一种提高再冷凝器节能效果和稳定程度的装置的制作方法

1.本实用新型专利涉及lng接收站领域，具体涉及一种提高再冷凝器节能效果和稳定程度的装置，该装置可提高再冷凝器节能效果，同时实现对cng的压缩。


背景技术：

2.作为清洁高效的能源，液化天然气(lng)在民用及工业领域占有的份额逐年增加，特别是2017年冬季的“气荒”严重影响国内lng的供求关系，lng接收站因其蕴藏着巨大的经济效益，同时对保卫蓝天工作能提供源源不断的气源，十分受到各个建设公司的重视。
3.在lng接收站领域，随着气化外输的建立，再冷凝器作为一种节能的工艺方案，在国内外lng接收站得到了普遍的应用。由于接收站工况复杂，尤其是在卸船工况下，bog产生量是平时的数倍，另外bog压缩机启机时bog气体的温度有可能达到90℃，此两种工况影响到了再冷凝器的稳定运行。
4.同时，部分lng接收站设有cng压缩机，将20kpag的bog气体加压到25mpag，耗费大量的电能，cng压缩机的高压缩比提高了设备投资的成本。
5.lng接收站的操作工，需经过长时间的摸索，才能形成一套完整的调试操作规程。
6.上述系统在实际工程案例中普遍存在以下几个问题：
7.1、进再冷凝器的bog气体温度波动，影响再冷凝器的稳定运行。
8.2、cng压缩机压缩比高，增大建设成本。
9.3、再冷凝器的不稳定运行影响了lng接收站的运行风险。


