BOG回收工艺中的压缩方法

　　在BOG回收过程中，压缩是关键步骤，通过不同的压缩方式对BOG进行增压，以满足后续加工利用的需要。常见的压缩方式有以下几种：

　　容积式压缩

　　1.往复式压缩机

　　工作原理：往复式压缩机通过曲柄连杆机构，将电动机的旋转运动转化为活塞的往复直线运动。一个工作循环有吸气、压缩、排气、膨胀四个阶段。在吸气阶段，活塞从气缸顶部(上止点)移动到底部(下止点)，气缸内容积增大，压力降低。当压力低于吸气管内压力时，吸气阀打开，BOG气体被吸入气缸。在压缩阶段，活塞从下止点向上移动，气缸内容积减小，BOG气体被压缩，压力和温度升高。当压力升高到超过排气管内压力时，排气阀打开，进入排气阶段，高温高压的BOG气体被排出气缸。最后在膨胀阶段，活塞由上止点向下运动，气缸内残留的高压气体膨胀，压力降低，为下次进气做准备。

　　特点及适用场景：往复式压缩机的优点是压缩比高，能将BOG气体压缩到很高的压力，适用于对终压力要求较高的回收工艺。同时对气体的适应性强，可以处理不同成分、性质的BOG气体。另外，往复式压缩机的效率在较高的压缩比下表现良好。但是，它也有结构复杂、零件多等缺点，导致设备维护成本高，需要定期更换易损件。同时，往复式压缩机的振动和噪声较大，需要特殊的基础设计和减振降噪措施。由于这些特点，往复式压缩机适用于处理量相对较小、压缩比要求较高、对设备维护成本有一定容忍度的BOG回收项目，例如一些小型LNG加气站或工业生产中产生的少量BOG的回收处理。

　　2、旋转式压缩机

　　滑片式压缩机

　　工作原理：滑片式压缩机主要由气缸、转子、滑片等部件组成。转子偏心安装在气缸内，转子上开有若干个径向槽，滑片安装在槽内，在离心力和气体压力的作用下，可紧贴气缸内壁滑动。当转子在电动机的带动下旋转时，滑片也随之旋转。在旋转过程中，由于转子的偏心，滑片与气缸内壁之间的体积会发生周期性的变化。在吸气过程中，当滑片旋转到相对于吸气口的位置时，滑片与气缸内壁之间的体积开始逐渐增大，气缸内的压力逐渐减小。当气缸内的压力降到低于吸气管内的压力时，吸气阀打开，BOG气体在压差作用下进入气缸。随着叶片的继续旋转，体积不断增大，更多的BOG气体被吸入气缸，直到体积增大到最大值，吸气过程结束。在压缩过程中，随着叶片的继续旋转，叶片与气缸内壁之间的体积开始逐渐减小，此时BOG气体被压缩，压力和温度逐渐升高。由于体积减小时吸气阀已经关闭，阻止了气体回流，因此BOG气体只能在气缸内被压缩。随着叶片的继续旋转，体积不断减小，气缸内气体压力不断升高，当压力升高到超过排气管内压力时，排气阀打开，进入排气阶段，高温高压的BOG气体从气缸中排出。

　　特点及适用场景：叶片式压缩机具有结构相对简单紧凑，其零部件数量相对较少的优点，使得设备的制造、安装和维护相对方便，成本也相对较低。同时叶片式压缩机的运行相对平稳，振动和噪音较小，这对于一些对工作环境要求较高的场所，如居民区附近的LNG加气站或者城市中的工业生产设施等，具有很大的优势。另外，叶片式压缩机转速较高，可以在较小的体积内实现较高的气流量，适合处理量适中的BOG回收项目。但是叶片式压缩机也存在一些局限性，如其压缩比相对较低，一般适用于中低压的压缩要求，对于一些需要将BOG气体压缩到非常高压力的回收工艺，可能不太适合。同时，叶片压缩机的叶片在高速运转时，叶片与气缸内壁之间会产生较大的摩擦磨损，不仅影响叶片的使用寿命，还可能造成压缩机性能下降，需要定期对叶片进行检查和更换。由于这些特点，叶片压缩机适用于处理量中等、压缩比要求不高，对设备稳定性和工作环境要求较高的BOG回收项目，例如一些城市的小型LNG卫星站或工业生产中产生的中量BOG、压力要求不高的场合。

