槽车日蒸发率为0.3％，LNG储罐日蒸发率为0.3％，柱塞泵日蒸发率为0.15％，加气机日蒸发率为0.15％。

LNG加气区日加气量为2×10⁴m³／d，60m³的LNG储罐储存时间为2d，50m³的LNG槽车每2日往返运输l次，充装系数为0.9。自然传热产生的BOG约为78m³／d，卸车产生的BOG约为57m³／d，加气产生的BOG约为l87m³／d。LNG加气区日产生BOG的量为322m³／d。

3　回收利用方案

3．1　方案一

在工艺流程中增加BOG回收工艺。将加气区内BOG全部经加热器加热到环境温度送至回收罐中，然后送入CNG压缩机加压至25MPa，送入CNG储气瓶组。

该方案需增加的工艺设备有：容积为5m³、工作压力为2.5MPa的回收罐l台，l00m³／h加热器1台，流量为100m³／h、排气压力为25MPa的CNG压缩机1台。

3．2　方案二

工艺流程中增加BOG回收工艺。将加气区内产生的BOG全部经加热器加热到环境温度后送至回收罐中，然后送到CNG压缩机，加压至天然气管网的进站压力(即1.2MPa)后，送入CNG加气区干燥器上游天然气管道中。

该方案需增加的工艺设备有：容积为5m³、工作压力为2.5MPa的回收罐l台，l00m³／h加热器1台，流量为100m³／h、排气压力为l.2MPa的CNG压缩机1台。

3．3　方案比较

两种方案工艺流程很相似，区别在于CNG压缩机技术参数及造价不同。

比较两种方案的设备技术参数和造价，方案二更合理，造价更低。因此选用方案二对本工程进行优化设计。

优化设计后LNG加气区工艺流程为：LNG由LNG槽车运至加气区内，通过卸车口卸入LNG储罐内。当加气时，开启LNG柱塞泵将储罐内的LNG升压至1.0MPa后送至加气机给汽车加气。产生的BOG全部经加热器加热到环境温度后送至回收罐中，然后送到CNG压缩机，加压至天然气管网的进站压力(即1.2MPa)后，送入CNG加气区干燥器上游天然气管道中。LNG加气区内产生的EAG，通过低压放散装置放散。

4　经济效益计算

4．1　投资估算

以目前国内市场上LNG设备价格计算，回收罐约5.5×10⁴形台，加热器约2.5×10⁴元／台，CNG压缩机(功率为50kW)约16×10⁴元／台，增加管道及附件等费用约2×10⁴元，共计设备费用约26×10⁴元。

4．2　耗能计算

回收BOG的能耗在CNG压缩机的用电上，以LNG加气区产生BOG的量为322m³／d计算，1d内可充满容积为5m³、工作压力为2.5MPa的回收罐约2.5次，CNG压缩机间歇性开启，每次开启1.25h即可将回收罐内气体抽空，每天共计开启压缩机的时间为3.2h。CNG压缩机的电机功率为50kW，计算后可得出其日耗电量为l60kW·h／d。以当地电价2.0元／(kW·h)计算，日耗电费用为320元／d，年耗电费用为11.7×10⁴元／a。

4．3　节气收益计算

以2013年10月份白银市市天然气价格计算，天然气进气价为2.45元／m³，售气价为4.60元／m³，以BOG回收量为322m³／d计算，每日可增加的经济收益为692元／d，每年可增加经济收益为25.2×10⁴元d。

4．4　经济效益分析

BOG回收总投入没备费用共计26×10⁴元，年增加售气收入为25.2×10⁴元／a，年增加耗电费用11.7×10⁴元／a，设备折旧费及维修费约为2×10⁴元a，即年总收益为11.5×10⁴元a。那么，3年即可回收投入的资金，此后每年可增加经济收益ll.5×10⁴元／a。

5　回收BOG的必要性

在本文讨论的汽车加气合建站中虽然产生BOG的量较少，但是存在安全隐患。因此，回收BOG是减少安全隐患的十分必要的措施。随着我国天然气行业迅速发展，国内天然气产量无法满足国内市场需求，因此，日常生产中回收利用天然气是十分必要的节能手段。从此项工程看，回收BOG创造的经济效益也是明显的。

本文作者：冯伯媛  冯雪源  曲平  赵宏

作者单位：中交煤气热力研究设计院有限公司

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