河北石油職業技術學院管道工程系 專 科畢業論文 BOG 壓縮機在液化石油氣基地的應用 作 者 董禮保 層 次 高中起點 專 科 專 業 管道工程技術 年 級 學 號 辦學形式 脫產 辦學地點 河北石油職業技術學院 院 系主任 徐志鋒 教研室主任 孫弈芬 教務處主管科室負責人 羅會軍 指導教師 陳忠營 孫弈芬 成 績 內 容 提 要 石油 管道 工程是一項高投入、高風險的系統工程， 包括管道線路工程、站庫工程和管道附屬工程。站庫工程是沿管道線 路建設站庫的工程。站庫按管道輸送的介質和作用分為輸油站和輸氣站 。 各種站庫工程各有其特點，但一般站庫工程包括管道動力系統工程，監控系統工程，通信系統工程，水源和給排水系統工程， 消防系統工程，油氣儲存、加壓、加熱、計量、 收發裝卸、工藝輔助等系統的工藝系統工程 。 目前國內部分內陸油田如大慶油田、勝利油田、華北油田、遼河油田等已經廣泛的應用 BOG 壓縮機 技術 在液化石油氣基地 的應用 。 本文 是 介紹 在液化石油氣基地用壓縮機處理蒸發氣時的工藝流程、壓縮機容 量的調節、輔助設備的自動控制以及壓縮機的報警和連鎖保護控制系統 。 關鍵詞 ： 壓縮機 壓力 溫度 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 錄 一、 前言 1 二、 壓縮機的應用 1 （一） 壓縮制冷的基本工藝 程 1 （二） 壓縮機容量的調節 1 （三） 輔助設備的自動控制 1 （四） 壓縮機的報警和連鎖保護控制系統 1 三、結語 2 四、附圖與參考文獻 3 4 BOG 壓縮機在液化石油氣基地的應用 一、 前言 通常情況下，低溫丙烷（ C3）罐內液體溫度為 -40 -42，而低溫了烷（ C4）罐內液體溫度為 0 -2；正常運行時，罐壓一般都保持在 5 11KPa。盡管罐體有很厚的保溫層，但由于罐壁以及工藝管線等與外界的換熱，低溫罐內液體會部分吸熱蒸發，形成 蒸發氣（ BOG 即 Boil Off Gas），從而導致罐內壓力上升。如何維持低溫儲罐的保冷運行，是液化石油氣基地的主要任務。 BOG 壓縮機擔當了這一重任，而一般使用電機驅動是二級雙作用往復活塞式壓縮機。 二、壓縮機的應用 （ 一） 壓縮制冷的基本工藝流程 采用壓縮機直接壓縮 BOG 制冷的基本流程是（以 C3 低溫儲罐 T-1 為例，見圖 1）：當 C3 低溫儲罐 T-l 內壓力上升時，啟動壓縮機，將罐內 BOG 引入壓縮機入口緩沖罐 D-1，經緩沖和分離后引入壓縮機一級（ 1st stage）入口，入口壓力即為罐壓，溫度一般為 -l0 -20之間，經一級壓縮后， BOG 被壓縮至 0.3 0.35MPa，溫度升為 50 60，然后由一級出口進入閃蒸罐 D-2，經閃蒸后 BOG 溫度降至 0左右，再進入壓縮機二級（ 2nd stage）入口，經二級壓縮后，溫度升為 60 90，而壓力升至 1.5MPa 左右，高壓氣體隨即進人水冷凝器 E-l，換熱后被液化成液體，進入 C3 液體回收罐 D-3，再由 D-3 進入出貨高壓罐 T-3 出貨。 （二） 壓縮機容量的調節 壓縮機的容量是根據儲罐 BOG 最大產生量來確定的。壓縮機選定以后其容量是恒定的。如果吸入的氣量大于罐內 BOG 的產生量，罐 壓就會下降，當罐壓下降到一定程度時，為了補償壓縮機入口的氣量缺乏，可以采取以下兩種措施： 1 壓縮機二級出口氣相返回到入口閃蒸罐 D 2，即圖中通過 D-2 壓力 P-2 來控制閥門 PV-2 的控制回路部分。這里， P-2 設定值為 300KPa，若 D-2 壓力高于此值，閥 PV-2 關閉，若 D-2 壓力低于此值，閥 PV 一 2 即打開進行氣相返回。 2 可以通過壓縮機入口卸載來減少吸入氣量，即將壓縮機容量由 100降為 50。對于隔膜式（ Diaphragm-type）的卸載裝置，由儀表風操縱的入口氣閥卸載裝置限制閥板的自由運動，使入口氣 閥保持在打開狀態。