• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.再液化流程
  • 4.再液化装置的基本功能
  • 5.自持式
  • 6.再液化循环
  • 6.1.制冷剂循环
  • 6.2.液化循环
  • 7.部分再液化装置
  • 7.1.吸热
  • 7.2.加压
  • 7.3.制冷
  • 7.4.沸点
  • 7.5.再液货使用注意事项

再液化

再液化是从安全和经济上考虑,对冷压式或全冷式液化气体船中的蒸发气体进行处理,减少蒸发的气体积聚,将蒸发气体再次液化回流进舱。处理方式有二种:一种是装设某种型式的再液化设备,另一种方法是将多余的货物蒸气排放掉或作为船舶的燃料消耗掉。

基本信息

  • 中文名

    再液化

  • 处理方式

    装设某种型式的再液化设备

  • 目的

    减少蒸发的气体积聚

  • 流程

    冷压式或全冷式液化气体船

再液化流程

对于冷压式或全冷式液化气体船,液货是在远低于环境温度下运输。由于舱内外温差大,外部的热量不可避免地要经过绝热材料或装卸过程传人液货舱内,同时船舶航行时会发生摇晃引起液体晃动而产生热量,这些热量会使液货不断蒸发可能会有危险,如果蒸发的气体积聚,那么舱内压力会升高。全冷式或冷压式船的液货舱的设计压力都小于环境温度下的货物蒸气压,因此当舱内压力过高时,压力释放阀被迫打开,把货物气体排入大气中,造成直接经济损失。如果压力释放阀失灵,会破坏液货舱结构,造成危险。另外液化气船在航行中,每一天货物蒸发率约为货物重量的0.2%一0.3%,因此从安全和经济上考虑,都需对蒸发气体进行处理。处理的方法有两种,一种是装设某种型式的再液化设备,将超压的蒸气重新冷凝液化后再回流到液货舱中;另一种方法是将多余的货物蒸气排放掉或作为船舶的燃料消耗掉。除LNG船以外的所有全冷式或冷压式液化气船,均设置某种型式的再液化设备,以便控制在装货、航行过程中液货舱的压力和温度。

再液化装置的基本功能

(1)在装货前,冷却液货舱及有关管路;

(2)在装载货时,将引起超压的货物蒸气再液化并回输到液货舱;

(3)在航行途中中,把货物温度和压力保持或降低在货物围护系统的设计限度内。此外,再液化装置中的某些设备,还有许多其他的辅助作用,如复叠式再液化系统中R22制冷装置,既可以用作货物蒸发器的热源,通过在液货舱内的加热盘管蒸发残留液货,又可用作冷却、干燥惰性气体或空气的冷源。船上配有直接式或复叠式再液化系统后,一般都不再另设货物压缩机,再液化系统中的压缩机兼作货物压缩机的用途。

一般根据船舶预期的用途、载运液化气货品种类、装载要求以及运输贸易需要来决定船上再液化装置的数量、型式和再液化能力。一般而言,再液化装置的再液化能力必须能在极端工作环境温度下(通常取空气温度为45℃,海水温度为32℃),保持液货舱内的液货蒸气压力小于压力释放阀的设定压力。备用机组的能力至少要等于设置的机组中最大一套的容量。当装载两种或更多种需互相隔离的货品时,再液化系统彼此应采取可拆除的短管或其他方法来达到完全隔离。在这种情况下,应为每种货品配备单独的装置与各自的备用机组来防止货品之间相互污染。

在理论上没有货损,并且还可以取消热效率较低蒸汽动力装置,选用热效率较高的柴油机动力装置,这是一种非常理想的再液化处理方法。但是,在液化BOG的过程中需要消耗的大量的电能,这样要求电网的负荷较大,需要对船舶电站重新进行改造和设计。对于一艘125000m 的LNG船来说,若每天的蒸发率为0.15%则所需的电力约为3600KW这就对船舶电站提出了更高的要求。

自持式

就是靠部分BOG来推动燃气透平或让部分BOG在锅炉中燃烧产生蒸汽带动蒸汽透平以满足再液化装置所需要的动力,同时让其对剩余的BOG再液化。采用此种方法就不需要消耗额外的能量。实现了BOG再液化的“自给自足”。研究表明:大约消耗1/3左右的BOG可以使得2/3左右的BOG得到回收,因此有很高的经济价值。

再液化循环

制冷剂循环

从冷箱出来的氮气经过第一级压缩机压缩后海水冷却,再进入第二级氮气压缩机压缩,再用海水冷却,最后经膨胀机驱动的第三级压缩机压缩后由海水冷却,进入冷箱预冷,再经过膨胀机膨胀,变成低温的氮气(约-160℃),与用压缩后的BOG进行热交换,之后进入另两个换热器对BOG和膨胀机前的冷剂预冷,最后进入第一级氮气压缩机,完成一个循环。

液化循环

从液货舱出来的BOG首先经过两级货物压缩机压缩后,进入到冷为第二个换热器进行热交换,之后进入液气分离器,液态的天然气进入最低温的换热器再次冷却后进入液货舱,而从分离器出来的气态天然气进入锅炉燃烧产生的蒸汽己满足蒸汽透平。与此同时,还有部分没有进入到两级压缩的BOG直接经过向锅炉供气的压缩机后进入锅炉燃烧。

部分再液化装置

吸热

利用一部分液货蒸发汽吸热,使其中另一部分蒸发汽冷却液化的装置。即将BOG的30%进行再液化, 其余的部分除了用于再液化过程的热交换之外,可在主锅炉内作为燃料烧掉这对那些BOR(Boil Off Rate)高而主机用不完这些BOG的LNG船非常适用,而对于那些BOG较低的LNG船意义不大。

利用这种再液化装置,可使LPG的全部蒸发汽重新液化。而对于LNG,则使其部分(约1/3左右)再液化,剩余的部分除用于再液化过程的热交换之外,在主锅炉内被燃烧掉。