JP2012514707A - Compressor operation method and apparatus - Google Patents
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Abstract
本発明は、閉塞された出口事象の間中リリーフ負荷を低減するための、圧縮機(100)を運転する方法、およびその装置を提供するものであり、方法は、(a)1つまたは複数の圧縮機供給流(10、20、30、40)を第1の圧縮機(100)の1つまたは複数の入口(18、28、38、48)に通過させ、各圧縮機供給流(10、20、30、40)が圧縮機供給弁(12、22、32、42)を通過するステップと、(b)第1の圧縮機(100)の出口(105)において圧縮された吐出流(150)を供給するように第1の圧縮機(100)で1つまたは複数の圧縮機供給流(10、20、30、40)を圧縮するステップと、(c)第1の圧縮機(100)の閉塞された出口事象の第1の指標を監視するステップと、(d)第1の圧縮機(100)の閉塞された出口事象の第1の指標が検出されると、圧縮機供給弁(12、22、32、42)の閉鎖を指示するステップとを少なくとも含む。 The present invention provides a method and apparatus for operating a compressor (100) to reduce the relief load during a clogged exit event, the method comprising: (a) one or more of the methods Of compressor feed streams (10, 20, 30, 40) are passed through one or more inlets (18, 28, 38, 48) of the first compressor (100), and each compressor feed stream (10 , 20, 30, 40) pass through the compressor supply valve (12, 22, 32, 42), and (b) the discharge flow compressed at the outlet (105) of the first compressor (100) ( 150) compressing one or more compressor feed streams (10, 20, 30, 40) with a first compressor (100) to supply (c), and (c) a first compressor (100). ) Monitoring a first indicator of a blocked exit event of (d); When the first indicator of occluded outlet events of the first compressor (100) is detected, at least a step of instructing the closing of compressor supply valve (12, 22, 32, 42).
Description
本発明は、閉塞された出口事象(blocked outlet event)の間中リリーフ負荷を低減するための、圧縮機を運転する方法、および圧縮機の閉塞された出口事象の間中リリーフ負荷を低減するための装置を提供するものである。 The present invention relates to a method of operating a compressor to reduce the relief load during a blocked outlet event, and to reduce the relief load during a blocked outlet event of the compressor. The apparatus of this is provided.
圧縮機の一般的な用途は、冷媒圧縮機の形であり、それによってこれは、たとえば天然ガス(NG)の液化の際に冷媒流れを圧縮するのに使用される。冷媒流れは、たとえば、1つまたは複数の熱交換器で天然ガスに対して冷媒を間接的に熱交換によって、液化により天然ガスから熱を抽出するのに使用される。 A common use for compressors is in the form of refrigerant compressors, which are used, for example, to compress refrigerant streams during liquefaction of natural gas (NG). The refrigerant stream is used to extract heat from the natural gas by liquefaction, for example, by indirectly exchanging the refrigerant with respect to the natural gas in one or more heat exchangers.
天然ガスは、さまざまな炭化水素化合物の源であるばかりか、有用な燃料源でもある。いくつかの理由により、天然ガス流の源のところのまたはその近くの液化天然ガス(LNG)プラントで天然ガスを液化することが望ましい場合が多い。例として、天然ガスは、それがより小さな容積を占め、高圧で貯蔵される必要がないので、気体の形態よりも液体の形でより容易に貯蔵され、長距離にわたって輸送され得る。 Natural gas is not only a source of various hydrocarbon compounds, but also a useful fuel source. For several reasons, it is often desirable to liquefy natural gas at a liquefied natural gas (LNG) plant at or near the source of the natural gas stream. As an example, natural gas can be stored more easily in liquid form than in gaseous form and transported over long distances because it occupies a smaller volume and does not need to be stored at high pressure.
通常、天然ガスは、昇圧されてLNGプラントに入り、極低温で液化に適した精製された供給流を発生するように前処理される。精製ガスは、液化が達成されるまで、その温度を次第に低減するように熱交換器を用いて複数の冷却ステージを通して処理される。次いで、液体天然ガスは、貯蔵および輸送に適した最終大気圧までさらに冷却され、膨張される。 Typically, natural gas is pre-pressurized to enter an LNG plant and generate a purified feed stream suitable for liquefaction at cryogenic temperatures. The purified gas is processed through multiple cooling stages using a heat exchanger to gradually reduce its temperature until liquefaction is achieved. The liquid natural gas is then further cooled and expanded to a final atmospheric pressure suitable for storage and transport.
