文档介绍：第三届中国 LNG 论坛论文编号:1220604
LNG 接收站再冷凝器控制原理分析
刘召,张水红
(中石油江苏液化天然气有限公司,江苏南通 226001)
摘要:再冷凝器是 BOG 再冷凝工艺流程的核心设备,其运行状态关系到整个接收站运行状态的稳定。为探索 LNG
接收站再冷凝器的控制方法,以江苏 LNG 接收站再冷凝器为原型,从物料平衡、热量平衡和相平衡的角度对再冷凝
器的控制要求进行分析,并以其为基础,分别比较了以压力为控制变量、以液位为控制变量和以温度为控制变量三
种不同的控制方案。通过分析每种控制方案的利弊,并根据江苏 LNG 再冷凝器的实际运行状态,提出了用再冷凝器
的入口 BOG 温度代替出口 LNG 温度的前馈控制方案与采用选择控制原理进行液汽比 R 设定的选择控制方案相结合
的改进控制方案,以维持再冷凝器的稳定运行。
关键词:LNG;再冷凝器;控制原理
再冷凝工艺是指 LNG(Liquefied Natural Gas)储罐内产生的 BOG(Boil-off Gas)通过压缩机加
压后进入再冷凝器,与从低压泵输出的过冷 LNG 直接接触换热后被冷凝,再由高压泵加压输送至气
化器内气化后外输的 LNG 接收站运行工艺。其中,再冷凝器是连接气相流程与液相流程的核心设备,
其运行状态直接关系到 BOG 的处理效果及高压泵运行的安全与稳定。
13个基本平衡
影响再冷凝器运行的因素很多,都是通过影响物料平衡和能量平衡的形式以影响再冷凝器的操
作,再冷凝器的物料平衡和能量平衡之间通过相平衡联系。
物料平衡
再冷凝器(图 1)中进料与出料应保持平衡,即总物料量及任一组分的量应符合物料平衡关系。
图 1 再冷凝器工艺流程图
Process flow diagram of recondensor
再冷凝器总物料平衡关系应满足顶部 BOG 进料量与 LNG 进料量之和应等于底部 LNG 输出量
与再冷凝器内持气量与持液量变化之和,即
dq ddddqqrr
V1 +=++L1 L2 1 2
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1
对某一组分 i 而言,顶部进入再冷凝器的 BOG 中 i 组分含量与 LNG 中 i 组分含量之和应等于再
冷凝器底部输出 LNG 中 i 组分含量与再冷凝器内液相 i 组分和气相 i 组分含量变化之和,即
ddx qyqzqzrur d d dd dd dd
iiiiiV1+=++ L1 L2 1 2
ddtt22 ddd ttt 222
-1 -1
式中:qv1 为 BOG 进料量,mol·s ;qL1 为再冷凝器顶部 LNG 进料量,mol·s ;qL2 为再冷凝器底部
-1
LNG 输出量,mol·s ;r1 为再冷凝器持液量,mol;r2 为再冷凝器持气量,mol;xi 为 BOG 进料 i 组
分含量,%;yi 为再冷凝器顶部 LNG 进料 i 组分含量,%;zi 为再冷凝器底部 LNG 输出 i 组分含量,
%;ui 为再冷凝器内气相 i 组分含量,%。
能量平衡
再冷凝器运行涉及的能量包括压力能和热能,在此能量平衡关系从热量平衡的角度建立。
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