1再冷凝工藝的簡述
LNG儲罐受外界環境熱量的入侵,及低壓泵運行時部分機械能轉化為熱能,都會使罐內LNG氣化產生蒸發氣,即BOG氣體,為了維持儲罐內的恒定壓力,必須排出BOG氣體,如何處理BOG氣體成為LNG接收站工藝的重要部分。
再冷凝工藝是指LNG儲罐內的BOG通過BOG壓縮機加壓,與低壓泵送出的過冷的LNG按照一定的比例在再冷凝器中換熱。過冷的LNG將大部分BOG冷凝成液體。
再冷凝工藝與直接壓縮工藝相比的優點在于節能,適用于大型LNG接收站,因為BOG量大且輸送管道壓力高,節能效果顯著。
2再冷凝器的基本構造和參數
京唐LNG的再冷凝器是一個垂直的圓柱形容器,內部有裝填了不銹鋼鮑爾環的填料床層。內部構件主要有破渦器、拉西環填料層、液體分布器、氣體分布盤、液體折流板、填料支撐板、閃蒸盤。其中液體分布器、氣體分布盤主要是為了增大LNG與BOG的接觸面積,提高冷凝效果。液體分布器共有兩組,一組有4個噴嘴,氣體分布盤均布有100個升氣管和100個子L。BOG和冷LNG從填料層的上部進入,并在填料層充分接觸,根據BOG的流量和再冷凝器的壓力,自動調節送入再冷凝器中的LNG量。這種方式能使來自BOG壓縮機的所有壓縮后的BOG被冷凝。
3再冷凝器的試車流程和步驟
(1)再冷凝器在首次試車前確認一些前提條件:
1)試車前,確認FAT性能結果符合設備規范并已提交供審查。
2)已經獲得工作許可證,滿足工作所需的所有條件。
3)限制未經批準而進入再冷凝器系統和管道的區域。
4)所有工藝系統應正常運行,BOG壓縮機開車準備就緒。
5)如果零件需要在開車前鎖定和標定,應清楚的標注在相關P&ID上并檢查。
6)確定所有上游設備(低壓泵、BOG壓縮機)和下游設備(高壓泵、ORV/管路)已處于正常運行。
7)確定所有儀表已運行,且可從DCS上獲得讀數。
8)檢查再冷凝器的控制閥是否設置為手動模式。
9)在初始開車前,必須考慮再冷凝器的聯鎖與邏輯。
(2)試車流程和步驟
中控室操作人員手動控制壓力控制閥(PCV-1300602A/B)將高壓泵的吸入壓力保持在0.74MPaH左右,待壓力穩定后,將壓力控制器PIC-1300602調為自動模式,打開再冷凝器的入口閥門XV-1300604,流量控制閥FCV-1300602和氣體量控制閥LCV-1300601稍微打開一個開度已將再冷凝器的壓力保持在操作溫度0.775MPaG。當液位達到中間液位約4m,壓力在0.775MPaG左右時,打開再冷凝器的出口閥XV-1300602。之后緩慢打開流量控制閥將低溫LNG以50t/h送至再冷凝器。
4再冷凝器的控制
再冷凝器控制變量的選擇,是指再冷凝器運行質量控制中被控變量的確定以及檢測點位置的確定。
4.1LNG流量控制
LNG的進入量由流量控制閥FCV-1300602來調節,壓縮BOG的流量,通過壓力(Pl-1300601)、流量(F1-1300601)、溫度(T1-1300602)將測量信號送至比率計算模塊FX-1300601算出氣體的質量流量,通過溫度(T1-1300602)算出R值(既液氣比),然后在FX-1300601模塊中根據溫壓補償將計算出的液體的質量流量傳送到FX-1300602并作為FIC-1300602的設定值,再冷凝器入口管線上的流量計FE-1300602可測量出一個流量的測量值,通過設定值與測量值的比較后,由中控室操作人員按照比較后的結果來選擇控制閥FCV-1300602的開度從而實現再冷凝器的LNG的流量控制。
4.2再冷凝器液位控制
再冷凝器中的液位控制器LIC-1300601A/B用于防止液位過低或過高,如果再冷凝器液位過高,通過開閥門LCV-1300601將高壓氣體放回再冷凝器頂部,從而通過液位控制器LIC-130060IB降低再冷凝器的液位。如果再冷凝器的液位過低,要關閉再冷凝器出口的閥門,停止高壓泵和壓縮機,關閉高壓補氣的進氣閥。
4.3再冷凝器壓力控制
再冷凝器底部的壓力(即高壓泵入口壓力)主要由壓力控制閥PIC-1300602控制,該控制器通過再冷凝器旁通閥PCV-1300602A/B來調節進入高壓泵入口的LNG流量,采用分程控制,先打開低流量旁通閥PCV-1300602B,全開后,在打開高流量閥PCV-1300602A調節再冷凝器的出口壓力。
再冷凝器作為LNG接收站的心臟非常重要,如果再冷凝器的液位及壓力不穩定,會導致全廠跳車,所以保證再冷凝器的平穩運行是確保整個LNG接收站穩定外輸的前提條件。