CN102562532A - 一种降低丙烷压缩机循环制冷系统中丙烷压缩机级间温度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低丙烷压缩机循环制冷系统中丙烷压缩机级间温度的方法。该方法包括如下步骤：将所述丙烷压缩机循环制冷系统中的丙烷蓄积罐与每条防喘振管线或回流管线相连通，且所述相连通的管路上均设有节流阀；所述丙烷蓄积罐与所述防喘振管线或回流管线相连通的管路上设有调节阀。本发明提供的降低丙烷压缩机级间入口温度的方法，能够有效提高压缩机工作效率，降低压缩机出口换热器换热负荷，消除了低负荷运行工况下压缩机级间温度的变化对冷箱换热器的影响。

Description

一种降低丙烷压缩机循环制冷系统中丙烷压缩机级间温度的方法
技术领域
本发明涉及一种降低丙烷压缩机循环制冷系统中丙烷压缩机级间温度的方法，属于天然气液化技术领域以及低温空分技术领域。
背景技术
目前采用丙烷预冷液化工艺在国内外已成为一种成熟液化技术。当丙烷压缩机开车或低负荷工况下运行时，由于防喘振管线或回流管线回流造成压缩机各级入口温度升高，从而致使压缩机效率降低，功耗增大，压缩机出口换热器需提供更多的换热负荷来满足工艺要求。因此，需要一种能降低丙烷压缩机级间入口温度的方法，以提高压缩机的工作效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低丙烷压缩机循环制冷系统中丙烷压缩机级间温度的方法。
本发明提供的一种降低丙烷压缩机循环制冷系统中丙烷压缩机级间温度的方法，包括如下步骤：将所述丙烷压缩机循环制冷系统中的丙烷蓄积罐与每条防喘振管线或回流管线相连通，且所述相连通的管路上均设有节流阀。
上述的方法中，所述丙烷蓄积罐与所述防喘振管线或回流管线相连通的管路上设有调节阀，以调节液体丙烷的喷淋量；所述调节阀可受压缩机温度和缓冲罐液位的选择控制。当丙烷压缩机入口缓冲罐丙烷液位处于设定点以下时，调节阀由丙烷压缩机入口温度信号进行控制；当缓冲罐液位达到设定点时，调节阀由液位信号进行控制。
当压缩机在低负荷工况运行时，为了避免压缩机喘振工况的发生，防喘振阀将会开启，高温气相丙烷回流至压缩机各段入口从而会造成压缩机各级入口温度升高；本发明提供的方法利用液体丙烷节流降温释放的冷量以及自身闪蒸释放的气化潜热来降低压缩机各级入口的温度，避免造成压缩机级间压力的升高，由于所述方法所使用的液体丙烷取自于所述丙烷压缩机循环制冷系统本身，不会造成所述丙烷压缩机循环制冷系统冷剂量的增多；节流降压后的饱和态气液相混合丙烷通过位于压缩机入口缓冲罐前的比例混合器与高温气相丙烷混合传质传热，然后进入压缩机入口缓冲罐，有效避免液体丙烷进入压缩机。
本发明提供的降低丙烷压缩机级间入口温度的方法，能够有效提高压缩机工作效率，降低压缩机出口换热器换热负荷，消除了低负荷运行工况下压缩机级间温度的变化对冷箱换热器的影响。
附图说明
图1为实施例1中的流程示意图。
图2为实施例2中的流程示意图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、降低压缩机级间温度
某气田的原料天然气液化，原料气组分为94.94％甲烷，2.33％乙烯，1.95％氮气，0.52％丙烷，丁烷0.13％，异丁烷0.12％；该装置年产LNG量为260万吨，通过四级丙烷预冷，然后进入液化、深冷，节流降温后成为液化天然气进入储罐；丙烷进入丙烷压缩机经四段压缩后，依次进入冷却器E-01冷却到45℃、冷凝器E-02冷凝至41℃。
该丙烷压缩机循环制冷系统中，由预冷冷箱四段返回一级压缩机入口缓冲罐V-01的丙烷的温度和压力分别为-36.9℃和109kPaA；冷箱三段返回二级压缩机入口缓冲罐V-02的丙烷的温度和压力分别为-18.54℃和238kPaA；冷箱二段返回三级压缩机入口缓冲罐V-03的丙烷的温度和压力分别为为0.45℃和457kPaA；冷箱一段返回四级压缩机入口缓冲罐V-04的丙烷的温度和压力分别为为19℃和802kPaA。
当该丙烷压缩机循环制冷系统在低负荷下运行时，预冷压缩机(丙烷压缩机C-01A、C-01B、C-01C和C-01D)需从冷却器E-01后引回丙烷气进行喘振回流；防喘振回流丙烷气进入压缩机入口缓冲罐V-01～V-04的温度分别为：19.5℃、21.9℃、26℃和32.4℃，均高于冷箱四段、冷箱三段、冷箱二段和冷箱一段返回至压缩机入口缓冲罐V-01、V-02、V-03和V-04的丙烷温度，会造成丙烷压缩机C-01A、C-01B、C-01C和C-01D运行效率降低，运行不稳定；因此，将丙烷蓄积罐V-05分别与丙烷压缩机C-01A、C-01B、C-01C和C-01D的防喘振管线相连通，各个相连通的管路上依次设有节流阀T-01、T-02、T-03和T-04，对液体丙烷进行节流降温，则可通过丙烷蓄积罐V-05中分别引回液态丙烷进行节流喷淋，与防喘振回流气混合后再进入压缩机入口缓冲罐V-01～V-04，从丙烷蓄积罐V-05中引回的液态丙烷节流后的温度分别为：-40.4℃、-20.7℃、-1.3℃和18℃，因此该方法可利用液体丙烷节流降温释放的冷量以及自身闪蒸释放的气化潜热来降低压缩机各级入口的温度，以达到降低压缩机级间温度的目的，整个流程示意图如图1所示，其中，M-01为电机，E-02为冷凝器。
