[實用新型]一種液化天然氣低溫泵井排氣系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720504895.1
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN206973262U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉力賓;牛卓韜;李新奇;劉凱;溫向陽;王艷紅;張笑培;孫志清;周向東;宋海波
• 申請（專利權(quán)）人: 新地能源工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: F17C13/00
• 分類號: F17C13/00;F17C13/02;F17C13/04
• 代理公司: 北京卓恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)11394
• 代理人: 唐曙暉

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于LNG領(lǐng)域，具體涉及一種液化天然氣低溫泵井排氣系統(tǒng)。

背景技術(shù)

天然氣作為優(yōu)質(zhì)清潔能源，在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來越廣泛。常壓液化天然氣(LNG)體積小，便于運輸和儲存，是天然氣的常用形式。但由于LNG在儲存過程中會出現(xiàn)大量的閃蒸汽(Boil Off Gas，BOG)，如在LNG儲罐使用過程中，在泵停止運行后，泵井內(nèi)液體隨自重回流至儲罐，導(dǎo)致泵井內(nèi)液面至儲罐頂部空間充滿BOG氣體，在每次啟泵過程中需要對該部分氣體進(jìn)行排空。

以往的排氣做法是對排氣控制閥進(jìn)行時間控制，設(shè)置固定的時間進(jìn)行排氣，這樣會導(dǎo)致排氣不徹底或是排氣不完全的現(xiàn)象，嚴(yán)重時，LNG液會直接進(jìn)入排氣管線，造成排氣管線劇烈振動，給設(shè)備和人員帶來危險。因此，在罐內(nèi)泵啟動過程中，液體在泵井內(nèi)上升，將泵井內(nèi)的氣相空間進(jìn)行壓縮，為了保證這些氣體不進(jìn)入主管線，需要對其進(jìn)行排氣，排氣時間要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

實用新型內(nèi)容

本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種液化天然氣低溫泵井排氣系統(tǒng)及控制方法，達(dá)到自動、智能排氣的功能，既可避免BOG氣體進(jìn)入下游工序和液體進(jìn)入排氣管線，又可靈活控制排氣時間。

本實用新型首先提供一種液化天然氣低溫泵井排氣系統(tǒng)，包括設(shè)置于低溫儲罐中的液位檢測儀、與低溫儲罐內(nèi)的泵井連接的排氣管線、與低溫儲罐內(nèi)的泵井連接的外輸管線，泵井底部設(shè)置低溫罐內(nèi)泵，排氣管線內(nèi)設(shè)置排氣控制閥，外輸管線內(nèi)設(shè)置排液控制閥，液位檢測儀、排氣控制閥、排液控制閥、低溫罐內(nèi)泵分別與控制單元連接，所述控制單元能夠根據(jù)液位檢測儀檢測到的液位控制排氣控制閥的開關(guān)，從而控制排氣時間。

所述控制單元根據(jù)液位檢測儀檢測到的液位和低溫罐內(nèi)泵的工作參數(shù)，控制排氣控制閥和排液控制閥的開關(guān)，達(dá)到精確控制排氣時間的目的。

本實用新型通過控制單元控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)置、液位檢測儀、排氣控制閥、排液控制閥，控制系統(tǒng)根據(jù)基礎(chǔ)參數(shù)的設(shè)置實現(xiàn)自動排氣功能，實現(xiàn)對排氣時間的嚴(yán)格計算和控制。

在本實用新型中，液位檢測儀例如為微波雷達(dá)液位檢測儀或浮筒式液位檢測儀。

液位檢測儀用于對儲罐內(nèi)液位進(jìn)行實時監(jiān)測，檢測到的液位值被輸入控制單元進(jìn)行排氣時間計算。

作為優(yōu)選，排氣管線設(shè)在用于排液的外輸管線的上方。

在本實用新型中，控制單元例如是可編程控制器(PLC)或集散控制系統(tǒng)(DCS)。

控制單元接收液位檢測儀傳來的數(shù)據(jù)，執(zhí)行計算程序，并輸出對排氣控制閥和排液控制閥的指令，可以由可編程控制器(PLC)或集散控制系統(tǒng)(DCS)系統(tǒng)實現(xiàn)。

使用上述液化天然氣低溫泵井排氣系統(tǒng)控制液化天然氣低溫泵井排氣的方法包括以下步驟：

1)通過液位檢測儀獲取泵井氣相高度H1：

H1＝H-L，

其中H為泵井的設(shè)計高度，L為液位檢測儀測得的罐內(nèi)液位值；

2)計算泵井有效排出體積V2，計算公式V2＝P1*(H₁*3.14*D²/4)/P2，

其中P1為泵井內(nèi)氣體的正常操作壓力，H₁為步驟1)所得結(jié)果，D為泵井的設(shè)計直徑，P2為泵井底部設(shè)置的低溫罐內(nèi)泵啟動后的正常工作壓力；

3)計算排氣時間T，計算公式T＝V2/(K*Q)，

其中V2為步驟2)所得計算結(jié)果，Q為低溫罐內(nèi)泵的額定工作流量，可以從泵的工作曲線中獲得，該曲線可以從泵生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)資料中獲得)，K為流量系數(shù)，泵在T時間內(nèi)的流量系數(shù)；

4)根據(jù)步驟3)所得排氣時間T，控制單元控制開啟排氣控制閥，同時關(guān)閉排液控制閥，進(jìn)行排氣；經(jīng)過排氣時間T后，控制單元控制關(guān)閉排氣控制閥，同時開啟排液控制閥。

上述控制方法，步驟4)中，先啟動低溫罐內(nèi)泵，同時控制單元控制開啟排氣控制閥，同時關(guān)閉排液控制閥，進(jìn)行排氣；經(jīng)過排氣時間T后，控制單元控制關(guān)閉排氣控制閥，同時開啟排液控制閥，低溫罐內(nèi)泵外輸系統(tǒng)進(jìn)入正常工作程序。

上述計算步驟中，泵井的設(shè)計高度H、液位檢測儀測得的罐內(nèi)液位值L、泵井氣相高度H1、泵井的設(shè)計直徑D的單位均為例如米(m)；泵井內(nèi)氣體的正常操作壓力P1與泵啟動后的正常工作壓力P2的單位均為例如MPa(兆帕)；泵井有效排出體積V2的單位為例如立方米(m³)；泵的額定工作流量Q的單位為例如m³/h。