　　螺杆压缩机

　　工作原理：螺杆压缩机主要由一对相互啮合的公、母螺杆组成，这对螺杆并联安装在压缩机壳体内，公螺杆通常有4-6个凸齿，母螺杆则相应地有5-7个凹齿。压缩机工作时，电动机带动公螺杆旋转，由于公、母螺杆相互啮合，公螺杆的旋转会带动母螺杆反向旋转。随着公、母螺杆的旋转，公、母螺杆的齿相互错开，使齿与壳体内壁之间形成的工作容积呈周期性变化。在吸气过程中，当公、母螺杆的齿转到与吸气口相对的位置时，齿与壳体内壁之间的容积开始逐渐增大，壳体内的压力逐渐减小，当壳体内的压力降至吸气管内的压力以下时，吸气阀打开，BOG气体在压差作用下进入壳体。随着阴、阴螺杆的继续旋转，体积不断增大，更多的BOG气体被吸入壳体内，直至体积增大到最大值，吸气过程结束。在压缩过程中，当阴、阴螺杆继续旋转时，阴、阴螺杆齿间错开程度逐渐减小，齿与壳体内壁之间的体积开始逐渐减小，此时BOG气体被压缩，压力和温度逐渐升高。由于体积减小时吸气阀关闭，阻止了气体的回流，因此BOG气体只能在壳体内被压缩。随着阴、阳螺杆继续旋转，体积不断减小，壳体内气体压力不断升高，当压力升高到超过排气管内压力时，排气阀打开，进入排气阶段，高温高压的BOG气体从壳体排出。

　　特点及适用场景：螺杆压缩机具有诸多优势，使得其在BOG回收领域得到广泛应用。首先螺杆压缩机结构简单紧凑，体积小，重量轻，占地面积小，这对于一些空间有限的BOG回收场地，如小型LNG加气站或工业生产车间的BOG回收设施，具有很大的优势。其次螺杆压缩机运转平稳，振动小，噪音低，不仅有利于提高设备的使用寿命，减少设备故障的发生，还能为操作人员提供相对安静舒适的工作环境，符合现代工业生产对工作环境的要求。另外螺杆压缩机转速高，能在短时间内处理大量的BOG气体，气体流量大，处理能力强，适用于处理量大的BOG回收项目，如大型LNG接收站或工业生产中产生的大量BOG的回收处理。同时螺杆压缩机的压缩比范围广。根据不同的工艺要求及BOG气体的性质，可调节公、母螺杆的传动比、转速等参数，以满足不同压缩比的要求，具有较强的适应性和灵活性。但螺杆压缩机也存在加工精度要求高，公、母螺杆的齿形、啮合间隙需严格控制等缺点，使设备制造难度大，成本较高。同时，螺杆压缩机在长期运行过程中，公、母螺杆的齿面会受到一定程度的磨损，不仅影响压缩机的压缩性能和效率，还可能造成泄漏等设备故障，公、母螺杆需定期检查、维修和更换，增加了设备的维护成本和工作量。由于这些特点，螺杆压缩机适用于处理量大、对设备稳定性和工作环境要求高、对压缩比有一定范围要求、对设备成本和维护有一定容忍度的BOG回收项目，如大型LNG接收站、工业生产园区的BOG回收设施等。

