專利名稱：一種儲罐中的蒸發氣的回收系統和回收方法
技術領域：
本發明涉及低溫液化石油氣(LPG)的儲存和輸送技術領域，特別是涉及一種儲罐中的蒸發氣的回收系統和回收方法。
背景技術：
液化石油氣(LPG)通常儲存在圖1所示的大型的儲罐101中。在儲存過程中，儲罐101中的部分LPG1011會吸收環境漏入的熱量，氣化成蒸發氣(BOG)聚集于儲罐101內上部的空間，儲罐101內由BOG構成的這部分空間稱為儲罐101的氣相空間1012。與LPG 的氣化同時到來的是其體積的增大(Im3的LPG氣化后形成的BOG的體積變為200_230m3左右)，這對于原本內部氣壓為常壓的儲罐101而言是個考驗，如果內部氣壓過大，儲罐101將會受損，這會導致LPG和可燃性的BOG泄露，對環境和安全造成巨大的威脅。但是，如果直接將BOG排放到大氣中，或者輸送到火炬系統燒掉，將會帶來資源的浪費和環境污染。現有技術采用圖1所示的BOG回收系統來解決儲罐101(主要是氣相空間1012)內氣壓過大的問題。如圖1所示，現有技術將氣相空間1012中的常壓BOG輸送到壓縮機102 進行壓縮，生成的高壓BOG進入空氣冷卻器103，其中的熱量被進入空氣冷卻器103的空氣帶走，這樣就使得高壓BOG變為液態的LPG返回儲罐101。現有技術滿足了 BOG回收利用的要求，但還存在如下的問題為了盡可能高效地實現對高壓BOG的液化，壓縮機102通常將常壓BOG壓縮到非常高的壓力(1. 7MPaG以上)， 這對壓縮機的功率有著很高的要求，常常需要利用兩臺甚至多臺壓縮機才能實現，同時這對于壓縮機102的使用壽命也有不利影響。而由于高壓BOG的氣壓非常高，其被液化后返回儲罐101的LPG卻處在常壓環境中，如此大的壓差變化導致從空氣冷卻器103返回儲罐 101的LPG的閃蒸量大，即因壓力驟降而重新從LPG中揮發出來的BOG的量很大，這些BOG 需要重新由壓縮機102進行壓縮，因而現有技術中，壓縮機102的循環工作量也很大，這導致壓縮機102的能力過大，其能耗高、造價高、使用壽命短。另外，現有技術使用空氣冷卻器 103對高壓BOG進行液化，其利用流動的空氣來帶走高壓BOG的熱量，因而尺寸非常大，占地面積也就很大，且其工作負荷受環境溫度的影響并不穩定，這也導致壓縮機102的工作不穩定。綜上所述，現有技術提供的BOG回收技術的能耗和維護成本比較高，工作不穩定。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種儲罐中的蒸發氣的回收系統和回收方法， 能降低BOG回收利用的能耗和維護成本，提高工作穩定性。本發明解決上述技術問題的技術方案如下一種儲罐中的蒸發氣BOG的回收系統，所述儲罐中儲存有常壓低溫的液化石油氣LPG，所述儲罐內上部空間為常壓的BOG構成的氣相空間；該系統包括將常壓的BOG壓縮為高壓BOG的壓縮機；將所述氣相空間中的常壓的BOG輸送到所述壓縮機的BOG輸出管；將所述壓縮機送來的所述高壓BOG液化為高壓 LPG的液化器；暫存所述液化器送來的所述高壓LPG的收集罐；將所述收集罐內的所述高壓LPG送到所述儲罐內的LPG回收管；位于所述LPG回收管上、將所述高壓LPG變為常壓LPG 的開度可調的減壓閥；向常壓LPG提供動力以將其輸送到所述液化器從而向所述液化器提供液化所需冷量的外輸泵；將所述儲罐中的常壓LPG輸送到所述外輸泵的LPG輸出管；其中，所述BOG輸出管的一端與所述氣相空間相通，另一端與所述壓縮機的BOG輸入端相連；所述LPG回收管的一端與所述收集罐相連，另一端位于所述儲罐內。本發明的有益效果是本發明利用儲罐中的需要外輸的LPG的冷量對BOG進行液化，其能提供的冷量比空氣多，因而本發明所使用的液化器的體積小，占地面積也小，液化效率比空氣冷卻器高，且工作穩定，這大大降低了 BOG壓縮機的功率，與現有技術相比，經壓縮機壓縮后的高壓BOG的氣壓要低得多(可為0. 4MPaG)，在減壓閥開啟從而使液化后的高壓LPG變為常壓LPG返回儲罐后，閃蒸出的BOG也就比現有技術少得多，這大大減少了壓縮機需要重新壓縮的BOG的量，降低了壓縮機的能力、能耗和造價，延長了其使用壽命，因此，本發明降低了 BOG回收利用的能耗和維護成本，提高了 BOG回收利用的工作穩定性。在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進進一步，還包括檢測所述收集罐內暫存的所述高壓LPG的液面高度的液位檢測器；分別與所述液位檢測器和所述減壓閥相連、根據所述液位檢測器送來的所述高壓LPG 的液面高度來控制所述減壓閥的開度的第一控制器。 進一步，還包括位于所述LPG回收管上、通過自身的開關狀態來控制所述LPG回收管的通斷的開關閥。進一步，還包括向所述收集罐送來的所述高壓LPG提供動力的增壓泵；對所述增壓泵提供動力后送來的外輸壓力狀態的LPG進行加熱并將得到的符合外輸條件的LPG輸出的加熱器；將所述增壓泵提供動力后的所述外輸壓力狀態的LPG輸送到所述加熱器的增壓輸出管；位于所述增壓輸出管上、開度可調的LPG輸出流量控制閥。