技术实现要素：

10.本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种提高再冷凝器节能效果和稳定程度的装置，该装置包括全新的bog预冷系统，配备bog预冷器，cng压缩系统，bog温度控制回路及必要的管线和自控系统。
11.根据本发明的一个实施方式，提供一种提高再冷凝器节能效果和稳定程度的装置，所述装置包括：再冷凝器、bog压缩机、ifv气化器、bog预冷器、cng压缩机和温度控制回路，所述bog预冷器的壳程进口通过管道与所述bog压缩机的出口连接，所述bog预冷器的壳程出口通过管道与所述再冷凝器气相进口连接，所述bog预冷器的管程进口通过管道(冷态ng气相管道)与所述ifv气化器的中间段冷态ng气体管线连接，所述bog预冷器的管程出口通过管道与cng压缩机的进口连接，在所述bog预冷器的壳程出口管道和bog预冷器的管程进口管道之间设置温度控制回路，温度控制回路根据壳程出口管道上测定的参数控制管程进口管道上的流量。
12.进一步地，所述温度控制回路包括设置在bog预冷器bog出口管道上的温度变送器、设置在bog预冷器的管程进口与所述ifv气化器的中间段冷态ng气体管线之间的管道(即bog预冷器冷态ng气相管道)上的气动调节阀及执行机构、同时与温度变送器和气动调节阀及执行机构连接的dcs系统温度显示及控制器。
13.进一步地，所述bog预冷器的管程进口与所述ifv气化器的中间段冷态ng气体管线之间的管道上还设置有流量计(dcs系统流量显示器)。
14.进一步地，dcs系统温度显示及控制器通过硬线与温度变送器和气动调节阀及执行机构连接，并根据温度变送器传输的参数控制气动调节阀及执行机构的操作。
15.本实用新型的提高再冷凝器节能效果和稳定程度的装置的操作过程如下：引自ifv气化器中间段冷态的ng气体，与bog压缩机出口气体在bog预冷器中进行换热，对bog气体进行预冷，冷态ng流量由预冷后bog气体温度控制，加热后的ng通过管道连接到cng压缩机。温度控制回路由温度变送器、硬线、气动调节阀、dcs系统温度显示及控制器组成。一方面控制bog压缩机出口的温度，避免了压缩机启机过程中对再冷凝器稳定性的影响，另一方面对再冷凝器的换热是能量梯级利用的手段。
16.该系统适用于拟建或已建再冷凝器的lng接收站。
17.已建的lng接收站主要bog处理工艺方案是通过bog压缩机将bog气体增压到0.7～0.9mpag，同时来自lng储罐罐内泵的lng液体在再冷凝器的填料床中与bog进行直接接触换热，可有效的利用加压过冷的lng的过冷度对bog气体进行冷凝。再冷凝器作为lng接收站的核心设备，受限于lng接收站工况变化的复杂因素，如何实现再冷凝器的稳定运行，成为各个lng接收站运营方最为关注的问题。
18.bog压缩机启机过程中，由于要逐步的稳定出口的压力，这就需要通过回流阀的开启，减温器的喷淋不断缓慢提升bog压缩机出口的压力，升压后的bog气体温度随之升高，回流至bog压缩机入口升压后，进一步的造成压缩机出口温度的升高，以现场操作经验证明，短时间bog压缩机出口的温度能达到90℃。
19.bog温度的波动，影响了进入再冷凝器lng的流量，进一步的影响这个再冷凝系统的稳定运行，同时也影响了再冷凝器的节能效果。
20.本实用新型进一步提供一种提高再冷凝器节能效果和稳定程度的系统和方法，该方法包括：
21.设置一台bog预冷器，将压缩机出口的bog气体引入bog预冷器的壳程，引自ifv气化器中间段冷态的ng气体，引入bog预冷器管程，与bog气体进行间接换热。冷态ng经bog的加热，可作为cng压缩机的原料，进一步升压至25mpag，送入下游。bog气体经冷却后送入再冷凝器。
22.设置一套温度控制系统(温度控制回路)，将温度变送器置于bog预冷器bog出口侧，通过监测bog气体的温度，经过温度变送器(dcs系统温度显示及控制器)送入dcs系统，在dcs系统中通过温度换算输送至气动调节阀及执行机构，进而控制进入bog预冷器的冷态ng流量(开大或关小阀门开度调节冷态ng气体的流量)，同时，也可以根据实际运行工况，由操作员合理的设置bog气体的温度设定值，结合运行经验，人为进行干预。例如操作员可根据lng接收站工况，人为确定进再冷凝器bog的温度，卸船工况和bog压缩机启机工况，可在中控室将bog温度设定为低值，正常运营工况设定为高值，同时也可以将温度控制回路置于“自动控制”模式，控制回路自动执行以下操作：自动的调节冷态ng气体流量，控制进入再冷凝器的bog温度维持在稳定值，确保再冷凝器稳定运行。
23.配套cng压缩机，将加热后的天然气，直接加压至25mpag送入下游，有效的降低了cng压缩机的压缩比，达到节能的效果。
24.本实用新型具有以下有益效果：
25.1.有效的提高再冷凝器的节能效果。
26.2.极大的降低了cng压缩机的投资成本。
27.3.利用多种方式稳定再冷凝器的稳定运行。
28.4.换热器提供了缓冲空间，可有效的稳定高压系统的压力波动。
附图说明
29.图1为提高再冷凝器节能效果和稳定程度的装置的示意图。
30.附图标记说明：1：bog压缩机、2：bog预冷器、3：ifv气化器、4：再冷凝器、5：cng压缩机、te01：温度变送器、tic01：dcs系统温度显示及控制器、tv
‑
01：温度调节阀及执行器、fi01：流量计，图中实线为管道，虚线为仪表硬线。仪表所有信号均在dcs系统显示。
具体实施方式
31.下面，将结合附图1对本实施方式进行进一步详细的说明。
32.如图1所示，一种提高再冷凝器节能效果和稳定程度的装置，所述装置包括：再冷凝器4、bog压缩机1、ifv气化器3、bog预冷器2、cng压缩机5和温度控制回路，所述bog预冷器2的壳程进口通过管道与所述bog压缩机1的出口连接，所述bog预冷器2的壳程出口通过管道与所述再冷凝器4的进口连接，所述bog预冷器2的管程进口通过管道与所述ifv气化器3的中间段冷态ng气体管线连接，所述bog预冷器2的管程出口通过管道与所述cng压缩机5的进口连接，在所述bog预冷器2的壳程出口管道和bog预冷器2的管程进口管道之间设置温度控制回路，温度控制回路根据壳程出口管道上测定的参数控制管程进口管道上的流量。
33.所述温度控制回路包括设置在bog预冷器bog出口管道(壳程出口管道)上的温度变送器te01、设置在bog预冷器的管程进口与所述ifv气化器的中间段冷态ng气体管线之间的管道(bog预冷器冷态ng气相管道或管程进口管道)上的气动调节阀及执行机构tv
‑
01、同时与温度变送器te01和气动调节阀及执行机构tv
‑
01连接的dcs系统温度显示及控制器tic01。
34.所述bog预冷器的管程进口与所述ifv气化器的中间段冷态ng气体管线之间的管道上还设置有流量计fi01(dcs系统流量显示器)。
35.dcs系统温度显示及控制器tic01通过硬线与温度变送器te01和气动调节阀及执行机构tv
‑
01连接，并根据温度变送器te01传输的参数控制气动调节阀及执行机构tv
‑
01的操作。
36.升温升压后的bog进入bog预冷器2壳程，与冷态的ng气体进行热交换。
37.在bog预冷器bog出口设温度变送器te01，通过硬线将已转换为的电信号的信息输送至dcs系统温度显示及控制器tic01，经过运算后的电信号输送至气动调节阀及执行机构tv
‑
01，控制调节阀开度，以控制进入bog预冷器的冷态ng气体的流量(开大或关小阀门开度调节冷态ng气体的流量)。
38.冷态ng气体进入bog预冷器管程，与热流bog换热、升温，冷态ng气体的流量由设在管线上的气动调节阀及执行机构tv
‑
01控制。
39.加热后的ng气体送入下游，由于为经过升压气化的ng气体，又经过换热器加热，送
入cng压缩机前压力已节省了一部分能耗，这就大大的降低了cng压缩机的压缩比，降低了cng压缩机的投资成本。
40.经过换热减温的bog气体进入下游再冷凝器，由于在bog预冷器bog出口设置了温度监测控制回路，这就使得流出bog预冷器的bog温度维持在一个恒定的区间，一方面，减温后的bog提高了再冷凝器的节能效果，另一方面，由于接收站长期处于工况变化的过程中，尤其是再冷凝器经常处于工况变化过程中，通过温度控制在稳定的数值，使得再冷凝的波动少了一个因素限制，有利于再冷凝的稳定运行。
41.稳定运行的设备进一步有利于延长整个装置的使用寿命。
42.上述装置的优点包括：
43.(1)极大的降低lng接收站的能耗，提出了一种新的bog处理方式。
44.(2)能源梯级利用，提高了接收站的冷能利用效率。
45.(3)提高了再冷凝器的稳定运行程度，延长整个系统的使用寿命。
46.(4)降低了cng压缩机的运行成本。
47.(5)换热器提供了缓冲空间，可有效的稳定高压系统的压力波动。
48.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。