LNG轻烃回收装置投产问题分析与处理

山东LNG接收站建设了国内首套LNG轻烃回收装置,装置投产过程中发现轻烃LNG产品外输泵外输不顺畅,外输流量达不到设计要求,若该问题不能解决,则可能导致装置无法投产。通过设计参数对比分析与现场测试,认为是由于工艺区高压外输泵与LNG产品外输泵出口存在压力差所导致。对该问题提出三种解决方案:增加轻烃外输泵叶轮级数;在工艺区每台高压泵出口增设1台调节阀;对现有工艺总管进行改造,将两类泵出口管道分开独立设计。通过计算对比分析,认为轻烃外输泵增加两级叶轮的方案是短期最有效的解决方案,但从长远角度考虑,建议在项目二期建设时每台高压外输泵出口增设1台可以从DCS控制调节的截止阀。     

LNG接收站海水泵及高压泵变频节能探究

国内LNG接收站通常采用一台海水泵额定流量运转为一台开架式气化器(ORV)提供海水的模式气化LNG,非冬季运行,由于海水温度较高、外输天然气流量较小,ORV所需海水流量小于海水泵额定流量。所以,此运行模式普遍存在能耗过剩。同时,由于外输天然气压力调节范围较大,而高压泵只能提供其额定出口压力。因此,当外输天然气压力较小时,高压泵出口压力过剩,导致能耗过剩。为了解决海水泵、高压泵能耗过剩问题,开展了对其变频节能的探究。首先,分析了海水泵、高压泵变频的必要性;然后,以海水泵为例,以其特性曲线为基础,计算了海水泵工频出口压力及电机功率,再运用二分法及泵相似理论计算了海水泵变频电机功率;之后对海水泵及高压泵工频计算进行了误差分析,最大相对误差为3.5%;最后,通过能耗对比发现:海水泵采用变频,每年可节省电能39.41%;高压泵采用变频,每年可节省电能47.39%;采用海水泵、高压泵变频,接收站每年可节省经济成本约426万元。     

LNG接收站高压泵及高压管道系统压力等级优化研究

以某LNG(液化天然气)接收站为例，介绍了LNG接收站各运行工况下的物料平衡计算、高压泵扬程计算及高压系统压力等级确定的过程，并对影响高压泵扬程及管道压力等级的关键因素进行了分析。该LNG接收站为分期建设，一期工程建设规模3.0 Mt/a,远期工程建设规模10.0 Mt/a。物料平衡计算采用PORⅡ9.4软件得到各工况下LNG物理性质参数，用作高压泵扬程计算中的输入数据。通过优化高压泵运行工况选取原则，结合泵实际运行性能曲线，实现了高压泵扬程计算及压力等级选择的优化。优化后，一期+远期工程高压泵能耗最高可节约7.4%,并降低了高压泵出口管道及设备的设计压力及阀门磅级。     

LNG接收站最大/最小外输量的确定方法——以浙江LNG接收站为例

〗LNG接收站的最大/最小外输量是其最重要的生产运行参数,最大外输量的确定应保证白天满足天然气管网最高峰时的用气需求,而最小外输量的确定则仅保证满足LNG接收站最低运行条件即可。为此,分析了罐内低压泵、再冷凝器、高压泵及气化器这4类设备的运行能力对确定LNG接收站最大/最小外输量的影响,明确了LNG接收站最小外输量的确定分允许火炬燃烧及不允许火炬燃烧2种计算工况：①在允许火炬燃烧并保证全厂各有1台主工艺设备运转的前提下,决定LNG接收站最小外输量的关键设备为高压泵的最小流量;②在不允许火炬燃烧并保证全厂各有1台主工艺设备运转的前提下,决定LNG接收站最小外输量的关键设备为冷凝BOG需要的LNG量。据此,得出浙江LNG接收站最大外输量为950 000 m³/h;在允许火炬燃烧的情况下,其最小外输量为75 331 m³/h;在不允许火炬燃烧的情况下,其最小外输量为302 601 m³/h。     