進一步，還包括檢測所述收集罐內暫存的所述高壓LPG的液面高度的液位檢測器；分別與所述液位檢測器和所述LPG輸出流量控制閥相連、根據所述液位檢測器送來的所述高壓LPG的液面高度來控制所述LPG輸出流量控制閥的開度的第一控制器。進一步，還包括液化石油氣輸出管，其分別與所述增壓輸出管和所述液化器的液化石油氣輸出端相連，以將所述液化器中失去冷量的外輸壓力狀態的LPG輸送到所述增壓輸出管中。進一步，所述加熱器包括外殼；穿過所述外殼的液化石油氣管；與所述外殼相通、向所述外殼內部輸送蒸汽的蒸汽管；與所述外殼相通、將所述外殼內部的凝液排出的凝液管；其中，所述液化石油氣管的一端與所述增壓輸出管相連，另一端輸出所述符合外輸條件的 LPG ；所述液化石油氣管位于所述外殼內部的部分為U形，其中的外輸壓力狀態的LPG 吸收所述外殼內部的蒸汽的熱量，變為所述符合外輸條件的LPG，并使所述外殼內部的蒸汽變為凝液。進一步，還包括檢測所述液化石油氣管輸出的所述LPG的溫度的溫度檢測器；位于所述液化石油氣管與所述增壓輸出管相連的管路上、開度可調的流量調節閥；分別與所述溫度檢測器和所述流量調節閥相連、根據所述溫度檢測器送來的所述LPG的溫度來控制所述流量調節閥的開度的第二控制器。另外，本發明還提供了一種儲罐中的蒸發氣BOG的回收方法，該方法基于上述的回收系統；該方法包括步驟1 將所述儲罐中的常壓的BOG輸送到所述壓縮機中進行壓縮，將得到的高壓 BOG輸送到所述液化器；由所述外輸泵提供動力，將所述儲罐中的LPG輸送到所述液化器；步驟2 所述液化器利用所述LPG的冷量對所述高壓BOG進行液化，將得到的高壓 LPG輸送到所述收集罐中進行暫存；步驟3 調節所述LPG回收管上的所述減壓閥的開度，將所述收集罐中的所述高壓 LPG減壓為常壓LPG，并使其沿所述LPG回收管進入所述儲罐。進一步，所述回收系統還包括位于所述LPG回收管上、通過自身的開關狀態來控制所述LPG回收管的通斷的開關閥；所述步驟3中調節所述LPG回收管上的所述減壓閥的開度的方法為檢測所述收集罐內暫存的所述高壓LPG的液面高度，判斷其是否達到預定回收高度，如果是，則開啟所述開關閥，根據所述高壓LPG的液面高度來調節所述減壓閥的開度，否則，不開啟所述開關閥。進一步，所述回收系統還包括向所述收集罐送來的所述高壓LPG提供動力的增壓泵；對所述增壓泵提供動力后送來的外輸壓力狀態的LPG進行加熱并將得到的符合外輸條件的LPG輸出的加熱器；將所述增壓泵提供動力后的所述外輸壓力狀態的LPG輸送到所述加熱器的增壓輸出管；位于所述增壓輸出管上、開度可調的LPG輸出流量控制閥；其特征在于，在所述步驟2之后，還包括步驟31-1 開啟所述增壓輸出管上的所述LPG輸出流量控制閥；步驟31-2 由所述增壓泵提供動力，將所述收集罐中的所述高壓LPG沿所述增壓輸出管輸送到所述加熱器；步驟31-3 所述加熱器對所述高壓LPG進行加熱，將加熱后得到的符合外輸條件的LPG輸出。進一步，所述回收系統還包括液化石油氣輸出管，其分別與所述增壓輸出管和所述液化器的液化石油氣輸出端相連；其特征在于，所述步驟2還包括在有LPG外輸需求時，所述液化器將因參與液化而失去冷量的所述外輸壓力狀態的LPG輸送到所述增壓輸出管中，使其沿所述增壓輸出管到達所述加熱器，所述加熱器對其進行加熱，將加熱后得到的符合外輸條件的LPG輸出。進一步，執行所述步驟31-1的方法為在有LPG外輸需求時，開啟所述增壓輸出管上的所述LPG輸出流量控制閥；在所述步驟31-1之后，在所述步驟31-2之前，該方法還包括步驟31_1_1 檢測并根據所述收集罐內暫存的所述高壓LPG的液面高度，調節所述LPG輸出流量控制閥的開度，以保證所述增壓輸出管中的所述高壓LPG的流量滿足LPG的外輸流量的要求。進一步，所述步驟31-3中將加熱后得到的符合外輸條件的LPG輸出的方法為將加熱后得到的LPG輸出，并檢測所述加熱器輸出的LPG的溫度，判斷其是否在外輸溫度范圍內，如果為否，則調節外輸壓力狀態的LPG沿所述增壓輸出管進入所述加熱器的流量，使所述加熱器輸出的LPG的溫度在所述外輸溫度范圍內。
圖1為現有技術提供的儲罐中的BOG的回收系統的結構圖；圖2為本發明提出的儲罐中的BOG的回收系統的結構圖；圖3為本發明提出的儲罐中的BOG的回收方法的流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。圖2為本發明提出的儲罐中的BOG的回收系統的結構圖。如圖2所示，儲罐201 中儲存有常壓低溫的液化石油氣(LPG)，儲罐201內上部空間為常壓的蒸發氣(BOG)構成的氣相空間2012，由于LPG是低溫液體，因而氣化而成的BOG的溫度比環境溫度低得多，也屬于低溫物質。圖2所示的回收系統包括將常壓的BOG壓縮為高壓BOG的壓縮機202 ；將氣相空間2012中的常壓的BOG輸送到壓縮機202的BOG輸出管221 ；將壓縮機202送來的高壓BOG液化為高壓LPG的液化器203 ；暫存液化器203送來的高壓LPG的收集罐204 ；將收集罐204內的高壓LPG送到儲罐201內的LPG回收管205 ；位于LPG回收管205上、將高壓LPG變為常壓LPG的開度可調的減壓閥206 ；向常壓LPG提供動力以將其輸送到液化器 203，從而向液化器203提供液化所需冷量的外輸泵220，這里，外輸泵220向常壓LPG提供動力的方法為提高常壓LPG的壓力，使其達到外輸壓力(該外輸壓力不是一個定值，而是根據LPG用戶的需求來定，但通常在0. IMPaG左右)；將儲罐201中的常壓LPG輸送到外輸泵 220的LPG輸出管222。