　　高速压缩

　　1、离心式压缩机

　　工作原理：离心式压缩机的工作原理是依靠高速旋转的叶轮对气体产生的离心力，主要由叶轮、蜗壳、扩压器、进气室、排气室等部件组成。压缩机工作时，BOG气体首先经进气室进入压缩机，进气室的作用是使气体均匀地流入叶轮。然后气体进入高速旋转的叶轮，叶轮通常有多个叶片。叶轮旋转过程中，叶片对气体施力，使气体随叶轮旋转。由于离心力的作用，气体在叶轮中沿叶片方向从叶轮中心向边缘流动，速度不断增大，气体的压力也会随之增大。高速流动的气体离开叶轮后进入扩压器。扩压器是一个截面逐渐增大的通道，它的作用是将气体的动能转化为压力能。当气体在扩压器中流动时，由于通道截面逐渐增大，气体的流速逐渐减小。根据能量守恒定律，气体流速减小而减小的动能将转化为气体的压力能，从而进一步提高气体的压力。经过扩压器加压后的气体进入蜗壳，蜗壳的形状类似蜗牛壳，它的作用是收集从扩压器流出的气体，并将气体引导至排气室。在蜗壳中，气体的流速将进一步减小，压力也会升高。最后，经过蜗壳收集并进一步加压后的气体经排气室排出压缩机。此时气体的压力已经升高，可以满足后续处理或利用的要求。

　　特点及适用场景：离心式压缩机具有一系列显著的特点，使得其在BOG回收领域有着重要的应用价值。首先，离心式压缩机的气体流量大，能在短时间内处理大量的BOG气体。这是因为离心式压缩机的叶轮高速旋转，能连续地吸入并压缩气体，其气体流量通常比容积式压缩机大得多。因此，离心式压缩机特别适用于处理量大的BOG回收项目，如大型LNG接收站、石油化工企业等产生大量BOG的场所。其次，离心式压缩机的结构比较简单，零件数量少，使设备的制造、安装和维护相对方便，成本相对较低。离心式压缩机与往复式等容积式压缩机相比，没有复杂的曲柄连杆机构、活塞等易损件，设备的可靠性和稳定性较高，维护工作量较少，维护费用较低。同时，由于结构简单，离心式压缩机体积小、重量轻、占地面积小，便于在空间有限的场所安装布置。另外，离心式压缩机运转平稳，振动小、噪声低。这是因为离心式压缩机叶轮在高速旋转时，重心比较稳定，不会像往复式压缩机那样因活塞的往复运动而产生较大的振动。同时，离心式压缩机的气流连续稳定，不会像容积式压缩机那样在吸气、压缩和排气过程中产生较大的压力波动和噪声。因此离心式压缩机低振动、低噪音的特点不仅有利于提高设备的使用寿命和运行效率，还能为操作人员提供相对安静、舒适的工作环境，满足现代工业生产对工作环境的要求。但是离心式压缩机也存在一定的局限性，一方面，离心式压缩机的压缩比较低，一般适用于中低压的压缩要求。这是因为离心式压缩机主要依靠叶轮的高速旋转对气体产生离心力来实现气体的压缩，其压缩过程比较平缓，不像往复式压缩机可以通过活塞的往复运动对气体进行多次压缩，从而达到较高的压缩比。因此，对于一些需要将BOG气体压缩到很高压力的回收工艺，离心式压缩机可能并不适合。另一方面，离心式压缩机对气体流量的变化比较敏感，当气体流量偏离其设计流量时，离心式压缩机的效率就会大幅下降，甚至会出现喘振等不稳定运行现象。喘振是在运行过程中，由于气体流量过小或系统压力过高，导致压缩机内部气流振荡、反转的现象，使压缩机产生剧烈的振动和噪声，严重影响压缩机的正常运行和使用寿命。因此，在使用离心式压缩机进行BOG回收时，需要保证BOG气体流量相对稳定，并根据BOG气体流量变化合理调整压缩机的运行参数，避免喘振等不稳定运行现象，保证压缩机高效稳定运行。由于这些特点，离心式压缩机适用于处理量大、对设备稳定性和工作环境要求高、对压缩比要求不是特别高、BOG气体流量相对稳定的BOG回收项目，如大型LNG接收站、石油化工企业等，这些项目产生的BOG量大，对压力要求相对不高。实际应用中，通常根据BOG回收项目的具体需求和特点，综合考虑各种压缩机的优缺点，选择最合适的压缩方式和压缩机类型，从而实现BOG的高效回收利用，同时降低设备的投资成本、运行成本和维护成本，提高项目的经济效益和社会效益。