CN104019358A - 一种火炬气抽吸压缩机串联系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于液环压缩机领域，具体涉及一种火炬气抽吸压缩机串联系统，包括两台液环压缩机、气液分离器、液体冷却器和自动控制系统，自动控制系统包括DCS系统、气体压力变送器、气体控制阀门、液位变送器和液位控制阀门，气体压力变送器分别设置在气体管路和气液分离器上，气体控制阀门分别设置在补气管路和排气管路上，气体压力变送器、气体控制阀门、液位变送器、液位控制阀门均与DCS系统通信连接。本发明实现了液环压缩机串联系统对火炬气抽吸压力以及气液分离器内工作液液位的自动控制，具有流量调节范围大、运行成本低、自动化程度高、节能环保、安全可靠等优点。
Description
技术领域
本发明属于液环压缩机领域，具体涉及一种火炬气抽吸压缩机串联系统。
背景技术
在炼油厂中，很多工位都会产生可燃尾气，在常减压塔蒸馏工位，蒸馏出来的气体可以在小于等于0.45MPa(本文所涉及压力均指绝压)的压力下进行液化回收，而其它各个工位产生的不能液化回收的可燃气体一般都是通过管路引到高空，像点燃的火矩一样进行集中燃烧，所以，这些气体简称为火炬气。火炬气成分比较复杂，主要含有碳原子、氢气及碳氢化合物，属于易燃易爆有毒有害气体，如果集中燃烧排放，既造成大量能源浪费，又会排放大量的温室气体污染环境。
随着国家对节能环保的要求越来越高，规定炼油厂所有可炼尾气都必须要回收。目前所有的炼油厂中，一般回收方法都是采用螺杆式压缩机将火炬气压至0.7～1MPa送入贮气柜，经过脱硫后当作燃料进行利用。螺杆压缩机一般采用喷油冷却，不但润滑油直接接触抽吸介质，造成介质污染介质，而且其流量调节范围小，不适于火炬气回收系统气量多变的特点。此外，螺杆压缩机还始终存在润滑油用量大、运行成本高、故障率高、自动化程度低等问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种高效、节能的火炬气抽吸压缩机串联系统，采用下述技术方案：
一种火炬气抽吸压缩机串联系统，包括两台液环压缩机、气液分离器、液体冷却器、自动控制系统，自动控制系统包括集散控制系统简称DCS系统、气体压力变送器、气体控制阀门，气体压力变送器分别设置在气体管路和气液分离器上，气体控制阀门分别设置在补气管路和排气管路上，气体压力变送器和气体控制阀门均与DCS通信连接。
具体地，串联系统包括通过主气体管路顺序串联连接的前级液环压缩机、前级气液分离器、后级液环压缩机和后级气液分离器，自动控制系统的第一气体压力变送器设置在主气体管路上，第一气体控制阀门设置在前级液环压缩机前端的补气管路上；第二气体压力变送器设置在前级气液分离器上端，第二气体控制阀门设置在连接前级液环压缩机前端和前级气液分离器上端的前级排气管路上；第三压力变送器设置在后级气液分离器上端，第三气体控制阀门设置在连接后级液环压缩机前端和后级气液分离器上端的后级排气管路上；第一气体压力变送器、第二气体压力变送器、第三气体压力变送器、第一气体控制阀门、第二气体控制阀门、第三气体控制阀门均与DCS系统通信连接。
进一步地，自动控制系统还包括液位变送器和液位控制阀门，其中第一液位变送器设置在前级气液分离器侧面，第一液位控制阀门设置在前级气液分离器下端，第二液位控制阀门设置在前级冷却器与前级液环压缩机之间的前级液体管路上；第二液位变送器设置在后级气液分离器侧面，第三液位控制阀门设置在所述后级气液分离器下端，第四液位控制阀门设置在后级冷却器与后级液环压缩机之间的后级液体管路上；第一液位变送器、第二液位变送器、第一液位控制阀门、第二液位控制阀门、第三液位控制阀门、第四液位控制阀门均与DCS系统通信连接。
本发明实现了液环压缩机串联系统对火炬气抽吸压力以及气液分离器内工作液液位的自动控制，具有流量调节范围大、运行成本低、自动化程度高、节能环保、安全可靠等优点。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
具体实施方式
一种火炬气抽吸压缩机串联系统，包括两台液环压缩机、气液分离器、液体冷却器，还包括自动控制系统，自动控制系统包括集散控制系统简称DCS系统、气体压力变送器、气体控制阀门，气体压力变送器分别设置在气体管路和气液分离器上，气体控制阀门分别设置在补气管路和排气管路上，气体压力变送器和气体控制阀门均与DCS通信连接。