实施例2、降低压缩机级间温度
某天然气处理装置中设有独立丙烷压缩机循环制冷系统，专为该处理装置分馏单元以及与其配套的预处理单元提供必要的冷负荷。低压丙烷冷剂(温度-8.56℃，压力2.05barg)经高低压丙烷换热器E-07换热后再经压缩机一级入口缓冲罐V-01进入一级丙烷压缩机C-01A压缩到6.18barg，由预处理单元丙烷换热器来的中压丙烷(温度-16.61℃，压力6.18barg)与来自一级丙烷压缩机C-01A出口的冷剂混合后进入丙烷压缩机二级入口缓冲罐V-02，经二级丙烷压缩机C-01B压缩，压力升至14.70barg，温度升高至57.73℃；压缩后的高压冷剂丙烷在冷剂冷凝器E-03中与冷却水进行换热，温度降至43℃自身全部被冷凝，进入冷剂缓冲罐V-06，然后去预处理丙烷换热器和分馏单元丙烷换热器提供冷量；该丙烷压缩机循环制冷系统中，配有两级防喘振管线，第一级防喘振管线从丙烷压缩机C-01B二级出口至压缩机一级入口缓冲罐V-01，第二级防喘振管线从丙烷压缩机C-01B二级出口至压缩机二级入口缓冲罐V-02。
为避免压缩机回流工况运行时温度升高，将冷剂缓冲罐V-06分别与第一级防喘振管线和第二级防喘振管线相连通，两个相连通的管路上依次设有节流阀T-05和T-06，对液体丙烷进行节流降温，则可通过冷剂缓冲罐V-06中分别引回液态丙烷进行节流喷淋，与防喘振回流气混合后再进入压缩机一级入口缓冲罐V-01和压缩机二级入口缓冲罐V-02，即利用冷剂丙烷减压闪蒸后提供的冷量降低压缩机各级入口温度，整个流程示意图如图2所示，其中，M-01为电机。
在上述降低各压缩机级间温度的方法中，在冷剂缓冲罐V-06与各防喘振管线相连通的管路上可设有调节阀，用于控制冷剂丙烷的喷淋量，设置的调节阀可受压缩机(C-01A和C-01B)温度和缓冲罐(V-01和V-02)液位的选择控制：当丙烷压缩机入口缓冲罐(V-01和V-02)内的丙烷液位处于设定点以下时，调节阀由丙烷压缩机(C-01A和C-01B)入口温度信号进行控制；当缓冲罐(V-01和V-02)液位达到设定点时，调节阀由丙烷液位信号进行控制。
实施例3、降低压缩机级间温度
某寒冷地区气田的原料天然气液化，采用与实施例1相同的流程；冷却介质温度降低，丙烷进入丙烷压缩机经四段压缩后，依次进入冷却器E-01冷却到23℃、冷凝器E-02冷凝至19℃。
该丙烷压缩机循环制冷系统中，由预冷冷箱四段～一段返回压缩机入口缓冲罐V-01～V-04的丙烷的温度分别为-36.9℃、-21.6℃、-6.3℃和7.4℃。
当该丙烷压缩机循环制冷系统在低负荷下运行，预冷压缩机(丙烷压缩机C-01A、C-01B、C-01C和C-01D)需从冷却器E-01后引回丙烷气进行喘振回流；防喘振回流丙烷气进入压缩机入口缓冲罐V-01～V-04的温度分别为：6.83℃、9℃、12.33℃和16.75℃，均高于冷箱四段、冷箱三段、冷箱二段和冷箱一段返回至压缩机入口缓冲罐V-01、V-02、V-03和V-04的丙烷温度，会造成压缩机运行效率降低，运行不稳定；此时，可丙烷蓄积罐V-05分别与丙烷压缩机C-01A、C-01B、C-01C和C-01D的防喘振管线或回流管线相连通，各个相连通的管路上依次设有节流阀，对液体丙烷进行节流降温，则可通过丙烷蓄积罐V-05中分别引回液态丙烷进行节流喷淋，与防喘振回流气混合后再进入压缩机入口缓冲罐V-01～V-04，从丙烷蓄积罐V-05中引回的液态丙烷节流后的温度分别为：-40.37℃、-24℃、-8.1℃和6.4℃，因此该方法可利用液体丙烷节流降温释放的冷量以及自身闪蒸释放的气化潜热来降低压缩机各级入口的温度，以达到降低压缩机级间温度的目的。

Claims (2)

1.一种降低丙烷压缩机循环制冷系统中丙烷压缩机级间温度的方法，包括如下步骤：将所述丙烷压缩机循环制冷系统中的丙烷蓄积罐与每条防喘振管线或回流管线相连通，且所述相连通的管路上均设有节流阀。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述丙烷蓄积罐与所述防喘振管线或回流管线相连通的管路上设有调节阀。
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