高压变频器在LNG行业的应用

中国石油京唐液化天然气有限公司

高压变频器在LNG行业的应用

杨超中国石油京唐液化天然气有限公司

中国石油唐山LNG接收站采用远大YDRH型高压变频器实现对海水泵的变频控制。唐山LNG接收站一期的ORV系统海水泵采用“一大三小”、4台水泵并联运行的方式，根据NG产量的需求以及海水温度等因素的变化，需要对进入ORV的海水流量进行调节。调节出口阀值，从最大逐渐减小，把出口流量调至满载流量时的100%、90.5%、79.8%和69.5%时，泵的输出功率基本不变。调节出口阀值至最大，然后通过变频器调节海水泵的转速，把出口流量分别调至7471、6763、5960和5192m3/h，与海水泵工频运行时基本一致，泵的输出功率相应分别为满载时的100%、72.1%、51.8%和35.2%，取得非常明显的节能效果，达到了预期的使用目的。

高压变频器；YDRH；LNG接收站；汽化量

LNG（Liquid Natura lGas）是一种清洁高效的能源，在LNG接收站中，LNG通过汽化器转变成NG（天然气）并输送至管网。气化器的种类较多，其中ORV（Open Rack Vaperizer）——开架式气化器以其操作费用低的特点得到了较广泛应用。海水泵抽取海水通过ORV对LNG进行加热得到NG，而为了实现海水泵的平滑启动和节能调速运行，提高自动化运行水平的同时减少工频启运给管线带来的压力冲击和损耗，中石油唐山LNG接收站采用远大YDRH型高压变频器实现对海水泵的变频控制。

1 YDRH变频器的特点

（1）三控制站冗余互备，独立判断自身故障并可实时互相监督，任意2台主控故障不影响设备正常运行。三控制站系统通过超高速数据网络进行实时信息共享与鉴别，各控制站可独立判断自身故障，并支持在极短时间内的控制权切换。

（2）PLC与三控制站之间有多通路冗余备份，提高了系统的可靠性。无论是硬线通路还是通讯通路，均有备份。

（3）功率单元在线更换。运行过程中如果某个功率单元损坏，则通过它的电气旁路到机械旁路将该模块输出短接，再通过线电压自动均衡技术使线电压平衡，保证系统依然能够输出额定电压；同时通过在线插拔技术将损坏的功率单元移除，安装上好的备用功率单元继续运行，保证系统不发生非计划停机。

2 运行情况

唐山LNG接收站一期的ORV系统海水泵采用“一大三小”、4台水泵并联运行的方式，其中A泵为额定功率1800kW的大泵，B、C、D泵均为900 kW的小泵。目前对A泵和B泵各设1台变频器。

根据NG产量的需求以及海水温度等因素的变化，需要对进入ORV的海水流量进行调节。

（1）当NG需求小于等于1个ORV的汽化量时，启动高压变频海水泵B，高压变频器B根据海水泵的流量与转速曲线，将海水泵转速升至预定转速，海水被升压，经输送管道送入ORV1；当LNG在ORV换热管内上升时由海水进行加热，因此LNG被汽化成NG，然后在2℃以上情况下，通过NG歧管和NG喷嘴输出到NG排放管，完成汽化。

（2）当NG需求小于等于2个ORV的汽化量时，启动高压变频海水泵A，高压变频器A根据海水泵的流量与转速曲线，将海水泵转速升至预定转速，海水被升压，经输送管道送入ORV1和ORV2；当LNG在ORV换热管内上升时由海水进行加热，因此LNG被汽化成NG，然后在2℃以上情况下，通过NG歧管和NG喷嘴输出到NG排放管，完成汽化。

（3）当NG需求小于等于3个ORV的汽化量时，启动高压变频海水泵A和B，高压变频器A和B根据海水泵的流量与转速曲线，将海水泵转速升至预定转速，海水被升压，经输送管道送入ORV1、ORV2和ORV3；当LNG在ORV换热管内上升时由海水进行加热，因此LNG被汽化成NG，然后在2℃以上情况下，通过NG歧管和NG喷嘴输出到NG排放管，完成汽化。

（4）2台工频泵作为高压变频海水泵A和B的备用泵。同时高压变频海水泵A和B具有故障工频旁路功能。

3 运行结果

在实际的现场应用中，分别对比了使用定频和变频驱动海水泵在同流量时的泵输出功率、泵出口压力及泵可供流量。调节出口阀值，从最大逐渐减小，把出口流量调至满载流量时的100%、90.5%、79.8%和69.5%时，泵的输出功率基本不变。调节出口阀值至最大，然后通过变频器调节海水泵的转速，把出口流量分别调至7471、6763、5960和5192m3/h，与海水泵工频运行时基本一致，泵的输出功率相应分别为满载时的100%、72.1%、51.8%和35.2%，取得了非常明显的节能效果，达到了预期的使用目的。

（栏目主持 焦晓梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.065