多台LNG高压泵联动运行的优化与改进

随着我国LNG进口量的不断增加,国内部分大型LNG接收站已开始进行扩建以提高气化外输能力,如何保证新增设备尤其是高压泵的可靠运行以达到预期的效率和产能,便成为LNG接收站重要的研究课题。为此,基于中石油唐山LNG接收站二期工程投产成功运行4年的数据资料,梳理了多台高压泵并联运行出现的相关问题,并根据设计数据、管道布置和联锁保护逻辑,分析了上述问题产生的原因,明确了影响多台高压泵之间流量分配的主要因素,提出了相关操作方式和工艺流程的优化改进措施。研究结果表明:①入出口总管π形弯是导致部分高压泵出现抽液、排液困难的原因;②出口阀开度是影响流量分配骤然变化的重要因素;③高压输出总管LNG倒流是高压泵出口流量被抢占的直接原因;④高压泵泵井与再冷凝器气相空间连通是导致高压泵泵井液位波动的主要原因;⑤提出了优先启动高压输出总管远端高压泵、将高压泵出口阀开度控制在较高水平、投用泵井放空至储罐工艺流程以规避BOG堆积泵井风险、定期检查高压泵出口止回阀的工作状态等4点运行优化措施建议。结论认为,所提出的优化方法可行有效,保证了唐山LNG接收站4 200×10~4 m~3/d的最大气化能力,为LNG接收站扩建工程及新增接收站提供了借鉴。     

预冷式-二级压缩BOG再冷凝工艺研究

针对国内某一LNG接收站再冷凝工艺存在能耗大、回收率低、稳定性差等问题,提出了预冷式-二级压缩BOG再冷凝工艺:利用高压泵出口LNG预冷一级压缩机出口BOG,降低工艺物料比;通过二级压缩减小压缩机进出口BOG比焓差,降低压缩机能耗;新增再冷凝器和稳压泵,利于减小高压泵运行波动。使用ASPEN-HYSYS模拟接收站再冷凝工艺流程,以该接收站典型工况BOG产量7 640 kg/h,LNG外输量180 t/h为例,新工艺节能8. 26%,并且随着BOG产量增加,节能效果上升,最大节能14. 04%。新工艺提高了接收站经济性和安全性,为再冷凝工艺选择提供参考。     

LNG接收站发热量调整方案研究

为实现LNG接收站外输气与山东省天然气管网的燃气互换,提出了采用注入液氮的方式进行发热量调整。通过对比分析,将注氮口设计在高压外输泵出口管线上,该方案与加注氮气方式相比成本更低、功耗更小;然后采用PROII分别模拟计算出3种限制工况下燃气的高位发热量与沃泊指数,确定高压泵出口管道液氮注入比例范围为6.45~7.52tLN2/100tLNG;最后,以接收站年外输量100×104 t为基础,给出了整个发热量调整方案需新增的主要设备及其相关参数。可为LNG接收站发热量调整方案的设计提供借鉴与参考。     

LNG接收站间断外输储罐压力控制选择

为对LNG接收站生成的BOG进行外输处理以降低储罐压力确保其安全运行,介绍了LNG接收站BOG产生的原因并计算出各种情况下BOG的产生量,以此为基础探讨了LNG接收站间断外输期间进行BOG外输处理控制储罐压力的不同方式。通过对比BOG高低压外输、再冷凝高低压外输和BOG通过火炬及安全阀放空几种控制方式的能耗,结合现阶段接收站间断外输的实际工况,分析得出使用BOG再冷凝低压外输工艺为目前工况下的最佳控制处理方式。     

