机械毕业设计2BOG压缩机在液化石油气基地的应用

河北石油职业技术学院管道工程系 专 科毕业论文 BOG 压缩机在液化石油气基地的应用 作 者 董礼保 层 次 高中起点 专 科 专 业 管道工程技术 年 级 学 号 办学形式 脱产 办学地点 河北石油职业技术学院 院 系主任 徐志锋 教研室主任 孙弈芬 教务处主管科室负责人 罗会军 指导教师 陈忠营 孙弈芬 成 绩 内 容 提 要 石油 管道 工程是一项高投入、高风险的系统工程， 包括管道线路工程、站库工程和管道附属工程。站库工程是沿管道线 路建设站库的工程。站库按管道输送的介质和作用分为输油站和输气站 。 各种站库工程各有其特点，但一般站库工程包括管道动力系统工程，监控系统工程，通信系统工程，水源和给排水系统工程， 消防系统工程，油气储存、加压、加热、计量、 收发装卸、工艺辅助等系统的工艺系统工程 。 目前国内部分内陆油田如大庆油田、胜利油田、华北油田、辽河油田等已经广泛的应用 BOG 压缩机 技术 在液化石油气基地 的应用 。 本文 是 介绍 在液化石油气基地用压缩机处理蒸发气时的工艺流程、压缩机容 量的调节、辅助设备的自动控制以及压缩机的报警和连锁保护控制系统 。 关键词 ： 压缩机 压力 温度 Abstract The petroleum piping engineering is the system engineering of a high devotion, high risk and include piping circuit engineering, station database engineering and the piping subsidiary engineering.Station database engineering is follow piping circuit construction station database of engineering.Station database press the piping transport of lie quality and function to lose the oil station at is divided into and lose spirit station.Various station the database engineering be each to have it the characteristics, but general station the database engineering include the system engineering of the piping motive, supervision system engineering, correspondence system engineering, headwaters with give catchment system engineering, fire fight system engineering, oil spirit storage, add to press, heat, calculate, receive and dispatch to pack to unload, craft assistance etc. the craft system of the system engineering.The domestic parts of inland oil-field is like Ta-ching oil-field, victory oil-field currently, north China oil-field, Liao river oil-field.etc. already extensive of application the BOG compressors technique is in the liquefied petroleum gas base of application.This text is introduction when the liquefied petroleum gas base use compressor processing to evaporate spirit of regulate of craft process, compressor capacity, assistance equipments of auto report to the police of control and compressor and catena protection control system. Key words: Compressor Pressure Temperature 4 目 录 一、 前言 1 二、 压缩机的应用 1 （一） 压缩制冷的基本工艺 程 1 （二） 压缩机容量的调节 1 （三） 辅助设备的自动控制 1 （四） 压缩机的报警和连锁保护控制系统 1 三、结语 2 四、附图与参考文献 3 4 BOG 压缩机在液化石油气基地的应用 一、 前言 通常情况下，低温丙烷（ C3）罐内液体温度为 -40 -42，而低温了烷（ C4）罐内液体温度为 0 -2；正常运行时，罐压一般都保持在 5 11KPa。尽管罐体有很厚的保温层，但由于罐壁以及工艺管线等与外界的换热，低温罐内液体会部分吸热蒸发，形成 蒸发气（ BOG 即 Boil Off Gas），从而导致罐内压力上升。如何维持低温储罐的保冷运行，是液化石油气基地的主要任务。 BOG 压缩机担当了这一重任，而一般使用电机驱动是二级双作用往复活塞式压缩机。 