图1为本发明的系统结构示意图。如图1所示，包括通过主气体管路1顺序串联连接的前级液环压缩机6、前级气液分离器7、后级液环压缩机14和后级气液分离器15，自动控制系统的第一气体压力变送器P1设置在主气体管路1上，第一气体控制阀门2设置在前级液环压缩机6前端的补气管路3上，用于维持入口压力稳定在设定值。第二气体压力变送器P2设置在所述前级气液分离器7上端，第二气体控制阀门4设置在连接前级液环压缩机6前端和前级气液分离器7上端的前级排气管路5上，用于调节前级液环压缩机6的抽气量，维持排气压力稳定在设定值。第三压力变送器P3设置在所述后级气液分离器15上端，第三气体控制阀门12设置在连接后级液环压缩机14前端和后级气液分离器15上端的后级排气管路13上，用于调节后级液环压缩机14的抽气量，维持排气压力稳定在设定值。第一气体压力变送器P1、第二气体压力变送器P2、第三气体压力变送器P3、第一气体控制阀门2、第二气体控制阀门4、第三气体控制阀门12均与DCS系统通信连接。
本发明的前级液环压缩机6气体入口压力值和出口压力值的压缩比为1：3至1：6，后级液环压缩机14的气体入口压力值和出口压力值的压缩比为1：2至1：4。具体压缩比的选择需要根据液环压缩机的高效点来选择，一般从节能角度考虑，前级液环压缩机6需要选择气量较大，压缩比也较大的液环压缩机，后级液环压缩机14需要选择气量较小，压缩比较小的液环压缩机。
本发明的DCS系统对前级液环压缩机6的气体入口压力控制设定值为常压0.1MPa，对前级液环压缩机6的气体出口压力控制设定值为0.3～0.6MPa，对后级液环压缩机14的气体出口压力控制设定值为0.6～1.2MPa。
例如：当最后要获得压力为1MPa的火炬气时，前级液环压缩机6可选择1：5的压缩比，后级液环压缩机14可选择1：2的压缩比，则DCS系统对前级液环压缩机6的气体入口压力控制设定值为常压0.1MPa，对前级液环压缩机6的气体出口压力控制设定值为0.5MPa，前级液环压缩机6的出口压力等于后级液环压缩机14的入口压力0.5MPa，后级液环压缩机14的气体出口压力控制设定值为1MPa。
如图1所示，本发明的自动控制系统还包括液位变送器和液位控制阀门，其中第一液位变送器L1设置在所述前级气液分离器7侧面，第一液位控制阀门8设置在所述前级气液分离器7下端，第二液位控制阀门11设置在前级冷却器10与前级液环压缩机6之间的前级液体管路9上；第二液位变送器L2设置在所述后级气液分离器15侧面，第三液位控制阀门16设置在所述后级气液分离器15下端，第四液位控制阀门19设置在后级冷却器17与后级液环压缩机14之间的后级液体管路18上；第一液位变送器L1、第二液位变送器L2、第一液位控制阀门8、第二液位控制阀门11、第三液位控制阀门16、第四液位控制阀门19均与DCS系统通信连接。
DCS系统通过上述的液位变送器和液位控制阀门分别将所述的前级气液分离器7和后级气液分离器15内的工作液的液位控制在水平中心线位置。液位变送器可以采用磁翻板液位计，通过磁浮子的移动来测量液位，也可以采用双法兰液位变送器，通过压差来测量液位。
本发明的火炬气抽吸串联压缩系统的工作过程如下：
常温常压的火炬气先经过前级液环压缩机6加压至0.3～0.6MPa，加压后的火炬气和升温后的工作液一起进入前级气液分离器7，进行气液分离后，火炬气进入后级液环压缩机14进一步加压至0.6～1.2MPa后与工作液一起进入后级气液分离器15，进行气液分离后，送往下一步加工工序。同时，进入前级气液分离器7中的工作液，经前级液体管路9进入前级冷却器10冷却至常温后重新进入前级液环压缩机6进行循环使用；进入后级气液分离器15中的工作液，经后级液体管路18进入后级冷却器17冷却至常温后重新进入后级液环压缩机14进行循环使用。
当供气系统来气量较少，前级液环压缩机6的入口压力低于设定常压值0.1MPa时，在前级液环压缩机6前端的主气体管路1上的第一气体压力变送器P1传递信号到DCS系统，DCS系统使第一气体控制阀门2打开进行补气，直至前级液环压缩机6的入口压力达到常压，再使该阀门关闭。
当前级液环压缩机6的出口压力偏离设定值(一般为0.3～0.6MPa)时，前级气液分离器7上的第二气体压力变送器P2传递信号至DCS系统，DCS系统使前级排气管路5上的第二气体控制阀门4打开进行补气，调节前级液环压缩机6的抽气量，以保证其处于最佳压缩比(前级液环压缩机的最佳压缩比为1：3～1：6之间)，直至达到设定的出口压力值，再使该阀门关闭。
当后级液环压缩机14的出口压力偏离设定值(一般为0.7～1.2MPa)时，后级气液分离器15上的第三压力变送器P3传递信号至DCS系统，DCS系统使后级排气管路13上的第三气体控制阀门12打开进行补气，调节后级液环压缩机14的抽气量，以保证其处于最佳压缩比(后级液环压缩机的最佳压缩比为1：2～1：4之间)，直至达到设定的出口压力值，再使该阀门关闭。
