液化天然气气化站中bog储罐功能的探讨
目前我国天然气事业进入了大发展的时期，随着天然气需求量的增加，液化天然气(lng)气化站不仅为城市(特别是无管道天然气或将lng作为过渡气源的城市)发展天然气提供一种新的模式，而且可以在管道天然气到来时作为一种有效的调峰手段。因此，在资源充足的前提下，发展lng供气是促进城市燃气化的有效途径之一[1]。
   查阅以往lng气化站的工艺设计资料，笔者发现，目前国内运行及在建的lng气化站中，一部分设置了bog(boil off gas，低温储罐内自然蒸发的气体)储罐，其余的并没有设置。本文通过分析bog储罐的设置方式及储气能力，探讨bog储罐有无设置的必要性。
1 国内lng气化站中bog储罐的设置情况
    刘新领在文献[1～3]中讨论了某燃气公司的lng气化站的工艺流程，用到了bog储罐。郑依秋在文献[4]中分析了lng储罐的压力控制原理，在气化站的主要设施及造价分析中，为总储量为200m3的lng气化站配备了2台20m3的bog储罐，为总储量为400m3的lng气化站配备了2台50m3的bog储罐。
    吴创明在文献[5、6]中探讨了lng气化站工艺流程设计中的关键问题，在其所举例的lng气化站流程中，未显示bog储罐的存在。文中对bog储罐的设置做了说明：对于调峰型lng供气站，为回收非调峰期槽车卸气后的余气和储罐中的bog，或为了使天然气混气站均匀混气，常在bog加热器出口增设bog储罐，其容量按回收槽车的余气量计算。
    刘江、张昌伟在文献[7]中讨论了lng气化站的工艺流程，该流程中未设置bog储罐。在作者参与的某市lng气化站的工程设计中，也未采用bog储罐。
2 bog储罐的设置方式、作用及必要性
    在lng气化站的工艺设计中，为了防止热泄漏引起罐内压力升高，lng储罐采用释放罐内气体的方法控制压力[4]。如图1所示，在lng储罐的气相管道上设置bog减压阀，当lng储罐内压力升高到设定值时，减压阀缓慢打开，将lng储罐内气体释放；当压力降回到设定值以下时，减压阀自动关闭。释放出的气体一般不排入大气，后续的工艺会将其回收利用。
 

    综合文献[1～4]，在lng气化站中bog储罐的设置见图2。lng储罐的bog出口经过bog减压阀后连接到bog加热器，卸完液态天然气后槽车内剩余的气态天然气也通过管道进入bog加热器。这些气体经bog加热器加热后进入bog储罐，以期能被临时储存。bog储罐的出口连接到空温式气化器和向城市供气的供气调压器之间。

    由图2可见，如果阀门v1未被设置或处于常开状态，则bog储罐起不到储存气体的作用。该bog储罐出口连接到空温式气化器与供气调压器之间，bog储罐内的压力与调压器前的压力p3相等。所有的定容储罐要储存气体，必须依靠罐内压力的变化才能实现，如天然气储备站中的高压球罐。该流程中bog储罐自身压力不能改变，不具备储气能力，因而实现不了储存bog的设计初衷。是否设置bog储罐，对lng储罐及汽车槽车bog的排出并没有影响。
    要实现bog储罐的储气功能，可在bog储罐储气时，将阀门v1关闭，在bog储罐泄放气体时，将此阀门打开，则此bog储罐可储存一定量的气体。如图2所示，如果lng储罐的bog减压阀的设定启动压力为p1，正在工作的lng储罐(与正在泄放bog的储罐应该不是同一储罐)内气体的工作压力为p2，阀门v1下游的压力(供气调压器之前的压力)为p3，供气调压器的出口设定压力(城市管网的供气压力)为p4，大气压力为p0，储罐的容积为v，忽略bog储罐内的温度对其储气量的影响，则bog储罐可储存的标准状态下的bog气体体积为。供气调压器前的压力p3应该介于p2和p4之间。lng气化站的气化量与城市天然气需求量接近时，p3应与p4很接近，如果lng气化站的气化量远大于城市天然气需求量，则p3与p2接近。bog储罐的储气量介于和之间。选择lng气化站一组典型运行参数为例，lng储罐供气时的工作压力p2=0.5mpa，bog减压阀的设定启动压力p1=0.6mpa，城市燃气管网的供气压力p4=0.4mpa，视lng气化站的工作状况不同，供气调压器前的压力p3应该介于0.4mpa与0.5mpa之间，则该bog储罐所能储存的标准状态下的bog体积为其容积的1～2倍。 从bog的排放途径考虑，lng储罐的日蒸发率不大于0.3%，卸完液态天然气后，汽车槽车内气态天然气的实际体积不超过40m3[4、5]，稍具规模的城镇燃气管网，在任何时候都能够接收lng气化站内lng储罐及汽车槽车内的bog的排放，所以lng气化站没有必要考虑bog的储存。
3 结论
   ① 目前lng气化站内设置的bog储罐，如果其出口未设置阀门或设置的阀门常开，则不能起到储存bog的作用。
   ② 如果在bog储罐出口设置阀门，通过操作该阀门可使bog储罐储存少量的天然气，储气量与bog储罐的容积、lng储罐的工作压力、lng储罐气相管道上bog减压阀的设定启动压力及城市燃气管网的供气压力有关。
   ③ 稍具规模的城市燃气管网的水力工况能接受lng气化站bog的排放，在气化站内设置储气设施没有必要。