一、背景

随着中国LNG能源消耗的增长和LNG运输业的兴起，LNG船舶技术得到迅速发展。在LNG船的航行过程中，部分液货会因热量渗入而挥发，产生BOG（Boil-Off Gas）。为了处理这些BOG，通常有两种方法：一是将其作为燃料使用，二是通过再液化装置将其重新冷凝液化后送回液货舱。

二、深冷BOG再液化工艺

近年来，基于涡轮布雷顿制冷技术的深冷再液化工艺系统逐渐成为主流船用BOG再液化装置。该装置通过LNG作为中间冷媒，与船舱气相BOG直接接触和换热，将BOG冷凝为LNG产品，降低船舱压力。

TK1－LNG储舱，P1－LNG潜液泵，CB1－冷箱，TE1－透平膨胀机，C1、C2－压缩机，E1～E2－冷却器

深冷船用BOG再液化工艺

三、工艺参数影响分析

制冷剂选择：深冷BOG再液化装置宜采用氮气和氦气混合气体作为制冷剂，以获得最低系统能耗。氮氦气比例约为50%:50%时，在系统膨胀后压力小于9bar的低压范围内存在最优配比。

系统压力与能耗：在高于9bar的压力条件下，氦气含量越高、系统压力越高，能耗越低。优化的液化能耗小于800kWh/t，与现有装置能耗相比降低近10%。

技术特点：该装置采用磁悬浮轴承技术和高速电机直接驱动，无需变速箱，减小了装置体积和传动损失，提高了运行效率。

实际应用与优化：实际工程应用中应综合考虑透平压缩机压比、变工况性能和系统设计压力等因素，结合系统能耗选取设计参数。目前，基于深冷式再液化工艺参数的优化，正在开展国内首台套深冷BOG再液化装置的研制与测试。

工程挑战：尽管转速越高主机的体积和重量越小，但可选设备的功率越低，工程难度越大，这是制约国产深冷再液化工程规模的主要原因。

四、结论

随着全球对清洁能源需求的持续增长，LNG作为一种高效、环保的能源，在船舶运输领域的应用愈发广泛。在LNG船舶的运营过程中，BOG的产生是不可避免的。为了有效管理这些BOG，深冷再液化工艺成为了重要的解决方案。

深冷BOG再液化工艺通过先进的制冷技术，将BOG转化为液态LNG，并重新注入液货舱，实现了资源的有效利用。在这一过程中，工艺参数的选择对装置的性能和能耗有着重要影响。

首先，制冷剂的选择是工艺参数优化的关键。氮气和氦气的混合气体作为制冷剂，在不同的压力和温度条件下表现出不同的性能。通过精确调整氮氦气的比例，可以在保证液化效率的同时，降低能耗。

其次，系统压力的控制也是至关重要的。在特定的压力范围内，系统能够达到最优的液化效果和能耗水平。此外，高速电机直接驱动和磁悬浮轴承技术的应用，进一步提高了装置的紧凑性和运行效率。

然而，深冷再液化工艺在实际应用中仍面临一些挑战。例如，高转速电机的选择和维护，以及制冷系统在不同工况下的稳定性和可靠性等。这些问题需要工程师们通过不断的研发和优化来解决。

总之，深冷BOG再液化工艺在船舶领域的应用具有广阔的前景。通过优化工艺参数和不断的技术创新，我们可以进一步提高装置的性能和可靠性，为LNG船舶的安全、高效运营提供有力保障。

深冷BOG再液化工艺在LNG船舶上的应用，不仅提高了LNG的存储和运输效率，还降低了能耗和运营成本。通过优化工艺参数，可以进一步提高装置的性能和可靠性，为LNG运输业的发展提供有力支持。

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