[發明專利]一種LNG液化裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 202110914111.3
• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN115704644A
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 王瑋;于淼;焦曉輝;史德平;李鈺瑤;趙云鵬;吳秀英;邱淑怡
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02
• 代理公司: 北京華夏泰和知識產權代理有限公司 11662
• 代理人: 孫劍鋒

本申請實施例中公開了一種LNG液化裝置及其控制方法，本實施例提供的LNG液化裝置，在入口分離器的出口以及壓縮機的入口之間安裝有壓力變送器以及調節閥，并且壓力變送器通過電纜與DCS系統中的AI卡件連通，調節閥與DCS系統中的AO卡件連通，DCS系統可以通過壓力變送器獲取到冷劑壓縮機入口前的壓力值，當壓力值過大時，可以通過控制調節閥的開度從而降低冷劑壓縮機入口的壓力，從而防止LNG液化裝置中的冷劑壓縮機因過載而停機，避免由于冷劑放空而導致的環境污染，以及節省由于LNG液化裝置重新啟車出液的時間，節約重啟電費。

技術領域

本申請涉及制冷技術領域，具體涉及一種LNG液化裝置及其控制方法。

背景技術

目前國內外的液化天然氣(Liquefied Natural Gas，LNG)液化裝置基本都采用混合冷劑制冷工藝，其特點是混合制冷劑的不同組分在冷箱的不同溫度段與天然氣的換熱，二者間的溫差可以保持在一個較低的水平，類似于階式循環制冷工藝設計無數個單獨的循環系統串聯，但又避免了階式系統設備繁多、操作復雜等缺點，主要工藝流程如下：

原料氣經凈化后進入冷箱與混合冷劑換熱，分離重烴后節流得到常壓下的液化天然氣。混合冷劑經冷劑壓縮機增壓后首先經冷箱預冷后再節流降溫進入冷箱為其他熱流股提供冷量，出冷箱的常溫冷劑回到冷劑壓縮機入口繼續循環制冷。

在LNG液化裝置運行過程中，由于氣相J-T閥故障或者冷箱冷劑配比出現問題等故障導致冷劑壓縮機入口流量過低時，冷劑壓縮機的防喘振系統會發出指令，冷劑壓縮機的防喘閥會瞬時打開，此時冷劑壓縮機的入口流量和入口壓力會瞬時增大，導致冷劑壓縮機的電機負荷超載，電機電流過大，冷劑壓縮機自動保護會自動停機，此時冷劑壓縮機入口的壓力會瞬時增大，導致冷劑壓縮機入口的安全閥起跳，大量冷劑放空到火炬，造成冷劑浪費，并且污染環境。

由于冷劑壓縮機突然停機，還需要操作人員重新啟動冷劑壓縮機，重新補充冷劑，也延長了LNG液化裝置重新啟車出液的時間，造成電費損失。

發明內容

本申請實施例中提供一種LNG液化裝置及其控制方法，能夠防止LNG液化裝置中的冷劑壓縮機過載停機。

一方面，本申請提供一種LNG液化裝置，包括：

冷劑壓縮機、冷箱、防喘閥、入口分離器、DCS系統、壓力變送器、調節閥、氣相J-T閥以及液相J-T閥，其中：

所述冷劑壓縮機包括壓縮機、冷水器以及出口分離器，所述防喘閥設置在所述冷水器的出口與所述入口分離器的入口之間；

所述壓力變送器以及所述調節閥安裝在所述入口分離器的出口以及所述壓縮機的入口之間，所述壓力變送器通過電纜與所述DCS系統中的AI卡件連通，所述調節閥與所述DCS系統中的AO卡件連通；

所述出口分離器的出口分別通過液相管道與氣相管道與所述冷箱連通，所述液相J-T閥安裝在所述液相管道上，所述氣相J-T閥安裝在所述氣相管道上；

所述冷箱包括冷劑出口、天然氣入口以及LNG出口，所述冷劑出口與所述入口分離器的入口連通。

在一些實施例中，所述冷劑壓縮機包括一級冷劑壓縮機以及二級冷劑壓縮機，所述一級冷劑壓縮機包括一級壓縮機、一級冷水器以及一級出口分離器，所述二級冷劑壓縮機包括二級壓縮機、二級冷水器以及二級出口分離器，其中，所述一級壓縮機、所述一級冷水器、所述一級出口分離器、所述二級壓縮機、所述二級冷水器以及所述二級出口分離器依次連通。

在一些實施例中，所述防喘閥包括一級防喘閥和二級防喘閥，所述一級防喘閥設置在所述一級冷水器的出口與所述入口分離器的入口之間，所述二級防喘閥設置在所述二級冷水器的出口與所述入口分離器的入口之間。

在一些實施例中，所述LNG液化裝置還包括一級出口分離器增壓泵，所述一級出口分離器增壓泵安裝在所述一級出口分離器的出口及所述二級出口分離器的入口之間。