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BOG压缩机在液化石油气基地的应用

时间:2007-1-16栏目:人力资源管理论文

摘 要:介绍了在液化石油气基地用压缩机处理蒸发气时的工艺流程、压缩机容量的调节、辅助设备的自动控制以及压缩机的报警和连锁保护控制系统。

1 前言

通常情况下,低温丙烷(C3)罐内液体温度为-40~-42℃,而低温了烷(C4)罐内液体温度为0~-2℃;正常运行时,罐压一般都保持在5~11KPa。尽管罐体有很厚的保温层,但由于罐壁以及工艺管线等与外界的换热,低温罐内液体会部分吸热蒸发,形成蒸发气(BOG 即Boil Off Gas),从而导致罐内压力上升。如何维持低温储罐的保冷运行,是液化石油气基地的主要任务。BOG压缩机担当了这一重任,而一般使用电机驱动是二级双作用往复活塞式压缩机。

2 压缩制冷的基本工艺流程

采用压缩机直接压缩BOG制冷的基本流程是(以C3低温储罐T-1为例,见图1):当C3低温储罐T-l内压力上升时,启动压缩机,将罐内BOG引入压缩机入口缓冲罐D-1,经缓冲和分离后引入压缩机一级(1st stage)入口,入口压力即为罐压,温度一般为-l0~-20℃之间,经一级压缩后,BOG被压缩至0.3~0.35MPa,温度升为50~60℃,然后由一级出口进入闪蒸罐D-2,经闪蒸后BOG温度降至0℃左右,再进入压缩机二级(2nd stage)入口,经二级压缩后,温度升为60~90℃,而压力升至1.5MPa左右,高压气体随即进人水冷凝器E-l,换热后被液化成液体,进入C3液体回收罐D-3,再由D-3进入出货高压罐T-3出货。

3 压缩机容量的调节

压缩机的容量是根据储罐BOG最大产生量来确定的。压缩机选定以后其容量是恒定的。如果吸入的气量大于罐内BOG的产生量,罐压就会下降,当罐压下降到一定程度时,为了补偿压缩机入口的气量缺乏,可以采取以下两种措施:

(1)压缩机二级出口气相返回到入口闪蒸罐D~2,即图中通过D-2压力P-2来控制阀门PV-2的控制回路部分。这里,P-2设定值为300KPa,若D-2压力高于此值,阀PV-2关闭,若D-2压力低于此值,阀PV一2即打开进行气相返回。

(2)可以通过压缩机入口卸载来减少吸入气量,即将压缩机容量由100%降为50%。对于隔膜式(Diaphragm-type)的卸载装置,由仪表风操纵的入口气阀卸载装置限制阀板的自由运动,使入口气阀保持在打开状态。由于吸入的气体不被压缩并被排出重新回到入口。这样,若双作用气缸的一端(气缸端或曲轴端,一般为气缸端)被卸载,则压缩机的容量变成50%若两端都被卸载,则变成0%。

当压缩机入口气体缺乏量小于压缩机容量的50%时,采用上述(1)方法,即气相返回;而当此缺乏量大于压缩机容量的50%时,采用上述(2)方法,即将压缩机降载至50%。

4 辅助设备的自动控制

C3液体回收罐D-3的压力由PV-3A/B控制,将D-3压力P-3设定为l.5MPa,当D-3实际压力低于此值时,PV-3A打开,PV-3B关闭,引入压缩机出口气体,使其压力回升,而当D-3实际压力高于此值时,PV-3A关闭,PV-3B打开,多余气体被引入火炬F-1叫烧掉。

闪蒸罐D-2液位的控制很重要,D-2的高液位容易导致压缩机带液而损坏,液位太低又起不到作用。我们将其液位L-l设定为0.4m,并通过DCS(Distributed Control System)上的选择开关确定由LV-1A或LV-1B来控制其液位,LV-1A将液体输出到高压出货罐T-3,当T-3已满或不用时,使用LV—1B将液体输出到低温储罐T-1。

5 压缩机的报警和连锁保护控制系统

为了保证压缩机安全正常运行,我们为其装配了一整套报警和连锁保护控制系统,主要有以下内容:

(l)预报警系统

①主机轴承温度

包括对轮侧的主机轴承温度和与对轮相对侧的主机轴承温度。这两个轴承温度的高报设定值为60℃,当主机轴承温度超过60℃时,系统报警,操作员要紧急处理,以保护主机轴承免受损坏。

②润滑油压力和温度

润滑油可以称作是压缩机的"血液",它可以润滑各部件,减少磨损,降低部件温度,还可以起到密封,减振,防锈蚀等作用。BOG压缩机配备有专门的润滑油泵,开压缩机前要先启动油泵运转。要保证压缩机正常运行,对润滑油的压力和温度都有严格的要求,油温高报值设定为55℃,油压低报值设定值为0.175MPa,超过相应的指标,系统都会预报警。

③0%负荷10分钟预报警

若压缩机在0%负荷的状态下运行超过10分钟,系统即会报警,提醒操作员增加负荷或停机。

④电机轴承温度

分对轮侧的电机轴承温度和与对轮相对侧的电机轴承温度两个。这两个轴承温度的高报设定值为80℃。

(2)连锁停机保护系统

①压缩机一级入口气体压力

该压力低报设定值为2KPa,若低温储罐压力很低致使压缩机一级入口压力降至2KPa时,系统报警并连锁自动停机。

②一级出口气体压力

该压力高报设定值为0.42MPa,若压缩机一级出口气压高至0.42MPa时,系统报警并连锁自动停机。

③二级出口气体压力

该压力高报设定值为1.88MPa,若压缩机二级出口压力高于该值时,系统报警并连锁自动停机。

④一级出口气温

该温度高报设定值为100℃,若压缩机一级出口气温高于该值,则系统报警并连锁自动停机。

⑤二级出口气温

该温度高报设定值为150℃,当压缩机二级出口气温高于该值时,系统报警并连锁自动停机。

⑥电机轴承温度

前面5(1)④介绍了电机轴承温度高预报警值(80℃),若操作员失职或由于其他原因而未作处理,当电机轴承温度继续上升至90℃时,就会高高报警并连锁自动停机。

⑦润滑油压力

前面5(1)②讲了润滑油压力低预报警值(0.175MPa),若该压力继续下降至0.15MPa时,就会低低报警并连锁自动停机。

⑧0负荷15分钟

前面5(l)③提到若压缩机在0负荷状态下运行达10分钟即会预报警,若在这种状态下继续运行达到15分钟时,就会报警并连锁自动停机。

6 结束语

BOG压缩机是液化石油气基地的"心脏",正是通过它不断地把B

OG压缩后冷凝成液体来控制低温储罐的压力和温度,从而保证液化石油气基地的正常和安全运转。
 

作者:深圳华安液化石油气有限公司 苏旭 

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