要實現上述的BOG和LPG的輸送要求，如圖2所示，BOG輸出管221的一端與氣相空間2012相通，另一端與壓縮機202的BOG輸入端相連。LPG回收管205的一端與收集罐 204相連，另一端位于儲罐201內。LPG輸出管222的一端與外輸泵220的輸入端相連，另一端位于儲罐201所儲存的 LPG液面以下。外輸泵220的輸出端通過管線(圖2中未標號)與液化器的冷量來源(LPG) 輸入端相連。本發明中，外輸泵220的位置可以如圖2所示，位于儲罐201外部，在其他實施例中，也可以位于儲罐201內部的LPG液面以下的位置，這樣，利用外輸泵220與液化器 203相連的管線，就可以在儲罐201內部將LPG輸送到液化器203中，從而減少LPG輸出管 222接收外部熱量后對LPG冷量的影響，但這種結構又同時提高了對于外輸泵220的耐低溫的要求。在圖2中，與儲罐201相交的管線(如LPG回收管205、BOG輸出管221、LPG輸出管222或外輸泵220與液化器203相連的管線)，其與儲罐201相交的位置可以設置在儲罐 201的頂部，這有利于防止儲罐201的應力集中，提高儲罐201的安全性能。本發明中，收集罐204是收集液化器203液化得到的高壓LPG的裝置，其內部具有一定的空間，可對一定量的高壓LPG進行暫存。這里，高壓LPG的壓力通常要低于外輸壓力。 收集罐204通過LPG回收管205與儲罐201相通，而儲罐201中儲存的是常壓下的LPG，因而本發明中的收集罐204還作為高壓LPG與常壓LPG之間的緩沖裝置，如圖2所示，在LPG 回收管205上，還設有通過自身的開關狀態來控制LPG回收管205的通斷的開關閥224，其開關狀態的轉換可以在有LPG外輸需求時通過手動方式來控制，也可以利用控制器(如圖 2中的第一控制器208)來控制。在開關閥2M處于關閉狀態時，收集罐204中的高壓LPG 與儲罐201中的常壓LPG被隔離開來，由于減壓閥206 —直處于開啟狀態，只是開度大小可調，因而在開關閥2M處于開啟狀態時，收集罐204中的高壓LPG的壓力降低到常壓，并沿 LPG回收管205進入儲罐201中，減壓閥206的開度決定了 LPG回收管205中LPG的流量。 本發明利用收集罐204和減壓閥206作為緩沖，有效解決了 LPG的壓力釋放問題。由于本發明中的液化器203對高壓BOG進行液化的冷量來源是外輸泵220送來的儲罐201中的LPG，該冷源的冷量多，因而液化器203的液化效率高且穩定，體積和占地面積比較小，這大大降低了本發明壓縮機202的功率，如圖1所示的現有技術中，壓縮機102要將常壓的BOG壓縮至1. 7MPaG的高壓才能滿足空氣冷卻器103的液化需求，而圖2所示的本發明中，壓縮機202僅需將其壓縮至0. 4MPaG的高壓即可滿足液化器203的液化需求，這樣，本發明中的壓縮機202的數量、能力、功率、能耗都要比現有技術小得多。可見，本發明利用儲罐中的需要外輸的LPG的冷量對BOG進行液化，其能提供的冷量比空氣多，因而本發明所使用的液化器的體積小，占地面積也小，液化效率比空氣冷卻器高，且工作穩定，這大大降低了 BOG壓縮機的功率，與現有技術相比，經壓縮機壓縮后的高壓BOG的氣壓要低得多(可為0. 4MPaG)，在減壓閥開啟從而使液化后的高壓LPG變為常壓LPG返回儲罐后，閃蒸出的BOG也就比現有技術少得多，這大大減少了壓縮機需要重新壓縮的BOG的量，降低了壓縮機的能力、能耗和造價，延長了其使用壽命，因此，本發明降低了 BOG回收利用的能耗和維護成本，提高了 BOG回收利用的工作穩定性。如圖2所示，收集罐204與增壓泵209通過輸送高壓LPG的未進行標號的管線相連，該回收系統還包括向收集罐204送來的高壓LPG提供動力的增壓泵209，這里，增壓泵 209向高壓LPG提供動力的方法為提高其壓力，即增壓泵209是一個提高液體物質(本發明中為高壓LPG)的壓力的設備，其對高壓LPG加壓后，LPG的壓力提高到外輸壓力；對增壓泵209提供動力后送來的外輸壓力狀態的LPG進行加熱并將得到的符合外輸條件的LPG的加熱器(圖中未標號)；將增壓泵209提供動力后得到的外輸壓力狀態的LPG輸送到加熱器的增壓輸出管210 ；位于增壓輸出管210上、開度可調的LPG輸出流量控制閥211。該結構為收集罐204中儲存的高壓LPG提供了另一個利用途徑，即在外部用戶有外輸LPG (如丙烷、丁烷等)的需求(該需求包括流量需求和溫度需求)時，可優先將收集罐204中暫存的高壓LPG加熱為符合外輸需求的LPG輸出，從而減少這些高壓LPG進入儲罐201后重新揮發(稱為閃蒸)出的需要壓縮機202重新進行壓縮的BOG的量，進而減少本發明的能耗。