二、压缩机的应用 （ 一） 压缩制冷的基本工艺流程 采用压缩机直接压缩 BOG 制冷的基本流程是（以 C3 低温储罐 T-1 为例，见图 1）：当 C3 低温储罐 T-l 内压力上升时，启动压缩机，将罐内 BOG 引入压缩机入口缓冲罐 D-1，经缓冲和分离后引入压缩机一级（ 1st stage）入口，入口压力即为罐压，温度一般为 -l0 -20之间，经一级压缩后， BOG 被压缩至 0.3 0.35MPa，温度升为 50 60，然后由一级出口进入闪蒸罐 D-2，经闪蒸后 BOG 温度降至 0左右，再进入压缩机二级（ 2nd stage）入口，经二级压缩后，温度升为 60 90，而压力升至 1.5MPa 左右，高压气体随即进人水冷凝器 E-l，换热后被液化成液体，进入 C3 液体回收罐 D-3，再由 D-3 进入出货高压罐 T-3 出货。 （二） 压缩机容量的调节 压缩机的容量是根据储罐 BOG 最大产生量来确定的。压缩机选定以后其容量是恒定的。如果吸入的气量大于罐内 BOG 的产生量，罐 压就会下降，当罐压下降到一定程度时，为了补偿压缩机入口的气量缺乏，可以采取以下两种措施： 1 压缩机二级出口气相返回到入口闪蒸罐 D 2，即图中通过 D-2 压力 P-2 来控制阀门 PV-2 的控制回路部分。这里， P-2 设定值为 300KPa，若 D-2 压力高于此值，阀 PV-2 关闭，若 D-2 压力低于此值，阀 PV 一 2 即打开进行气相返回。 2 可以通过压缩机入口卸载来减少吸入气量，即将压缩机容量由 100降为 50。对于隔膜式（ Diaphragm-type）的卸载装置，由仪表风操纵的入口气阀卸载装置限制阀板的自由运动，使入口气 阀保持在打开状态。由于吸入的气体不被压缩并被排出重新回到入口。这样，若双作用气缸的一端（气缸端或曲轴端，一般为气缸端）被卸载，则压缩机的容量变成 50%若两端都被卸载，则变成 0%。 当压缩机入口气体缺乏量小于压缩机容量的 50时，采用上述（ 1）方法，即气相返回；而当此缺乏量大于压缩机容量的 50时，采用上述（ 2）方法，即将压缩机降载至 50。 （三） 辅助设备的自动控制 C3 液体回收罐 D-3 的压力由 PV-3A/B 控制，将 D-3 压力 P-3 设定为 l.5MPa，当 D-3 实际压力低于此值时， PV-3A打开， PV-3B 关 闭，引入压缩机出口气体，使其压力回升，而当 D-3 实际压力高于此值时， PV-3A 关闭， PV-3B 打开，多余气体被引入火炬 F-1 叫烧掉。 闪蒸罐 D-2 液位的控制很重要， D-2 的高液位容易导致压缩机带液而损坏，液位太低又起不到作用。我们将其液位 L-l 设定为 0.4m，并通过 DCS（ Distributed Control System）上的选择开关确定由 LV-1A 或 LV-1B 来控制其液位， LV-1A 将液体输出到高压出货罐 T-3，当 T-3 已满或不用时，使用 LV 1B 将液体输出到低温储罐 T-1。 （四） 压缩机的报警和连锁保护控制系统 为了保证压缩机安全正常运行，我们为其装配了一整套报警和连锁保护控制系统，主要有以下内容： 1 预报警系统 主机轴承温度 包括对轮侧的主机轴承温度和与对轮相对侧的主机轴承温度。这两个轴承温度的高报设定值为 60，当主机轴承温度超过 60时，系统报警，操作员要紧急处理，以保护主机轴承免受损坏。 润滑油压力和温度 润滑油可以称作是压缩机的 血液 ，它可以润滑各部件，减少磨损，降低部件温度，还可以起到密封，减振，防锈蚀等作用。 BOG 压缩机配备有专门的润滑油泵，开压缩机前要先启动油 泵运转。要保证压缩机正常运行，对润滑油的压力和温度都有严格的要求，油温高报值设定为 55，油压低报值设定值为 0.175MPa，超过相应的指标，系统都会预报警。 4 0%负荷 10 分钟预报警 若压缩机在 0负荷的状态下运行超过 10 分钟，系统即会报警，提醒操作员增加负荷或停机。 电机轴承温度 分对轮侧的电机轴承温度和与对轮相对侧的电机轴承温度两个。这两个轴承温度的高报设定值为 80。 2 连锁停机保护系统 压缩机一级入口气体压力 该压力低报设定值为 2KPa，若低温储罐压力很低致使压缩机一级入口压力降至 2KPa 时，系统报警并连锁自动停机。 一级出口气体压力 该压力高报设定值为 0.42MPa，若压缩机一级出口气压高至 0.42MPa 时，系统报警并连锁自动停机。 二级出口气体压力 该压力高报设定值为 1.88MPa，若压缩机二级出口压力高于该值时，系统报警并连锁自动停机。 一级出口气温 该温度高报设定值为 100，若压缩机一级出口气温高于该值，则系统报警并连锁自动停机。 二级出口气温 该温度高报设定值为 150，当压缩机二级出口气温高于该值时，系统报警并连锁自动停机。 电机轴承温度 前面 5（ 1）介绍了电机轴承 温度高预报警值（ 80），若操作员失职或由于其他原因而未作处理，当电机轴承温度继续上升至 90时，就会高高报警并连锁自动停机。 润滑油压力 前面 5（ 1）讲了润滑油压力低预报警值（ 0.175MPa），若该压力继续下降至 0.15MPa 时，就会低低报警并连锁自动停机。 0 负荷 15 分钟 前面 5（ l）提到若压缩机在 0 负荷状态下运行达 10 分钟即会预报警，若在这种状态下继续运行达到 15 分钟时，就会报警并连锁自动停机。 三、结语 本文只是在一个形式化的框架内讨论在我国家液化石油气基地用压缩机在必要性，但由于现代化科 技的不断创新， 实际应用的技术会更加广泛，这个作用的潜力尤其是不可忽视的。 BOG 压缩机是液化石油气基地的 心脏 ，正是通过它不断地把 BOG 压缩后冷凝成