[0001] 本发明属于海上液化天然气技术领域，尤其涉及一种海上液化天然气码头独立预冷系统和方法。

[0002] 由于液化天然气温度为−163℃，如果直接投入常温金属管道，不仅会使管道收缩变形，而且由于冷却过快使金属管道上下表面温差产生弯曲变形及热应力破坏。因此在海上液化天然气码头投用前，必须对其管道进行预冷。预冷时管道温度要逐步降低，避免急冷，防止温度骤降对设备和管件造成损伤。因此对预冷温降速率有安全要求。预冷通常使用BOG低温气体（低温天然气），因此也对BOG流量有安全要求。

[0003] 在目前技术条件下，海上液化天然气码头只能借助液化天然气气化船或者输送船上的设施，来产生所需的BOG进行预冷，但却很难找到适合的液化天然气气化船或者输送船上的设施。因为海上液化天然气码头规模各不相同，所需预冷的BOG也不相同，而且天然气气化船或者输送船上的气化设施设计能力一般固定且产生的BOG流量较大，很难与海上码头的需求匹配。如果海上码头强行使用大流量BOG将会导致管道温降过快，造成金属应力破坏。如果对天然气气化船或者输送船上的气化设施进行改造则会导致代价高昂。

[0004] 因此，亟需设计一种海上液化天然气码头独立预冷系统和方法，解决以上提到的天然气气化船或者输送船上的气化设施设计与海上码头的需求不匹配，BOG流量较大，会造成金属应力破坏，重新改造会导致增加成本的问题。

[0019] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0020] 本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

[0021] 下面参照附图1描述本发明的海上液化天然气码头独立预冷系统和方法。

[0022] 如图1所示，本发明中的海上液化天然气码头独立预冷系统，包括气体收集罐1，气体收集罐1上连接有第一管路2和第二管路4，气体收集罐1通过第一管路2与液化天然气连接，气体收集罐1外设置有外壁电加热元件3，外壁电加热元件3对气体收集罐1内的液化天然气加热，加热后的低温天然气通过第二管路4输送至液化天然气码头，以对液化天然气码头处的多个待预冷管路5进行预冷。本实施例中，采用外壁电加热元件3对气体收集罐1内的液化天然气非接触式加热，保证设备和流体的操作安全。本实施例中，第一管路2远离气体收集罐1的一端为液化天然气输送口8，第二管路4远离气体收集罐1的一端为低温天然气输出口9，低温天然气输出口9连接气化船或者运输船，气体收集罐1内出来的低温天然气通过第二管路4对待预冷管路5预冷后，低温天然气从第二管路4的低温天然气输出口9输出，对低温天然气进行回收，将低温天然气回收到气化船或者运输船内。

[0023] 气体收集罐1通过第一管路2与液化天然气连接，气体收集罐1外设置有外壁电加热元件3，外壁电加热元件3对气体收集罐1内的液化天然气加热，加热后的低温天然气通过第二管路4输送至液化天然气码头，以对液化天然气码头处的多个待预冷管路5进行预冷，能够实现对海上码头液化天然气待预冷管路5的预冷，摆脱对其它船型和设备的依赖、功能独立、稳定安全极大降低码头的工程成本和运营成本。

[0024] 进一步，如图1所示，第一管路2上设置有第一开关阀21，用于控制进入气体收集罐1内的液化天然气的量，第二管路4上设置有第二开关阀41，用于控制进入多个待预冷管路5的低温天然气的量。

[0025] 进一步，如图1所示，第二管路4上还设置有流量传感器42，用于控制气体收集罐1内流入至待预冷管路5的低温天然气的量。控制外壁电加热元件3的加热功率，可以得到稳定的低温天然气的流量，以满足预冷降温速度要求，避免降温速率过大对待预冷管路5造成损伤，或者降温速率过小导致预冷时间延长，增加液化天然气的损耗。

[0026] 进一步，如图1所示，外壁电加热元件3上连接有控制盘31，控制盘31与流量传感器42连接，用于控制外壁电加热元件3的输出功率。外壁电加热元件3接通电源工作后，手动控制控制盘31逐步加载其加热功率，当接近额定功率时调至自动，由流量传感器42控制控制盘31的加热功率，保证得到稳定的低温天然气的流量。

[0027] 进一步，如图1所示，气体收集罐1上设置有放空管11和压力传感器12，放空管11上设置有压力控制阀111，压力控制阀111与压力传感器12连接，放空管11用于对气体收集罐1进行放空。在气体收集罐1上设置放空管11和压力传感器12，当气体收集罐1内的压力波动过大或者下游发生故障时，对气体收集罐1内的低温天然气进行放空，保证了预冷操作过程中系统的稳定和安全。

[0028] 进一步，如图1所示，多个待预冷管路5上均设置有第三开关阀53，用于控制低温天然气在待预冷管路5内的流通量。多个待预冷管路5之间通过输送支路6和输送主路7连通，以使低温天然气依次通过多个待预冷管路5。

[0029] 具体地，液化天然气码头处的多个待预冷管路5进行预冷，多个待预冷管路5之间通输送支路6和输送主路7连接，本实施例中，以两个待预冷管路5为例，分别为第一待预冷管路51和第二待预冷管路52，第一待预冷管路51与第二管路4连接，同时第一待预冷管路51还连接有多个输送支路6，多个输送支路6远离第一待预冷管路51的一端通过输送主路7与第二待预冷管路52连接，实现第一待预冷管路51和第二待预冷管路52的连接。本实施例中，输送支路6上设置有放空阀61，用于将待预冷管路5内的低温天然气进行放空。本实施例中，还可以根据实际情况，设置多个液化天然气输入口和多个低温天然气输出口9，可以实现对不同待预冷管路5的预冷。本发明还提供了一种海上液化天然气码头独立预冷方法，包括如下步骤：

[0030] S1、统计液化天然气码头处的多个待预冷管路5的设计资料，根据所要求的温度降低速率，确定预冷时间，计算并确定低温天然气的流量；S1中液化天然气码头处的多个待预冷管路5的设计资料，包括所述多个待预冷管路5的长度、直径、材料和壁厚等信息。S2、根据预冷时间和低温天然气的流量，确定所需液化天然气总量和气体收集罐1的容积，计算和确定外壁电加热元件3所需的功率；
S3、关闭第二开关阀41、第三开关阀53和放空阀61，打开第一开关阀21，液化天然气通过第一管路2输送至气体收集罐1中，输送完毕后关闭第一开关阀21；

[0031] S4、打开第二开关阀41、第三开关阀53和放空阀61，外壁电加热元件3与电源接通工作，加热产生的低温天然气通过第二管路4输送至多个待预冷管路5进行预冷。

[0032] 进一步，如图1所示，外壁电加热元件3接通电源工作后，手动控制控制盘31逐步加载其加热功率，当接近额定功率时调至自动，由流量传感器42控制控制盘31的加热功率。

[0033] 气体收集罐1通过第一管路2与液化天然气连接，气体收集罐1外设置有外壁电加热元件3，外壁电加热元件3对气体收集罐1内的液化天然气加热，加热后的低温天然气通过第二管路4输送至液化天然气码头，以对液化天然气码头处的多个待预冷管路5进行预冷，能够实现对海上码头液化天然气待预冷管路5的预冷，摆脱对其它船型和设备的依赖、功能独立、稳定安全极大降低码头的工程成本和运营成本。

[0034] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。