本發明中，增壓泵209是向高壓LPG提供動力的設備，這是由于加熱器是將外輸壓力狀態的LPG加熱達到符合外輸需求(包括外輸壓力需求和溫度需求)的LPG輸出，其導致收集罐204缺乏外輸LPG的動力，因而需要使用增壓泵209來向高壓LPG提供外輸的動力，從而使高壓LPG滿足外輸壓力要求并源源不斷進入加熱器。收集罐204中儲存的高壓LPG液面上方也有一定的氣相空間，該氣相空間由高壓 LPG閃蒸出的高壓BOG組成，由于收集罐204氣相空間的高壓BOG與儲罐201的氣相空間 2012中的常壓BOG的壓力不同，如果收集罐204內沒有高壓LPG，則由于開關閥2M和減壓閥206均為液相閥門，對氣體起不到限制作用，因而收集罐204氣相空間中的高壓BOG將沿 LPG回收管205進入儲罐201，造成儲罐201氣相空間的氣壓過大，對儲罐201造成損壞，因此，收集罐204內的高壓LPG的液面高度不能過低，當然，由于收集罐204的容積有限，高壓 LPG的液面高度也有一個最大值，即收集罐204內高壓LPG的液面高度是需要被限制在一個取值范圍內的。增壓泵209能向高壓LPG提供動力，在收集罐204中儲有足量高壓LPG的情況下， 增壓泵209可源源不斷地實現高壓LPG的外輸，但卻不能控制高壓LPG的外輸流量，尤其不能在收集罐204中儲存的高壓LPG的量不足的情況下停止外輸，因而本發明在增壓輸出管 210上設置了 LPG輸出流量控制閥211，其處于開啟狀態時，增壓泵209可將收集罐204中儲存的高壓LPG加壓輸送到加熱器，其處于關閉狀態時，收集罐204中的高壓LPG不能進入加熱器，另外，LPG輸出流量控制閥211的開度還可以控制增壓輸出管210中輸送的LPG的流量，使其符合外輸需求。在收集罐204中暫存的高壓LPG的量不能滿足外輸需求的情況下，本發明還可將儲罐201中儲存的常壓LPG加壓輸出，該加壓的工作由外輸泵220來完成，加壓后的LPG 的壓力達到外輸壓力，該外輸壓力狀態的LPG沿外輸泵與增壓輸出管210之間的外輸管線 (圖2沒畫該外輸管線)進入增壓輸出管210，與增壓泵209加壓后的外輸壓力狀態的LPG 混合，最終進入加熱器進行加熱和外輸。當然，在收集罐204中暫存的高壓LPG的量能滿足外輸需求的情況下，本發明利用增壓泵209優先輸出收集罐204中儲存的高壓LPG，以節省其進入儲罐201后閃蒸出的BOG重新壓縮液化所需的能量。在這兩種情況下，外輸泵220 或者將儲罐201中的常壓LPG加壓(到外輸壓力)輸出到增壓輸出管210，或者將儲罐201 中的常壓LPG加壓(到外輸壓力)輸出到液化器中提供液化所需的冷量，因而始終處于工作狀態。為了達到保持收集罐204中高壓LPG的液面高度的目的，本發明所提出的回收系統還包括檢測收集罐204內暫存的高壓LPG的液面高度的液位檢測器207 ；第一控制器 208。如圖2所示，第一控制器208與液位檢測器207相連，可接收其送來的收集罐204 中高壓LPG的液面高度。第一控制器208還與減壓閥206相連，因而可以根據液位檢測器 207送來的高壓LPG的液面高度來自動控制減壓閥206的開度，從而控制收集罐204中高壓 LPG的減壓及其進入儲罐201的流量。進一步，第一控制器208還與LPG輸出流量控制閥211相連，因而第一控制器208 可根據液位檢測器207送來的高壓LPG的液面高度來控制LPG輸出流量控制閥211的開啟、 關閉以及開度，從而控制通過增壓輸出管210輸送到加熱器的高壓LPG的流量。圖2中，液化器203在利用儲罐201中的LPG的冷量對高壓BOG進行液化之后，因參與液化而失去冷量的外輸壓力狀態的LPG溫度升高(盡管釋放了冷量，但溫度仍比環境溫度低很多)，還可以將其輸送到加熱器中加熱，在達到外輸溫度需求后進行外輸。因此，本發明提出的回收系統還可以包括圖2中的液化石油氣輸出管223，其分別與增壓輸出管210 和液化器203的液化石油氣輸出端相連，以將液化器203中失去冷量的外輸壓力狀態的LPG 輸送到增壓輸出管210中，進而通過增壓輸出管210進入加熱器進行加熱，變成溫度符合外輸需求的LPG輸出。如圖2所示，液化石油氣輸出管223與增壓輸出管210的連接位置在LPG輸出流量控制閥211對增壓輸出管210的限制范圍之外，這意味著液化器203所輸出的外輸壓力狀態的LPG要比收集罐204中的高壓LPG在利用加熱器進行加熱從而外輸的級別上更加優先。這樣，在有外輸需求時，可以有三種方案來實現LPG的外輸第一種方案是，將參與液化器203的液化工作而失去冷量的外輸壓力狀態的LPG通過增壓輸出管210輸送到加熱器進行加熱輸出，該方案比另外兩種方案的優先級別要高；第二種方案是，開啟LPG輸出流量控制閥211，由增壓泵209提供動力，將收集罐204中暫存的高壓LPG加壓輸送到加熱器中進行加熱輸出，該方案的優先級別高于第三種方案，而低于第一種方案，因而利用該方案進行LPG的外輸時，增壓輸出管210所輸送的可以全部為來自收集罐204的LPG (此時液化器203不工作，因而不輸出失去冷量的外輸壓力狀態的LPG)，也可以為來自收集罐204的 LPG與來自液化器203的失去冷量的LPG的混合物(此時液化器203工作，因而可輸出失去冷量的LPG)；第三種方案是，儲罐201中的常壓LPG經外輸泵220加壓后直接由輸送管線 (圖2中未畫出該輸送管線)輸送到增壓輸出管210，進而由增壓輸出管210輸送到加熱器中進行加熱而輸出，該方案中的輸送管線的一端與外輸泵220的出口相連，另一端與增壓輸出管210相連。