LNG接收站BOG处理工艺优化——以青岛LNG接收站为例

蒸发气(Boil Off Gas,缩写为BOG)的处理是LNG接收站必须考虑的关键问题之一,关系着LNG接收站的能耗及安全、平稳运行。为此,介绍了LNG接收站BOG处理的4种工艺:①BOG直接压缩工艺;②BOG再冷凝液化工艺;③BOG间接热交换再液化工艺;④蓄冷式BOG再液化工艺。运用HYSYS软件建立了采用不同BOG处理工艺的LNG接收站模型,对比了目前主要采用的BOG直接压缩工艺和再冷凝液化工艺在工艺流程及能耗方面的差异,并分析了外输量、外输压力及再冷凝器压力对BOG处理工艺节能效果的影响,在此基础上提出了BOG再冷凝液化工艺的改进措施——BOG进入再冷凝器前进行预冷,可比原工艺节约18.2%的能耗。同时还针对青岛LNG接收站提出了BOG再冷凝液化及直接压缩工艺混合使用的优化运行方案,可使进入再冷凝器的LNG流量保持恒定,没被冷凝的BOG经过高压压缩机提压到外输压力,与完成气化的LNG混合后外输,可避免BOG进入火炬系统而造成的能源浪费,同时减小再冷凝器入口流量的波动,使装置运行更稳定、更经济。     

深冷大流量LNG高压外输泵的自主研发

LNG大型高压外输泵是LNG接收站的核心设备之一,具有设计温度低(-196℃)、处理流量大(300～500 m3/h)、扬程高(超过1 500 m)等特点,长期以来只能依赖进口。为了突破国外技术垄断、实现LNG高压外输泵的国产化,开展了水力设计、结构设计、材料加工与组装工艺、水力测试和低温测试方法等关键技术研究,研制了国内首台LNG高压外输泵,并与国外的同类产品进行了对比分析。实际应用与对比分析的结果表明:(1)所研制的高抗气蚀性能LNG高压外输泵水力模型,通过工厂液氮(LN2)低温试验和LNG接收站LNG实流工业应用的运行验证,设备运行平稳,流量、压力、振动、噪声等各项参数指标均能满足实际项目的要求;(2)所开发的高强度大型铝合金零件锻造及热处理技术,保证了零件在承受泵组自身重量、高压力、大功率运行载荷时泵运行的安全性与可靠性;(3)研发形成了全速全流量深冷低温性能测试技术。结论认为,LNG高压外输泵实现国产化后,设备投资较进口产品可以节省30%以上、供货周期缩短6个月,为我国LNG项目的建设及运营提供了后备力量。     

LNG高压泵实际运行问题分析及建议

为解决高压泵液位大幅波动、泵井顶部引压管结冰严重及液位计测量严重不准等问题,结合某LNG接收站高压泵的实际运行数据对泵井内LNG物性、差压式液位计工作原理及安装形式等问题进行了详细分析.分析研究得出:LNG物性变化大是造成高压泵液位大幅波动的原因之一;差压式液位计上部引压点高于变送器的负压侧是造成泵井顶部引压管结冰严重...     

LNG罐内泵的特点及应用浅析

LNG罐内泵在LNG接收站的生产运行中的主要作用是将罐内LNG输送至罐外低压管汇,以继续完成下一步的重组分回收、冷能利用、加压、气化、计量、外输等操作。本文以山东LNG接收站工程建设为基础,结合接收站工艺以及罐内泵厂家技术交流情况,对罐内泵的结构、特点、参数影响及现场安装、拆卸等内容进行简要介绍。     

LNG接收站装船返输技术研究与应用

通常情况下LNG由上游液化厂转运至下游LNG接收站,由于液化厂与接收站工艺不同,导致在开展装船作业过程中存在较大难度。为保证LNG接收站装船返输作业质量,文章选用HYSYS软件建立模型分析LNG接收站装船返输工况,并研究确定最佳装船流量、船舱及储罐压力,通过对比不同流量条件下取样结果优化装船取样工况,结合实际条件改造装船工艺实现,LNG接收站装船返输作业,解决了装船过程中BOG闪蒸量大、计量偏差、装船压力不匹配等难题。为后续LNG接收站装船返输作业和返输设计提供技术支持。     

