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某压缩机运行扼制方式
日期:2011-05-13 11:52  点击:171
  1BOG的产生和处理

  1.1BOG的产生在无物料(LNG)进出时,LNG储罐吸收外界空气中的热量;在物料(LNG)进出时,物料将热量带入储罐;储罐内的LNG泵在运行过程中产生一定的热量。在以上情况下,部分LNG因而蒸发为气态,该气体称为蒸发气(BollingofGas,简称BOG)。

  1.2BOG的产生量国际上现有LNG接收站的储罐以全包容混凝土式为多,内罐容积一般在2万~20万m3之间,其储存LNG的方式为低温(操作温度-160℃左右),常压(操作压力1.6MPa左右),在设计温度下储罐内*大的BOG蒸发率为0.05wt%~0.08wt%/d. 1.3BOG的处理BOG的主要成分是甲烷,需要进行有效地利用。对于BOG的利用,一般采取两种方式:在日常运行式的接收站,BOG被压缩机加压后进入再冷凝器,被由储罐来的LNG冷却成液体后由高压泵输出,去往汽化器;在调峰式的接收站,BOG被压缩机加压后直接进入外输管网。处理BOG的压缩机称为BOG压缩机。

  2BOG压缩机及储罐的工艺参数BOG压缩机是维持LNG储罐内压力稳定的重要手段,下面以上海五号沟LNG站的储罐和BOG压缩机为例,介绍其工艺参数。

  上海五号沟LNG站现有3个储罐:其中2个储罐的工作容积为5万m3,1个储罐的工作容积为2万m3.

  2.1储罐工艺参数:储罐设计压力:*大表压:23kPa.*小表压:-1.5kPa.正常操作压力:114.5~117.5kPa(绝压)

  操作温度:-160℃左右*高液位:25m

  2.2BOG压缩机的工艺参数上海五号沟LNG站现有4台BOG压缩机,其工艺参数如下:(1)70.K.01A/B(2台)工艺参数:压缩机吸入温度:-140~30℃压缩机出口压力:1.6MPa压缩处理能力:每台800m3/h(2)71.K.01A/B(2台)工艺参数:压缩机吸入温度:-100~35℃压缩机出口压力:1.73MPa压缩处理能力:每台4200m3/h

  3BOG压缩机的运行控制方式的选择

  3.1储罐内压力的控制目标当储罐内压力控制在较高压力下时,储罐内产生的BOG量相对较少,BOG压缩机运行需要能量较低,所以储罐内压力尽量控制在高位。上海五号沟LNG站的储罐控制压力目标为116kPa,即表压14.4kPa(平均大气压101.6kPa)。大气压力变动为106.6~96.8kPa,即表压变化9.4~19.2kPa.当大气压力很低时,为保护储罐避免超压,应适时降低目标设定值。对控制目标设定点的选定应有足够的余量:在无船舶卸液期间,储罐的操作压力设定为大约16kPa;在船舶卸液期间,储罐内的压力波动较大,所以应提前进行恰当的调节以避免超过火炬设定压力(19kPa)。

  3.2储罐内压力的控制方式70.K.01A/B的BOG压缩机的负荷等级为0%,50%,100%三个等级,71.K.01A/B的BOG压缩机的负荷等级分0%,25%,50%,75%,100%五个等级,负荷切换是通过卸载阀来控制的。

  在中控室的DCS中,选取其中任1个储罐的压力值或取3个储罐中的压力*大值,以该值为依据,对BOG压缩机进行负荷的自动控制。负荷参数控制点的设置值在DCS中进行设定,通过压力信号的输入值与负荷参数控制点设置值比较,BOG压缩机自动进行负荷等级的切换。

  3.3BOG压缩机的运行方式比较为了维持LNG储罐内的压力,BOG压缩机的运行控制方式的选择至关重要,下面,以上海五号沟LNG站的储罐内压力控制为例,通过两种运行控制方式的比较,介绍五号沟LNG站BOG压缩机的现用运行控制方式的选择理由。

  待选方案一:压缩机负荷的阶梯式运行设:PV为储罐压力过程值;SV为储罐压力设定值;A为某一定值(如300Pa)。

  (1)当PV-SV>A,并持续一定的时间(如5min),压缩机负荷上升一级。

  (2)当PV-SV<-A,并持续一定时间(如5min),压缩机负荷下调一级。

  (3)当|PV-SV|  该方案的优点是:逻辑简单,操作方便,只需要确定储罐压力设定值和A值(阶梯)的数值。

  该方案的缺点是:压缩机每级负荷的上升/下降由同一个数值确定,缺乏灵活性,不能合理区分各级负荷所需要的压力区间,可能引起压缩机在个别负荷区间内负荷的反复上升,下降,影响压缩机的使用寿命。

  待选方案二:压缩机负荷的区间式运行,4台压缩机的启动顺序是071AD070AD070BD071B.以071A为例,介绍其运行过程:(1)压缩机启动后,进入*低负荷(25%)运行,当储罐压力达到设定值114.9kPa,压缩机负荷上升至100%;(2)当储罐压力下降到114.6kPa,压缩机负荷下调到75%.(3)当储罐压力继续下降到一定的设定值,压缩机负荷继续下调直至*低负荷25%;当储罐压力上升到一定的设定值,压缩机负荷上升直至100%.(4)当储罐压力继续上升,启动第二台压缩机;(5)各设定值可以按需设定。

  该方案的优点是:各台压缩机每级负荷的上升/下降所使用的设置值都是不同的,在多台压缩机联动的情况下,可以根据实际情况,通过各设定值来调整各级负荷所需要的运行区间,不会产生压缩机在个别负荷区间内负荷的短时间反复上升,下降。

  该方案的缺点是:逻辑较复杂,需要对于每个负荷区间进行数值设定。

  除此两种自控方案外,BOG压缩机的运行方式还有手动操作模式:操作员可任意选择负荷0%,25%,50%,75%,100%发出指令,该模式主要用于LNG船舶将LNG卸入储罐期间。

  4结论

  综上所述,BOG压缩机是LNG接收站内的重要设备,关系到主体设备DDLNG储罐正常安全运行,所以,BOG压缩机的运行控制方式需要进行仔细地选择。从安全运行以及保障压缩机使用寿命的角度出发,上海五号沟LNG站的BOG运行控制采用了"压缩机负荷的区间式运行"方式,使用2年以来,效果良好。

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