天然气BOG回收再液化系统及产品介绍

公司简介

山东福源新能源工程有限公司（以下简称：福源新能源）隶属山东福源集团，总部位于山东省济南市经济开发区。福源新能源依托福源集团多年来积累的建设安装经验及技术过硬的建设安装队伍和强有力的建设安装资质，主要对外承接“化工石油工程施工总承包、机电安装工程施工总承包、市政公用工程施工总承包、空气净化工程专业承包、火电设备安装工程专业承包”等工程施工总承包服务。

主要业务板块

福源新能源目前主要涉足天然气板块——主要对外承接LNG液化工厂、LNG接收站、LNG气化站、LNG加气站、L-CNG加气站、LNG/CNG综合式加气站、LNG/L-CNG复合式加气站、CNG加气站的工程施工总承包服务；近期，福源新能源将逐步涉及——城市垃圾填埋气（LFG）回收利用工程、污水处理厂沼泽气回收利用工程、工矿企业污水废料沼泽气回收利用工程等气体回收液化利用工程施工总承包服务。

核心业务板块

福源新能源本着”优势互补、合作双赢“的原则与江苏克劳特低温技术有限公司（以下简称：克劳特低温）建立了紧密的战略合作关系，福源新能源作为克劳特低温唯一的战略合作伙伴，将全面负责克劳特低温“天然气BOG再液化系统及相关产品”的市场开拓、销售、安装、服务等工作。

我们拥有卓越的技术管理团队和尖端的软硬件开发平台，吸引凝聚了来自中国、美国、德国、荷兰的一大批顶尖低温工程专家，技术力量和研发能力接轨国际最高水平，与中国科学院高能物理研究所、美国加州能源研究院、欧洲核散裂中子源项目中心等国际顶尖科研机构都有技术交流和项目合作。我们凭借其国际一流水平科研团队的研发能力，致力于液化天然气领域的科技创新、高端装备制造等企业提供一站式服务。我们可为低温制冷、低温绝热、天然气液化等产业和行业群体提供先进的系统解决方案，是液化天然气领域全方位低温技术、装备及解决方案的供应商和高科技企业。

我们致力于低温领域的科学研究，拥有数十项专利技术，尤其在大冷量斯特林制冷机的研制方面解决了困扰行业发展的主要技术难点，取得的一些关键技术成果走在国际最前列，单模块样机在液氮温区已达到千瓦级制冷量，为国际上该制冷机型的最好结果，相关研究成果在2014年6月国际低温制冷机会议和2014年7月国际低温工程会议上都有报导。凭借这些核心技术储备，我们以开阔的国际化视野与敏锐的行业洞察力开发成功了基于斯特林制冷机的天然气BOG液化回收系统、石油伴生气和页岩气、煤层气的提纯与LNG液化系统，率先在国际上填补了LNG节能环保方面的技术空白，也必将在LNG生产、储运、应用的整个产业链中开创一种全新的商业模式。

延伸业务板块

由于国内天然储存量无法满足我国未来社会生产生活的需求以及LNG进口贸易市场的自然垄断导致我国天然气供应缺口正在不断扩大。当前我国天然气消费迅猛增长，仅靠三大油已不能满足我国进口天然气的需求。下放进口资质的审批权，鼓励更多企业参与进口LNG，缓解天然气供应压力，这是必然的趋势。因此，福源新能源管理团队凭借与澳大利亚及中东地区的人脉及政府和社会资源，将为国内燃气企业、工矿企业等机构组织，进行专业化的一站式液化天然气LNG进口贸易服务。

第一部分  LNG产生BOG的机理、行业背景

液化天然气（LNG）是利用深冷技术，于零下162℃将气态天然气转化为液体形态的一种新型能源。

LNG的低温特性决定了LNG在储存、运输等过程中，由于储罐的低温绝热特性，不可避免的会和外界进行热交换（俗称漏热），导致储罐内部的LNG因为升温而汽化，这部分蒸发气（Boil Off Gas，简称BOG）会增加罐内气体的压力，长时间持续下去，罐内压力积累到一定时会冲开储罐的安全阀，把多余压力的天然气排放到大气中，来缓解储罐内部压力，避免爆炸危险。