本發明中的加熱器可以采用如圖2所示的結構，其包括外殼219 ；穿過外殼219 的液化石油氣管；與外殼219相通、向外殼219內部輸送蒸汽的蒸汽管217 ；與外殼219相通、將外殼219內部的凝液排出的凝液管218 ；外殼219內部的蒸汽加熱液化石油氣管中的 LPG,使其溫度提高達到外輸溫度要求，而自身失去熱量變為凝液，可見，該加熱器是一種管殼式加熱器。該加熱器中，液化石油氣管的一端013標示的一端)與增壓輸出管210相連，另一端014標示的一端)輸出符合外輸條件的LPG ；液化石油氣管位于外殼219內部的部分為U形，其可以與外殼219內的蒸汽接觸而實現換熱，為了提高換熱效率，該部分可以為多個相互串聯的U形。該液化石油氣管中流動的外輸壓力狀態的LPG(如來自收集罐204的LPG、或來自收集罐204的LPG與來自液化器203的失去冷量的LPG的混合物、或來自儲罐201的LPG)吸收蒸汽的熱量，變為符合外輸條件(包括流量外輸條件和溫度外輸條件)的LPG輸出，并使蒸汽因失去熱量而變為凝液；如圖2所示，蒸汽管217可以位于外殼219的上側，其中流動的蒸汽(如水蒸汽)沿蒸汽管217進入外殼219并向液化石油氣管中的LPG釋放熱量，自身變為凝液(如液態水) 后，可從外殼下部所連接的凝液管218輸出。如圖2所示，該回收系統還包括溫度檢測器215、流量調節閥212和第二控制器 216。其中，溫度檢測器215用于檢測液化石油氣管014所標示的一端的管線)輸出的LPG 的溫度，其與第二控制器216相連，可將檢測到的LPG的溫度送到第二控制器216。流量調節閥212位于液化石油氣管與增壓輸出管210相連的管路013所標示的一端的管線)上， 且開度可調；第二控制器216除與溫度檢測器215相連外，還與流量調節閥212相連，因而第二控制器216可根據溫度檢測器215送來的LPG的溫度來控制流量調節閥212的開度， 從而控制從增壓輸出管210進入液化石油氣管013所標示的一端的管線)的外輸壓力狀態的LPG的流量，保證外輸的LPG的溫度符合外輸需求。這是因為從增壓輸出管210進入液化石油氣管013所標示的一端的管線)的LPG的溫度較低，不在外輸的溫度范圍內，因而需要對其進行加熱，如果該LPG輸入液化石油氣管的流量過大，則會因加熱器的加熱效率跟不上而造成加熱器外輸的LPG的溫度達不到外輸標準，這時就要對LPG從增壓輸出管 210進入液化石油氣管的流量進行限制，減小低溫物質的輸入，從而提高外輸LPG的溫度， 使其符合外輸溫度要求。本發明中，凡是與LPG、未經過加熱器加熱過的BOG這些低溫物質接觸的設備(如外輸泵220、壓縮機202、液化器203、收集罐204、儲罐201、增壓泵209等)、器件(如減壓閥206、LPG輸出流量控制閥211、流量調節閥212、開關閥2M等)和管線(如LPG輸出管 222、BOG輸出管221、LPG回收管205、增壓輸出管210、石油氣管213輸送LPG和BOG混合物的管線、以及其他圖2中未標號但輸送LPG或低溫BOG的管線，圖2中未畫出但可以位于外輸泵220與增壓輸出管210之間的外輸管線)，均要采用耐低溫材料(如低溫碳鋼、不銹鋼等)制成，或其中設有專門的隔熱結構來防低溫。凡與高溫物質接觸的器件或管線(如加熱器的外殼219、蒸汽管217、液化石油氣管輸出加熱后的LPG的部分等)需用耐高溫材料制成。本發明中的減壓閥206、LPG輸出流量控制閥211、流量調節閥212可以采用氣動或電動的閥門來實現，開關閥224除了利用氣動或電動閥門來實現外，還可以采用手動閥門來實現。溫度檢測器215可用溫度傳感器來實現，液位檢測器207可用高度傳感器來實現，第一控制器208、第二控制器216可用微處理器、CPU、可編程邏輯器件等具有計算、判斷功能的電路、器件來實現。基于本發明所提供的回收系統，本發明還提出了一種儲罐中的蒸發氣的回收方法，圖3為該方法的流程圖。如圖3所示，該方法包括步驟1 將儲罐中的常壓的BOG輸送到壓縮機中進行壓縮，將得到的高壓BOG輸送到液化器；由外輸泵提供動力，將儲罐中的LPG輸送到液化器。這里，儲罐是儲存低溫常壓LPG的裝置，由于低溫LPG吸收環境熱量的揮發，在儲罐內上部空間會形成由BOG構成的氣相空間，該氣相空間的壓力必須保持為常壓，可略大于大氣壓，以保證外界空氣不會進入儲罐，從而防止可燃性的BOG發生燃燒、爆炸。因此，本發明將儲罐氣相空間中的常壓的BOG輸送到壓縮機中進行壓縮，并將得到的高壓BOG(氣壓約為0. 4MPaG)輸送到液化器進行液化。本發明是利用儲罐中儲存的低溫LPG的冷量對高壓BOG進行液化，LPG的冷量儲藏量大，液化效率高且穩定，因而是一種優質的冷源。本發明利用LPG進行BOG的液化，可大大降低對于BOG壓縮機的功率、能力、能耗的要求，這有利于提高壓縮機的使用壽命，降低本發明的維護成本。本發明中的外輸泵是將儲罐中的LPG輸送到液化器的裝置，其向LPG提供動力，使 LPG能以穩定的流量輸送到液化器。步驟2 液化器利用LPG的冷量對高壓BOG進行液化，將得到的高壓LPG輸送到收