福建LNG接收站BOG再冷凝工艺优化研究

为解决福建液化天然气(Liquified Natural Gas,LNG)接收站蒸发气(Boiling Off Gas,BOG)处理再冷凝系统能耗较高,外输量低时BOG无法全部冷凝等问题,分析再冷凝工艺中的关键操作参数,以降低系统能耗,减小接收站最小外输量,充分利用LNG冷能为出发点,提出利用部分高压泵出口低温LNG对进入再冷凝器前BOG降温的预冷式BOG再冷凝工艺。对BOG再冷凝工艺和预冷式BOG再冷凝工艺进行基于最小外输量的比较,结果:预冷式BOG再冷凝工艺在减小再冷凝系统能耗和降低接收站允许最小外输量方面有显著效果。     

液化天然气接收站中的自动控制

介绍了液化天然气（LNG）的特点以及LNG接收站的情况;结合江苏LNG接收站工程,详细阐述了LNG接收站在接收卸料、储存、BOG处理、高压气化、外输部分等主体工艺流程;分析了卸料臂,高／低压泵,储罐,再冷凝器,ORV,SCV等主要设备的特性;结合各个工艺流程和设备讨论了其自动控制系统的应用和主要的控制。     

LNG接收站罐容计算方法及考虑的因素

LNG接收站总罐容的确定,既要保证接收站能够满足其在LNG产业链中功能的需要,同时也要保证整个接收站的经济性。项目可研阶段罐容的确定主要考虑3个因素,包括LNG船容,LNG的安全储备天数以及卸船时LNG外输而增加的储存量。在项目初步设计阶段,需要对可研阶段所计算的罐容进一步校核,校核后的罐容即作为项目实施的基础,直接决定着项目总投资与收益。在最终单罐罐容及罐数的选择上要进行一些校核工作,即在最大日外输量的情况下,接收站实际具有的安全储备天数应该一定程度地大于码头最大不可作业天数,以使接收站具有更好的操作性。     

LNG接收站工艺流程模拟计算

采用软件对LNG接收站工艺流程进行静态模拟计算是LNG接收站工艺设计最重要的工作之一。采用HYSYS软件建立模型并开展研究,分析了影响模拟结果准确性的关键因素。根据所得结果,认为在某一假设参数条件下LNG接收站在零气态外输、卸船、无槽车槽船外输的工况的BOG量最大;在最大气态外输、装车、装船工况下低压外输负荷最大;采用中/高压BOG压缩机直接外输与再冷凝工艺相结合的BOG处理工艺有利于在气态外输和液态外输量较小的工况下减少放空。     

液化天然气接收站零气态外输的新型蒸发气回收方案

针对液化天然气（LNG）接收站投产初期尚未建立气态外输系统时的蒸发气（BOG）处理问题,基于LNG接收站典型流程提出了新型BOG回收方案。以某大型LNG接收站为例,采用HYSYS软件对新型BOG回收流程进行了模拟计算,明确了新型BOG回收流程应用条件。从技术及经济性两方面验证了新型BOG回收流程是LNG接收站零气态外输工况下BOG处理的有效方式,为LNG接收站的BOG处理提供了新的思路。     

LNG接收站高压泵运行技术探讨

LNG接收站广泛采用高压泵对LNG进行加压,所以了解各种因素对高压泵运行的影响并且对相应的影响做出相应的应对措施是至关重要的。本文介绍了某接收站高压泵的工艺流程,分析了影响高压泵运行的三个关键因素,高压泵入口LNG饱和蒸汽压、高压泵入口过滤器、高压泵的位置。依据性能曲线等建立了计算饱和蒸汽压和过滤器压差的数学模型,用户可根据模型快速计算出当前条件下的饱和蒸汽压和过滤器压差,以便高压泵的稳定运行。     

LNG接收站高压泵运行技术探讨

LNG接收站广泛采用高压泵对LNG进行加压,所以了解各种因素对高压泵运行的影响并且对相应的影响做出相应的应对措施是至关重要的。本文介绍了某接收站高压泵的工艺流程,分析了影响高压泵运行的三个关键因素,高压泵入口LNG饱和蒸汽压、高压泵入口过滤器、高压泵的位置。依据性能曲线等建立了计算饱和蒸汽压和过滤器压差的数学模型,用户可根据模型快速计算出当前条件下的饱和蒸汽压和过滤器压差,以便高压泵的稳定运行。