在LNG的产业链条中，产生BOG的环节有：LNG槽车运输过程中、LNG加气站静态储存过程中、LNG从槽车到气站储罐转移过程中、LNG槽车空车返程时、LNG储罐（槽车储罐、气站储罐）年检时等，最终需要排放掉。这不仅造成巨大经济损失，更主要的是带来难以估量的环保危害，LNG天然气排空导致的温室效应是CO2的20倍以上！并且在周围大气中产生天然气聚集，易爆易燃，严重危害人身财产安全。另外，BOG排放时，噪音非常大，严重影响周边居民生活。

在环境污染问题特别突出、环境保护压力日益加剧的今天，政府对工矿企业存在的污染源的容忍度越来越低，LNG这一新型能源行业正处于蓬勃发展期，LNG自身是清洁无污染的优良燃料，在能源行业就是“节能、环保”的代名词，但是在使用环节中存在的BOG这种严重的污染源，一定是不能够被社会所接受的。欧美发达国家，已经在开始颁布法律禁

止LNG加气站的天然气对空排放，要求新建的LNG气站必须有配套解决方案，达到“零排放”。国内在相关的立法方面落后一些，但在不久的将来，天然气排放禁令必会实施。

针对上述问题，我们研制开发了液化天然气BOG再液化回收系统，彻底解决天然气BOG的对空排放问题，既为客户实现经济效益，也消除了环境污染，并杜绝了天然气对空排放带来的潜在安全问题。

第二部分  BOG损失计算分析

针对目前最为常见的两种天然气排空环节：LNG加气站和LNG槽车，BOG损失计算分析如下：

LNG加气站

以常规的LNG加气站配置60立方的LNG储罐2个为例，国家标准规定储罐的设计日蒸发率不超过3‰，也就是每天的储罐自身问题导致的BOG不超过216标立天然气。而对于LNG加气站而言，除了LNG储罐本身与环境漏热带来的BOG问题外，在对车载LNG气瓶进

行加液的过程中也有BOG，加气站需要通过回收车载LNG气瓶内的BOG，以便降低气瓶内的气压，使得LNG的加液过程更快更稳定。另外，在对LNG车加液时，潜液泵自身的功耗也会导致LNG升温产生BOG，更加重了加气站储罐内的BOG压力负荷，使得加气站动态日蒸发率平均达到10‰，约720标立天然气，日均损失价值约2700元。

LNG 加气站BOG 回收再液化系统示意图

   LNG槽车

常规的LNG槽罐车多数在50立方左右。槽罐车在加气站进行卸车过程中，为了减少能源浪费，加气站多采用自增压的方式进行卸车。卸车结束后，槽罐车内的气压达到0.7MPa左右。考虑槽罐车内还有部分残余LNG，槽罐车在回母站路上，可能存在继续汽化增压而冲开槽罐车安全阀，所以槽罐车在上路前会对空排放，直至罐内压力低于0.3MPa。而且槽罐车在母站进行加液时，也要求罐内压力低于0.3MPa。根据经验计算，一辆槽罐车至少有600升LNG的BOG需要液化回收（约合270kg LNG）,每次泄放损失价值约1350元。

图2：槽车BOG 回收再液化效果示意图

LNG液化工厂

对于LNG液化工厂来说，如果通过我们的多个系统模块组成的较大型BOG回收再液化系统，可以有效的将LNG槽车产生的BOG集中在母站内进行回收，按50万Nm3d液化天然气生产规模，每天生产约350吨LNG，需要约20辆（52m3左右）槽车运输车辆外运，根据经验计算，一辆槽罐车至少有600升的残余LNG，20辆运输槽车每天至少有12000升的LNG的BOG需要液化回收（约5400kg LNG），每天可以为LNG液化工厂增收27000元。

图3：LNG液化工厂BOG回收再液化系统示意图

注：本图只是对现场储罐及单模块液化系统的比例做了示意，具体的BOG管道系统连接需要根据项目方现场实际情况做设计和调整。

第三部分  解决方案及产品介绍

液化天然气BOG再液化回收系统是目前解决天然气BOG排空这一严峻问题的最好系统方案。该系统方案主要包括冷机系统、智能控制系统、低温管道附件系统三部分。

冷机系统：冷机尺寸为1.2m x 0.9m x 1.8m (L x W x H)；冷水机组尺寸为1.3m x 0.8m x 1.4m (L x W x H)，可把冷水机组放置在防爆等级低的区域。为了减少管路布置的简化和投入，冷机将尽量靠近BOG出口位置。