集罐中進行暫存。液化器是進行熱量(與之相對應的是冷量)交換的裝置，在液化器內部，LPG的冷量釋放給高壓B0G，或者說，高壓BOG的熱量傳導給LPG，從而使LPG被加熱至接近外輸溫度，而高壓BOG則液化為高壓LPG。收集罐是暫存高壓LPG的裝置，同時由于收集罐中的高壓LPG要輸送到儲罐中變為常壓的LPG，因而收集罐還可以起到緩沖LPG的壓力變化的作用。
步驟3 調節LPG回收管上的減壓閥的開度，將收集罐中的高壓LPG減壓為常壓 LPG,并使其沿LPG回收管進入儲罐。這里，LPG回收管是將收集罐中的高壓LPG輸送到儲罐中的管線，其上設置有減壓閥，其將收集罐中的高壓LPG與儲罐中的常壓LPG隔離開來。該減壓閥的開啟意味著LPG 回收管的導通，由于LPG回收管一端連接收集罐(儲有高壓LPG和高壓BOG)，另一端連接儲罐內部(儲有常壓LPG和常壓BOG)，因而其導通意味著LPG由收集罐中的高壓狀態變為儲罐中的常壓狀態，同時該變為常壓狀態的LPG經由LPG回收管的輸送進入儲罐中。圖2所示的回收系統還包括位于LPG回收管205上、通過自身的開關狀態來控制 LPG回收管205的通斷的開關閥224，因而這里的步驟3是在開關閥2M處于開啟狀態時進行的，在步驟3中，調節LPG回收管上的減壓閥的開度的方法可以為自動開啟，以提高本發明的自動化程度，降低人工使用率，該自動開啟方式為利用圖2中的液位檢測器207來檢測收集罐內暫存的高壓LPG的液面高度，并將檢測結果送到第一控制器208，由第一控制器 208來判斷收集罐內的高壓LPG的液面高度是否達到預定回收高度，如果是，則意味著收集罐內的高壓LPG的量高于其最低值，能夠保證內部的高壓BOG不會沿LPG回收管進入儲罐， 因而開啟開關閥，并由第一控制器208根據收集罐204內高壓LPG的液面高度來控制調節 LPG回收管上的減壓閥的開度，從而將收集罐中的高壓LPG減壓為常壓LPG，并使其以設定的流量沿LPG回收管進入儲罐，否則，不開啟LPG回收管上的開關閥。圖2所示的回收系統還包括向收集罐204送來的高壓LPG提供動力的增壓泵 209 ；對增壓泵209提供動力后送來的外輸壓力狀態的LPG進行加熱并將得到的符合外輸條件的LPG輸出的加熱器；將增壓泵209提供動力后的外輸壓力狀態的LPG輸送到加熱器的增壓輸出管210 ；位于增壓輸出管210上、開度可調的LPG輸出流量控制閥211。這樣，在上述的步驟2之后，該方法還包括步驟31-1 開啟增壓輸出管210上的LPG輸出流量控制閥211。本步驟意味著圖2中增壓輸出管210從增壓泵209到加熱器一段管線的導通，因而增壓泵209可向收集罐204中的高壓LPG提供動力，將其輸送到加熱器中。步驟31-2 由增壓泵209提供動力，將收集罐204中的高壓LPG沿增壓輸出管210 輸送到加熱器。步驟31-3 加熱器對高壓LPG進行加熱，將加熱后得到的符合外輸條件的LPG輸
出ο利用這里的步驟31-1至步驟31-3，可實現上述的加熱輸出石油氣的第二種方案。這里的步驟31-1至步驟31-3是在步驟2之后執行的，其可以與上述的步驟3同時執行，也可以一先一后執行，即步驟31-1至步驟31-3可以在步驟3之前執行，也可以在其后執行。由于本發明提出的回收系統還包括液化石油氣輸出管223，其分別與增壓輸出管 210和液化器203的液化石油氣輸出端相連；因而上述的步驟2還可以包括在有LPG外輸需求時，液化器203將因參與液化而失去冷量的外輸壓力狀態的LPG通過液化石油氣輸出管223輸送到增壓輸出管210中，使其沿增壓輸出管210輸送到加熱器，加熱器對其進行加熱，將加熱后得到的符合外輸條件的LPG輸出。這樣，就可以實現上述的實現LPG外輸的優先級最高的第一種方案。
當然，本發明還可以利用外輸泵220與增壓輸出管210相連的外輸管線(圖2中未畫出該外輸管線)，來將儲罐201中儲存的LPG加壓輸送到加熱器中進行加熱，從而得到符合外輸需求的LPG輸送給用戶，實現上述的石油氣外輸的第三種方案。本發明中的加熱器可以采用圖2所示的結構，因而其加熱得到LPG的方法為禾Ij用外殼219內部的蒸汽對液化石油氣管中流動的外輸壓力狀態的LPG的加熱，使其變為符合溫度和流量外輸條件的LPG，從214所示的液化石油氣管的一端輸出。執行步驟31-1的方法為在有LPG外輸需求時，開啟增壓輸出管210上的LPG輸出流量控制閥211。本發明中的有LPG外輸需求，指的是用戶對LPG有需求，該需求包括流量方面的需求和溫度方面的需求，因而加熱器所輸出的LPG的流量要滿足上述的流量方面的需求，其溫度也要達到上述的溫度方面的需求，無論哪個需求不滿足，都意味著輸出的產品不合格。這樣，在步驟31-1之后，在步驟31-2之前，該方法還包括步驟31_1_1 利用圖2 中的液位檢測器207來檢測收集罐204內暫存的高壓LPG的液面高度，并將檢測結果送到第一控制器208，由第一控制器208來控制調節LPG輸出流量控制閥211的開度，從而控制增壓輸出管210中的外輸壓力狀態的LPG的流量，保證增壓輸出管210中的LPG的流量滿足上述對LPG的外輸流量方面的要求。