BOG增压机在LNG接收站的应用

李云（中石油江苏液化天然气有限公司，江苏南通226400）

0 引言

在接收站生产中，由于储罐吸热、卸料闪蒸、运行泵机组发热、保冷循环管道吸热、槽车返气以及预冷管道和设备时[1]，会实时产生一定量的BOG 气体。为了保证接收站的运行的安全性和经济性，须对生产过程中产生的BOG进行处理。目前LNG接收站常见BOG 处理方式有再冷凝器冷凝回收、液化回收、增压外输和火炬燃烧，4种BOG处理方式对比见表1。

表1 BOG处理方式对比

1 BOG增压机引入背景

再冷凝器冷凝回收BOG由于其经济性，是目前LNG接收站普遍采用的BOG处理方式。对于调峰型LNG接收站，外输量随季节性波动较大。当外输量小于接收站最小外输量时产生的BOG 将无法被冷凝回收，此时多余的BOG 只能放空至火炬燃烧，造成了极大能源的浪费，从安全和经济度考虑，可通过增加增压外输工艺，将多余的BOG直接加压输出。增压外输工艺和再冷凝工艺流程简图见图1。

图1 增压外输工艺和再冷凝工艺流程简图

BOG增压输出工艺相对简单，LNG储罐内的BOG气体经低压压缩机加压后再经高压压缩机加压至外输管网，此工艺也可结合实际工况与再冷凝工艺并列运行。

2 增压机系统介绍

2.1 增压机结构

增压机为三级四列，对称平衡式。气缸为无油润滑设计，水冷双作用，进排气口均为上进下出，其中一级两个气缸，二级、三级各一个气缸。

机体由机身、中体组成，机体中装有曲轴、连杆、十字头。连杆与十字头将曲轴的旋转运动转化为活塞杆的往复运动。为了防止气缸中高压气体沿活塞杆泄漏，活塞杆装有若干组密封环组成的密封填料。

气缸与中体通过中间筒连接，中间筒隔板上设有中间填料，进一步隔断油气的接触。中间筒上还设有冷却水接口、排污口、放空口以及填料和中间填料充氮口、填料漏气回收口等。

2.2 增压机负荷控制方式

增压机负荷调节采用贺尔碧格Hydrocom无极调节装置（由气阀、液压单元、液压执行机构、PLC 控制器和中间接口CIU 组成）和旁路调节相结合方式，实现增压机气量在0～100%范围内无级调节。液压执行机构和进气阀卸荷器根据4～20mA的控制信号延迟进气阀关闭时间来调节每个活塞行程所压缩气量。PLC 根据实际负荷需求计算出4～20mA 控制信号，并把负荷控制信号送给CIU，CIU把4～20mA的控制信号转换成电子指令传送给执行机构。压缩行程开始阶段，进气阀在卸荷器的作用下保持全开状态，气缸里的气体不被压缩。当电子指令发出后，排出到排气管线。装备了Hydrocom 系统，增压机只对需要的气量进行压缩，从而能够最大限度的节约能源。

3 增压机运行中常见问题

3.1 增压机启动与运行时常见问题及难点

现场启动增压机后，需保持空载运行3～5分钟，与电气工程师站确认励磁系统允许后才能调整负荷。增加负荷时一级Hydrocom 手动5%，二级、三级PIC控制器同步手动5%，增加负荷后注意监控入口压力稳定，直到二三级级间压力稳定后再以5%每次的速率增加至负荷为25%，手动保持此负荷。然后以5%/min的速率缓慢关闭三回一调节阀PCV，同时密切监控入口压力，可以通过现场调节BOG压缩机放空至火炬阀的开度来控制压力，每次关闭后注意监控二三级出口的压力，压力基本不变时再进行下次调节。PCV1305102 关闭至40%以下后以2%的速率关闭，由于阀门特性关闭至8%以下时出口压力上升较快，入口压力波动较大，需要及时调节BOG 压缩机放空至火炬阀的开度来控制压力。三回一调节阀全关后密切监控入口压力，入口压力稳定时可缓慢关闭BOG 压缩机放空至火炬阀，关闭过程中如果入口压力上升较快可同时增加Hydrocom 的三级负荷。BOG压缩机放空至火炬阀全关后，可以增加BOG压缩机的负荷至75%和100%，需要根据入口压力来手动调节增压机的负荷至目标值。

3.2 Hydrocom系统意外切除

增压机正常运行过程中由于液压油系统或CIU 故障可导致Hydrocom 系统意外切除，增压机负荷由目标负荷变为100%负荷。此过程会导致增压机入口压力骤降甚至触发连锁停车，为避免连锁停车应将三回一调节阀打开，维持增压机入口压力稳定。待故障处理后应将Hydrocom 各级负荷设为100%然后投用CIU，手动逐渐降低Hydrocom 负荷值至目标值，然后Hy⁃drocom系统投自动。

4 结语

引入增压外输系统后能有效防止储罐中闪蒸的BOG 放空至火炬燃烧。增设的增压机处理能力为2929m3/h，虽然增压机耗电量较大，江苏LNG 安装的增压机电机额定负荷2700KW，但增压机设计有无级负荷调节HYDROCOM 系统，可实现负荷从0%至100%之间的无级调节，实际负荷大约在1650KW 左右。江苏LNG接收站自增压机投产以来累计运行时间306天，累计用电1200 万KW*h，但每天外输天然气50 万方，运行期间累计节约天然气约1.6亿方，经济效益十分明显。