智能控制系统：标准尺寸为0.8m x 0.6m x 1.7m (L x W x H，可按实际产地面积缩小尺寸设计)，通过整个液化系统上的温度、压力、液位计等传感器，实现整个系统的运行状态的实时监测和控制，结合智慧远程控制系统，不仅让客户可以通过智能移动平台（比如手机等）看到系统运营情况和实时的经济效益结果，也为客户提供更及时、更快捷的技术支持和售后服务。

低温管道附件系统：该系统包括500L储液罐（尺寸为2.5m x 0.8m x 0.8m）、真空管道和低温阀门。

第四部分  系统工作原理

经过合理的低温流程设计，我们精简了整个液化流程系统，使得整个BOG液化回收系统流程简化、运行操作简便。整个流程如下：

1、当加气站储罐内天然气压力达到设定压力值时，压力传感器信号传输至智能电控系统；

2、冷水机组先启动后，反馈信号给电控系统，低温制冷机自动启动，5分钟内进入液化模式；

3、天然气BOG通过真空管道引入设备进行热交换，BOG气体冷凝、液化；

4、液化天然气流入储液罐内；

5、等储液罐内LNG接近满液，自动输入加气站储罐。也可以通过潜液泵等方式，直接对LNG车载气瓶进行充装；

6、系统的运行过程简单、易操作，除第一次人工开机，其余时间都是自动运行。同时可以通过液晶显示器看到系统的各种数据。

第五部分 分布式天然气BOG 再液化系统

针对当前液化天然气（LNG）蒸发气（BOG）排放所带来的资源浪费和环境污染等问题，我们在国内率先开发了一种分布式天然气液化系统，利用大功率斯特林低温制冷机提供制冷量，实现了LNG 加气站、调峰站、储备库等储运系统的BOG 再液化和回收利用，实现了液化天然气储运中的“零排放”。该技术消除了潜在的安全隐患和环境污染，经济和环保效益显著。基于该项技术的研发成果已经申报数项中国发明和实用新型专利，部分专利已获授权，相关专利技术为LNG 加气站等的规范化推广应用提供了技术支撑。

我们设计生产的分布式天然气液化系统可根据客户要求定制，提供与LNG 储槽的一体化、独立橇装式等选型设计。LSNG20A 系列产品是专为液化天然气站BOG 再液化和回收利用开发的，包括LNG 加气站储罐和LNG 槽车的BOG 再液化回收。该系统改型后也可应用于其他低温气体的液化回收。

   核心产品简介

   大冷量斯特林制冷机是我们在国内率先研发成功的大冷量斯特林制冷机，该制冷机具有效率高、结构紧凑、控制方便和运行可靠等显著优点。大冷量斯特林制冷机为气体液化系统提供冷源，是天然气BOG（Boil Off Gas，闪蒸气体）液化系统的核心设备。