当前级气液分离器7内的液位高于分离器水平中心线以上50mm时，第一液位变送器L1传递信号至DCS系统，DCS系统使第一液位控制阀门8打开进行排液，直至液位降至分离器水平中心线位置，再使该阀门关闭；当前级气液分离器7内液位低于分离器水平中心线以下50mm时，第一液位变送器L1传递信号至DCS系统，DCS系统使第二液位控制阀门11打开进行补液，直至液位升至分离器水平中心线位置，再使该阀门关闭。
当后级气液分离器15内的液位高于分离器器中心线以上50mm时，第二液位变送器L2传递信号至DCS系统，DCS系统使第三液位控制阀门16打开进行排液，直至液位降至分离器水平中心线位置，再使该阀门关闭；当后级气液分离器15内液位低于分离器水平中心线以下50mm时，第二液位变送器L2传递信号至DCS系统，DCS系统使第四液位控制阀门19打开进行补液，直至液位升至分离器水平中心线位置，再使该阀门关闭。
本发明实现了液环压缩机串联系统对火炬气抽吸压力以及气液分离器内工作液液位的自动控制，具有气体流量调节范围大、运行成本低、自动化程度高、节能环保、安全可靠等优点，可以大幅度降低企业能耗，改善工作环境，提高工作效率。
尽管实施例已对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种火炬气抽吸压缩机串联系统，包括两台液环压缩机、气液分离器、液体冷却器，其特征是，还包括自动控制系统，所述的自动控制系统包括集散控制系统简称DCS系统、气体压力变送器、气体控制阀门，所述的气体压力变送器分别设置在气体管路和气液分离器上，所述的气体控制阀门分别设置在补气管路和排气管路上，所述的气体压力变送器和气体控制阀门均与DCS通信连接。
2.根据权利要求1所述的火炬气抽吸压缩机串联系统，其特征是，包括通过主气体管路(1)顺序串联连接的前级液环压缩机(6)、前级气液分离器(7)、后级液环压缩机(14)和后级气液分离器(15)，所述自动控制系统的第一气体压力变送器(P1)设置在主气体管路(1)上，第一气体控制阀门(2)设置在前级液环压缩机(6)前端的补气管路(3)上；第二气体压力变送器(P2)设置在所述前级气液分离器(7)上端，第二气体控制阀门(4)设置在连接前级液环压缩机(6)前端和前级气液分离器(7)上端的前级排气管路(5)上；第三压力变送器(P3)设置在所述后级气液分离器(15)上端，第三气体控制阀门(12)设置在连接后级液环压缩机(14)前端和后级气液分离器(15)上端的后级排气管路(13)上；所述第一气体压力变送器(P1)、第二气体压力变送器(P2)、第三气体压力变送器(P3)、第一气体控制阀门(2)、第二气体控制阀门(4)、第三气体控制阀门(12)均与所述的DCS系统通信连接。
3.根据权利要求1或2所述的火炬气抽吸压缩机串联系统，其特征是，前级液环压缩机(6)气体入口压力值和出口压力值的压缩比为1：3至1：6，后级液环压缩机(14)的气体入口压力值和出口压力值的压缩比为1：2至1：4。
4.根据权利要求1或2所述的火炬气抽吸压缩机串联系统，其特征是，所述的DCS系统对前级液环压缩机(6)的气体入口压力控制设定值为常压0.1MPa，对前级液环压缩机(6)的气体出口压力控制设定值为0.3～0.6MPa，对后级液环压缩机(14)的气体出口压力控制设定值为0.6～1.2MPa。
5.根据权利要求1或2所述的火炬气抽吸压缩机串联系统，其特征是，所述的自动控制系统还包括液位变送器和液位控制阀门，其中第一液位变送器(L1)设置在所述前级气液分离器(7)侧面，第一液位控制阀门(8)设置在所述前级气液分离器(7)下端，第二液位控制阀门(11)设置在前级冷却器(10)与前级液环压缩机(6)之间的前级液体管路(9)上；第二液位变送器(L2)设置在所述后级气液分离器(15)侧面，第三液位控制阀门(16)设置在所述后级气液分离器(15)下端，第四液位控制阀门(19)设置在后级冷却器(17)与后级液环压缩机(14)之间的后级液体管路(18)上；所述的第一液位变送器(L1)、第二液位变送器(L2)、第一液位控制阀门(8)、第二液位控制阀门(11)、第三液位控制阀门(16)、第四液位控制阀门(19)均与所述的DCS系统通信连接。
6.根据权利要求5所述的火炬气抽吸压缩机串联系统，其特征是，所述的DCS系统通过所述的液位变送器和液位控制阀门分别将所述的前级气液分离器(7)和后级气液分离器(15)内的工作液的液位控制在水平中心线位置。
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