由于吸入的氣體不被壓縮并被排出重新回到入口。這樣，若雙作用氣缸的一端（氣缸端或曲軸端，一般為氣缸端）被卸載，則壓縮機的容量變成 50%若兩端都被卸載，則變成 0%。 當壓縮機入口氣體缺乏量小于壓縮機容量的 50時，采用上述（ 1）方法，即氣相返回；而當此缺乏量大于壓縮機容量的 50時，采用上述（ 2）方法，即將壓縮機降載至 50。 （三） 輔助設備的自動控制 C3 液體回收罐 D-3 的壓力由 PV-3A/B 控制，將 D-3 壓力 P-3 設定為 l.5MPa，當 D-3 實際壓力低于此值時， PV-3A打開， PV-3B 關 閉，引入壓縮機出口氣體，使其壓力回升，而當 D-3 實際壓力高于此值時， PV-3A 關閉， PV-3B 打開，多余氣體被引入火炬 F-1 叫燒掉。 閃蒸罐 D-2 液位的控制很重要， D-2 的高液位容易導致壓縮機帶液而損壞，液位太低又起不到作用。我們將其液位 L-l 設定為 0.4m，并通過 DCS（ Distributed Control System）上的選擇開關確定由 LV-1A 或 LV-1B 來控制其液位， LV-1A 將液體輸出到高壓出貨罐 T-3，當 T-3 已滿或不用時，使用 LV 1B 將液體輸出到低溫儲罐 T-1。 （四） 壓縮機的報警和連鎖保護控制系統 為了保證壓縮機安全正常運行，我們為其裝配了一整套報警和連鎖保護控制系統，主要有以下內容： 1 預報警系統 主機軸承溫度 包括對輪側的主機軸承溫度和與對輪相對側的主機軸承溫度。這兩個軸承溫度的高報設定值為 60，當主機軸承溫度超過 60時，系統報警，操作員要緊急處理，以保護主機軸承免受損壞。 潤滑油壓力和溫度 潤滑油可以稱作是壓縮機的 血液 ，它可以潤滑各部件，減少磨損，降低部件溫度，還可以起到密封，減振，防銹蝕等作用。 BOG 壓縮機配備有專門的潤滑油泵，開壓縮機前要先啟動油 泵運轉。要保證壓縮機正常運行，對潤滑油的壓力和溫度都有嚴格的要求，油溫高報值設定為 55，油壓低報值設定值為 0.175MPa，超過相應的指標，系統都會預報警。 4 0%負荷 10 分鐘預報警 若壓縮機在 0負荷的狀態下運行超過 10 分鐘，系統即會報警，提醒操作員增加負荷或停機。 電機軸承溫度 分對輪側的電機軸承溫度和與對輪相對側的電機軸承溫度兩個。這兩個軸承溫度的高報設定值為 80。 2 連鎖停機保護系統 壓縮機一級入口氣體壓力 該壓力低報設定值為 2KPa，若低溫儲罐壓力很低致使壓縮機一級入口壓力降至 2KPa 時，系統報警并連鎖自動停機。 一級出口氣體壓力 該壓力高報設定值為 0.42MPa，若壓縮機一級出口氣壓高至 0.42MPa 時，系統報警并連鎖自動停機。 二級出口氣體壓力 該壓力高報設定值為 1.88MPa，若壓縮機二級出口壓力高于該值時，系統報警并連鎖自動停機。 一級出口氣溫 該溫度高報設定值為 100，若壓縮機一級出口氣溫高于該值，則系統報警并連鎖自動停機。 二級出口氣溫 該溫度高報設定值為 150，當壓縮機二級出口氣溫高于該值時，系統報警并連鎖自動停機。 電機軸承溫度 前面 5（ 1）介紹了電機軸承 溫度高預報警值（ 80），若操作員失職或由于其他原因而未作處理，當電機軸承溫度繼續上升至 90時，就會高高報警并連鎖自動停機。 潤滑油壓力 前面 5（ 1）講了潤滑油壓力低預報警值（ 0.175MPa），若該壓力繼續下降至 0.15MPa 時，就會低低報警并連鎖自動停機。 0 負荷 15 分鐘 前面 5（ l）提到若壓縮機在 0 負荷狀態下運行達 10 分鐘即會預報警，若在這種狀態下繼續運行達到 15 分鐘時，就會報警并連鎖自動停機。 三、結語 本文只是在一個形式化的框架內討論在我國家液化石油氣基地用壓縮機在必要性，但由于現代化科 技的不斷創新， 實際應用的技術會更加廣泛，這個作用的潛力尤其是不可忽視的。 BOG 壓縮機是液化石油氣基地的 心臟 ，正是通過它不斷地把 BOG 壓縮后冷凝成