大冷量斯特林制冷机效果图（型号：RMSI 0.8）

   技术参数/指标：

斯特林制冷机的典型降温过程曲线

   产品特点

   ◆快速有效：在安全运行条件下，5分钟内就可启动液化模式，快速将LNG 储

罐的BOG（蒸发气体）降至液化温度，回收利用，提高加气站的效能；

◆安全稳定：防爆电气设计，符合加气站等级的防爆要求，采用高性能不锈钢等材料，确保产品的可靠性和安全性；

◆绿色环保：无需重大改动即可在现有LNG 储槽上配套该系统，从而实现LNG“零排放”，减少对大气的污染；

◆安装方便：整套系统可采用撬装模式，安装周期短，系统较为独立，现场施工基本不影响加气站的正常运行；

◆批量定制：可根据客户需求配置系统解决方案，根据现场BOG 的产出量定制系统，在确保“零排放”的同时实现经济效益最大化；

◆先进控制：采用先进的智能控制系统，一键式操作，设有运行状态实时监控模块，保证全程稳定运行；

◆使用方便：通过实时记录、传输机组功耗及液化量数据，让客户更直观地看到产品运行过程中的经济效益。

解决的问题

●解决了天然气BOG 排放造成的经济损失；

●解决了天然气BOG 排放造成的噪声污染和环境污染；

●消除了天然气BOG 排放时带来的安全隐患；

●平衡LNG 贮罐内压力，降低LNG 贮罐超压风险；

●回收 BOG 中的冷能，提高能量利用率。

技术参数：

第六部分  现场施工条件

针对原有LNG气站的改造，只需提供以下条件，改造施工简单快速。

◆加气站有380V/3PH/50Hz的电源；

◆现场开地槽或铺设管路：水路、电路、信号控制线；

◆在加气站的操作办公室预留操作面板的安装位置。

►已运营LNG 加气站BOG 再液化系统---工程安装现场条件

1）LNG 加气站的汽化（BOG）量越大，经济效益越显著。目前，BOG 液化系统每小时的处理量在12 个标准立方米以上。对于BOG 量较小的气站，需要间歇运行液化系统进行BOG 液化，并可以根据现场储罐的压力变化进行控制。液化系统启动降温快（5-10 分钟），可以完全胜任间歇运行的需求。

2） 加气站有380V 的电源接入，需要提供不小于18 kW电功率。

3）电控室或现场控制区域有合适的空间布置电控箱：约0.8m x 0.6m x 0.8m(L x W x H)。从而降低电控柜的防爆设计要求。

4） 防爆区域（围堰内）可用于液化系统安装的位置及面积，尽量是靠近BOG排放的安全阀位置。液化机组：1.2m x 0.9m x 1.8m (L x W x H)，液化系统储液罐：2.5m x 0.8m x 0.8m。根据规范，贮罐之间距离须大于大贮罐的半径且不小于2m；与围堰距离大于2m。

5）需要确认非防爆区域的可用面积，用于冷水机组或空气源热泵机组摆放，占地面积约为1.3m x 0.8m x 1.4m (L x W x H)。

增值服务：站区如果有合适的面积（9m x 9m），可以考虑利用增加空气源热泵机组来满足整个站区的冷、热空调及冷、热水要求，实现冬暖夏凉，24小时的热水供应。

6）需要现场开地槽或铺设管路：水路、电路、信号控制线。

   图1：分布式BOG 回收再液化系统加气站现场工程安装布置示意图

针对新设计的LNG加气站，更加简单易行。

◆在LNG加气站储罐设计中增加三通接头和喷淋管的三通接头（需要和储罐供应商一起确定接管改动，对储罐内设计不存在改动）；

◆加气站有380V/3PH/50Hz的电源接入；

◆共用加气站本身设计的地槽；

◆在加气站的操作办公室预留操作面板的安装位置；

◆为求更方便，可以把我们的控制系统的操作界面集成在新气站的操作界面设计中。

►新设计中LNG 加气站（还未建设）BOG 再液化系统----工程安装现场条件

1）LNG 大储罐设计中增加BOG 的三通接头和喷淋管的三通接头（需要和储罐供应商一起确定接管改动，对储罐内设计不存在改动）。

2）现场工程排布设计时，把液化系统的排布设计同步考虑进来，更合理灵活排布气站部件位置，在确保符合安全的要求下，提高场地利用率。

3）加气站有380V 的电源接入，需要提供不小于18 kW电功率。

4）电控室或现场控制区域有合适的空间布置电控箱：约0.8m x 0.6m x 0.8m(L x W x H)。从而降低电控柜的防爆设计要求。

5） 防爆区域（围堰内）可用于液化系统安装的位置及面积，尽量是靠近BOG排放的安全阀位置。液化机组：1.2m x 0.9m x 1.8m (L x W x H)，液化系统储液罐：2.5m x 0.8m x 0.8m。根据规范，贮罐之间距离须大于大贮罐的半径且不小于2m；与围堰距离大于2m。

6）需要确认非防爆区域的可用面积，用于冷水机组或空气源热泵机组摆放，占地面积约为1.3m x 0.8m x 1.4m (L x W x H)。

增值服务：站区如果有合适的面积（9m x 9m），可以考虑利用增加空气源热泵机组来满足整个站区的冷、热空调及冷、热水要求，实现冬暖夏凉，24小时的热水供应。

7） 现场设计预留水路、电路、信号控制线路的管线，可以共用加气站本身设计的地槽。

8）在加气站的操作办公室预留操作面板的安装位置（大概0.4m x 0.3m 的墙壁或桌面的安装面积）。如果可能，甚至可以和气站供应商一起把我们的控制系统的操作界面集成在新气站的操作界面设计中。