為了滿足輸出的LPG在溫度方面的需求，本發明還在圖2所示的回收系統中設置了溫度檢測器215和第二控制器216，則步驟31-3中將加熱后得到的符合外輸條件的LPG 輸出的方法為利用液化石油氣管(圖2中214所標示的一端的管線)將加熱器加熱得到的LPG輸出，并利用溫度檢測器215檢測加熱器輸出的LPG的溫度，將檢測結果送到第二控制器216，由第二控制器216來判斷該溫度是否在外輸溫度范圍內(即是否符合用戶對外輸 LPG在溫度方面的需求)，如果為否，則由第二控制器216來控制調節外輸壓力狀態的LPG 沿增壓輸出管210進入加熱器(即石油氣管上213所表示的一端的管線)的流量，使加熱器輸出的LPG的溫度在上述的外輸溫度范圍內，從而滿足外輸LPG在溫度方面的需求。由此可見，本發明具有以下優點(1)本發明利用儲罐中的需要外輸的LPG的冷量對BOG進行液化，其能提供的冷量比空氣多，因而本發明所使用的液化器的體積小，占地面積也小，液化效率比空氣冷卻器高，且工作穩定，這大大降低了 BOG壓縮機的功率，與現有技術相比，經壓縮機壓縮后的高壓BOG的氣壓要低得多(可為0. 4MPaG)，在減壓閥開啟從而使液化后的高壓LPG變為常壓 LPG返回儲罐后，閃蒸出的BOG也就比現有技術少得多，這大大減少了壓縮機需要重新壓縮的BOG的量，降低了壓縮機的能力、能耗和造價，延長了其使用壽命，因此，本發明降低了 BOG回收利用的能耗和維護成本，提高了 BOG回收利用的工作穩定性。(2)本發明充分利用了液化器輸出的外輸壓力狀態的LPG和來自收集罐的LPG進行外輸，減少了加熱器的蒸汽用量及負荷，進一步降低了本發明的能源消耗。(3)本發明中，由于利用第一控制器來根據收集罐中的高壓LPG的液位來自動控制減壓閥和LPG輸出流量控制閥的開度，使收集罐中的高壓LPG液位達到預定輸出液位時才回收LPG，從而解決了 LPG的壓力緩沖問題，還實現了對收集罐中高壓LPG的綜合利用，減小了本發明的能耗，使外輸石油氣滿足了用戶在流量方面的需求；同時，利用第二控制器來根據外輸LPG的溫度來控制流量調節閥的開度，因此，本發明使外輸LPG時刻滿足用戶在溫度和流量兩方面的需求，保證了輸出產品的質量。 以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種儲罐中的蒸發氣BOG的回收系統，所述儲罐中儲存有常壓低溫的液化石油氣 LPG，所述儲罐內上部空間為常壓的BOG構成的氣相空間；其特征在于，該系統包括將常壓的BOG壓縮為高壓BOG的壓縮機；將所述氣相空間中的常壓的BOG輸送到所述壓縮機的BOG 輸出管；將所述壓縮機送來的所述高壓BOG液化為高壓LPG的液化器；暫存所述液化器送來的所述高壓LPG的收集罐；將所述收集罐內的所述高壓LPG送到所述儲罐內的LPG回收管；位于所述LPG回收管上、將所述高壓LPG變為常壓LPG的開度可調的減壓閥；向常壓LPG 提供動力以將其輸送到所述液化器從而向所述液化器提供液化所需冷量的外輸泵；將所述儲罐中的常壓LPG輸送到所述外輸泵的LPG輸出管；其中，所述BOG輸出管的一端與所述氣相空間相通，另一端與所述壓縮機的BOG輸入端相連； 所述LPG回收管的一端與所述收集罐相連，另一端位于所述儲罐內。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括檢測所述收集罐內暫存的所述高壓LPG的液面高度的液位檢測器；分別與所述液位檢測器和所述減壓閥相連、根據所述液位檢測器送來的所述高壓LPG的液面高度來控制所述減壓閥的開度的第一控制器。
3.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，還包括位于所述LPG回收管上、通過自身的開關狀態來控制所述LPG回收管的通斷的開關閥。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括向所述收集罐送來的所述高壓 LPG提供動力的增壓泵；對所述增壓泵提供動力后送來的外輸壓力狀態的LPG進行加熱并將得到的符合外輸條件的LPG輸出的加熱器；將所述增壓泵提供動力后的所述外輸壓力狀態的LPG輸送到所述加熱器的增壓輸出管；位于所述增壓輸出管上、開度可調的LPG輸出流量控制閥。
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，還包括檢測所述收集罐內暫存的所述高壓LPG的液面高度的液位檢測器；分別與所述液位檢測器和所述LPG輸出流量控制閥相連、 根據所述液位檢測器送來的所述高壓LPG的液面高度來控制所述LPG輸出流量控制閥的開度的第一控制器。
6.根據權利要求4或5所述的系統，其特征在于，還包括液化石油氣輸出管，其分別與所述增壓輸出管和所述液化器的液化石油氣輸出端相連，以將所述液化器中失去冷量的外輸壓力狀態的LPG輸送到所述增壓輸出管中。