（注：LNG液化工厂现场施工条件与以上类似，在现场施工时做相应调整。）

第七部分  经济效益分析

据以上分析，LNG存储量为120立方的加气站，每天对空排放的BOG为10‰，液化成LNG的量是540 kg。

◆本系统两个模块需要运行22.5小时，液化回收540 kg 液化天然气；

◆回收价值：2025元/天 = 540 kg × 5元/kg - 30度 × 22.5小时 × 1元/度；

◆按LNG进价每吨5000元，电费每度电1元，双模块系统功耗<30kw计算，1年以内可以回收全部投资和费用。

据以上分析，LNG槽罐车，每次对加气站加液完毕后，至少有270kg LNG需要回收才能安全上路。

◆本系统一个模块需要运行22.5小时，液化回收270 kg 液化天然气；

◆回收价值：1012.5元/次 = 270kg × 5元/kg - 15度 × 22.5小时 × 1元/度；

◆为实现快速液化回收，本系统需要提前预冷21.5小时，总功耗不变，可在1小时内回收完毕。

◆本系统做成移动撬装式，以满足多地点使用，提高利用率，满负荷运转时，1.5年内可回收全部投资与费用。

◆本统十分适合于槽罐车集中的地方进行槽罐车在加液前的规模化回收。也非常适合于特检院等在进行槽罐车的年检过程中，对槽罐车内的残余天然气进行回收利用。

据以上分析，按LNG液化工厂50万Nm3d液化天然气生产规模，每天生产约350吨LNG，需要约20辆（52m3左右）槽车运输车辆外运，每天至少有5400kg LNG需要回收。

◆液化系统配备：需要配备4个系统模块；

◆耗电量：240kW x 24小时 x 1元/度=5760元/天；

◆目前液化天然气价格约为5000元/吨，5元/kg；

◆BOG再液化产值：12000升x 0.45 =5400公斤 x 5 = 27000元/天；

◆每天收益：27000 - 5760 = 21240元；

◆年收益：21240元 x 365天 = 775.26万元；

◆投资回收期：约12个月回收设备投资成本。

第八部分  与用户的合作方式

1、商业模式：

1）传统商业模式

系统直接销售，本系统能完美解决经济损失和环境污染问题，能在1至1.5年内回收所有投资成本，可以安全无故障运行超过20年。回收的综合价值可达到初期投资的10倍以上，经济效益非常可观。

2）合同能源管理（EMC）商业模式

对于部分用户而言，无法增加预算，不愿增加初期投资，我们可以采取EMC方式来合作：

●用户基本不需要花费任何费用；

●用户实时享受回收LNG带来的效益；

●用户只需观察设备的运行状态；

●所有设备、设计、安装施工、日常维护都由我们提供；

●在回收LNG额外赚取的收益中，我们享有部分利益；

●合作5至10年后，所有设备系统全部无偿赠予项目方。

2、项目建设模式

项目总承包EPC模式，即：设计——采购——建设模式。我们的EPC模式的特点主要有以下几个方面：

1）在EPC模式下，由于我们在设计的早期阶段就介入了项目，因此能够将其在施工方法、降低成本、缩短工期、设计在施工中实现的可行性等方面的知识专业技能体现在设计文件中，有效地优化设计；

2）由于我们的设计和施工人员在设计阶段就有较多接触和交流意见的机会，当项目在施工阶段遇到问题时，有了前期的充分交流的铺垫，问题的解决将更加便捷、容易，可提高工程建设效率，避免无谓的扯皮；

3）我们的EPC模式根据项目的实际需要能够边设计边施工，其有利于缩短工期，使项目早日投入使用。同时，由于该模式下我们负责了全部设计、采购和施工的工作，其利润空间相对较大，因此项目方可在承包价上争取更低的价格，对业主比较有利。

第九部分 售后服务

采取传统商业模式销售产品时，产品质量：2年质保期。产品维修：第一年免费，第二年收取成本费。

节约能源是我们永恒的事业；

               绿色环保是我们对世界的承诺；

联系电话：13864182787 李经理