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述加熱器包括外殼；穿過所述外殼的液化石油氣管；與所述外殼相通、向所述外殼內部輸送蒸汽的蒸汽管；與所述外殼相通、將所述外殼內部的凝液排出的凝液管；其中，所述液化石油氣管的一端與所述增壓輸出管相連，另一端輸出所述符合外輸條件的LPG ；所述液化石油氣管位于所述外殼內部的部分為U形，其中的外輸壓力狀態的LPG吸收所述外殼內部的蒸汽的熱量，變為所述符合外輸條件的LPG，并使所述外殼內部的蒸汽變為凝液。
8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，還包括檢測所述液化石油氣管輸出的所述LPG的溫度的溫度檢測器；位于所述液化石油氣管與所述增壓輸出管相連的管路上、開度可調的流量調節閥；分別與所述溫度檢測器和所述流量調節閥相連、根據所述溫度檢測器送來的所述LPG的溫度來控制所述流量調節閥的開度的第二控制器。
9.一種儲罐中的蒸發氣BOG的回收方法，該方法基于權利要求1所述的回收系統；其特征在于，該方法包括步驟1 將所述儲罐中的常壓的BOG輸送到所述壓縮機中進行壓縮，將得到的高壓BOG 輸送到所述液化器；由所述外輸泵提供動力，將所述儲罐中的LPG輸送到所述液化器；步驟2 所述液化器利用所述LPG的冷量對所述高壓BOG進行液化，將得到的高壓LPG 輸送到所述收集罐中進行暫存；步驟3 調節所述LPG回收管上的所述減壓閥的開度，將所述收集罐中的所述高壓LPG 減壓為常壓LPG，并使其沿所述LPG回收管進入所述儲罐。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述回收系統還包括位于所述LPG回收管上、通過自身的開關狀態來控制所述LPG回收管的通斷的開關閥；所述步驟3中調節所述 LPG回收管上的所述減壓閥的開度的方法為檢測所述收集罐內暫存的所述高壓LPG的液面高度，判斷其是否達到預定回收高度，如果是，則開啟所述開關閥，根據所述高壓LPG的液面高度來調節所述減壓閥的開度，否則，不開啟所述開關閥。
11.根據權利要求9所述的方法，所述回收系統還包括向所述收集罐送來的所述高壓 LPG提供動力的增壓泵；對所述增壓泵提供動力后送來的外輸壓力狀態的LPG進行加熱并將得到的符合外輸條件的LPG輸出的加熱器；將所述增壓泵提供動力后的所述外輸壓力狀態的LPG輸送到所述加熱器的增壓輸出管；位于所述增壓輸出管上、開度可調的LPG輸出流量控制閥；其特征在于，在所述步驟2之后，還包括步驟31-1 開啟所述增壓輸出管上的所述LPG輸出流量控制閥；步驟31-2 由所述增壓泵提供動力，將所述收集罐中的所述高壓LPG沿所述增壓輸出管輸送到所述加熱器；步驟31-3 所述加熱器對所述高壓LPG進行加熱，將加熱后得到的符合外輸條件的LPG 輸出。
12.根據權利要求11所述的方法，所述回收系統還包括液化石油氣輸出管，其分別與所述增壓輸出管和所述液化器的液化石油氣輸出端相連；其特征在于，所述步驟2還包括 在有LPG外輸需求時，所述液化器將因參與液化而失去冷量的所述外輸壓力狀態的LPG輸送到所述增壓輸出管中，使其沿所述增壓輸出管到達所述加熱器，所述加熱器對其進行加熱，將加熱后得到的符合外輸條件的LPG輸出。
13.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，執行所述步驟31-1的方法為在有LPG 外輸需求時，開啟所述增壓輸出管上的所述LPG輸出流量控制閥；在所述步驟31-1之后，在所述步驟31-2之前，該方法還包括步驟31-1-1 檢測并根據所述收集罐內暫存的所述高壓LPG的液面高度，調節所述LPG輸出流量控制閥的開度，以保證所述增壓輸出管中的所述高壓LPG的流量滿足LPG的外輸流量的要求。
14.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟31-3中將加熱后得到的符合外輸條件的LPG輸出的方法為將加熱后得到的LPG輸出，并檢測所述加熱器輸出的LPG的溫度，判斷其是否在外輸溫度范圍內，如果為否，則調節外輸壓力狀態的LPG沿所述增壓輸出管進入所述加熱器的流量，使所述加熱器輸出的LPG的溫度在所述外輸溫度范圍內。
全文摘要
本發明涉及一種儲罐中的蒸發氣的回收系統和回收方法。該系統包括將常壓BOG壓縮為高壓BOG的壓縮機；將常壓BOG從儲罐輸送到壓縮機的BOG輸出管；將高壓BOG液化為高壓LPG的液化器；暫存高壓LPG的收集罐；將收集罐內的高壓LPG送到儲罐的LPG回收管；位于LPG回收管上、對高壓LPG減壓的開度可調的減壓閥；將常壓LPG送到液化器以提供液化冷量的外輸泵；將儲罐中的常壓LPG輸送到外輸泵的LPG輸出管；其中，BOG輸出管的一端與氣相空間相通，另一端與壓縮機的BOG輸入端相連；LPG回收管的一端與收集罐相連，另一端位于儲罐內。本發明能降低BOG回收利用的能耗和維護成本，提高工作穩定性。
文檔編號F17C13/00GK102269327SQ20111021412
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月28日 優先權日2011年7月28日
發明者王紅, 白改玲, 蔡國勇, 賈明, 陳令海 申請人:中國寰球工程公司