天然ガスの液化のための冷却ステージは、1つまたは複数の冷媒回路内で循環されている1つまたは複数の冷媒を利用する。冷媒回路は、1つまたは複数の冷媒圧縮機、1つまたは複数の熱交換器、および1つまたは複数の冷却装置を備えることができる。このような回路では、少なくとも部分的に蒸発された冷媒流れが、圧縮された冷媒吐出流を供給するように、冷媒圧縮機で圧縮され得る。次いで、圧縮された冷媒流れは、冷却された冷媒流れを供給するように、空気もしくは水クーラなどの冷却装置で、または他の冷媒流れに対して熱交換器で冷却され得る。次に、冷却された冷媒流れは、随意に膨張され、次いでこれが天然ガスを冷却し得る熱交換器まで通過され得る。 A cooling stage for liquefaction of natural gas utilizes one or more refrigerants circulated in one or more refrigerant circuits. The refrigerant circuit may comprise one or more refrigerant compressors, one or more heat exchangers, and one or more cooling devices. In such a circuit, the at least partially evaporated refrigerant stream can be compressed with a refrigerant compressor to provide a compressed refrigerant discharge stream. The compressed refrigerant stream can then be cooled with a cooling device, such as an air or water cooler, or with a heat exchanger relative to other refrigerant streams to provide a cooled refrigerant stream. The cooled refrigerant stream can then optionally be expanded and then passed to a heat exchanger that can cool the natural gas.
封鎖または制限が圧縮機の吐出の下流に生じ(いわゆる、「閉塞された出口事象」)、かつ通常運転が続く場合、圧縮された冷媒吐出流の圧力は、潜在的に設計圧力を超えて増加し、機械的故障および封じ込めによる損失が発生することがある。その結果として、圧縮された冷媒吐出流には、通常、機械的故障が起こり得る前にフレアシステムに圧縮された冷媒吐出流を通過させる圧力リリーフ弁が付いている。フレアシステムは、このような事象の場合に予想されるリリーフ負荷を処理するような寸法に作られなければならない。配管およびフレアシステムは、かなりの資本費用の原因であり得る。したがって、このような流れを処理するのに必要とされる配管およびフレアシステムのサイズを最小にすることが望ましい。 If a blockage or restriction occurs downstream of the compressor discharge (so-called “clogged outlet event”) and normal operation continues, the pressure of the compressed refrigerant discharge stream potentially increases above the design pressure However, mechanical failure and containment losses can occur. As a result, the compressed refrigerant discharge flow is usually accompanied by a pressure relief valve that allows the compressed refrigerant discharge flow to pass through the flare system before mechanical failure can occur. The flare system must be sized to handle the relief load expected in the event of such an event. Piping and flare systems can be a source of significant capital costs. Therefore, it is desirable to minimize the size of the piping and flare system required to handle such flows.
米国特許出願公開第2005/0022552号明細書は、ガス圧縮機および駆動装置を備えるガス圧縮装置を開示しており、駆動装置は、ガス圧縮機の出力要求が駆動装置の最大出力を超える場合には減速し、リサイクルラインは、ガス圧縮機の出口と流体連通している圧力リリーフ装置を有する。圧力リリーフ装置は、任意のアンチサージ弁に加えてリサイクルライン内にある。リサイクルラインは、圧縮機出口の上流から圧縮ガスの流れを受け入れる。圧力リリーフ装置は、出口からの吐出圧力が指定された圧力に達する場合に開き、ガス圧縮機の入口に圧縮ガスを供給し、それによって、圧縮機を通して質量流量を増大させ、駆動装置を調整する。 U.S. Patent Application Publication No. 2005/0022552 discloses a gas compression device comprising a gas compressor and a drive device, where the drive device is used when the output demand of the gas compressor exceeds the maximum output of the drive device. The recycle line has a pressure relief device in fluid communication with the outlet of the gas compressor. The pressure relief device is in the recycle line in addition to any anti-surge valve. The recycle line receives a flow of compressed gas from upstream of the compressor outlet. The pressure relief device opens when the discharge pressure from the outlet reaches a specified pressure, supplying compressed gas to the inlet of the gas compressor, thereby increasing the mass flow rate through the compressor and adjusting the drive .
米国特許出願公開第2005/0022552号明細書に開示される装置は、圧縮機を通して質量流れを増大させるリサイクルラインを開くように作動する。これは、より多くの圧縮機出力を必要とすることになり、結果として、速度の低下に帰着するある点において最大の駆動装置出力に達する。これは、それがシステムの設計圧力に達する前に吐出圧力を低減することもできる。しかしながら、これは、通常運転圧力、設計圧力、および駆動装置の最大出力に依存する。たとえば、利用できるより多くの駆動装置の出力がある場合、これは、超過圧力、およびその後に圧縮機や関連する配管システムの損傷、および封じ込めによる損失をもたらし得る。 The apparatus disclosed in US 2005/0022552 operates to open a recycle line that increases mass flow through the compressor. This will require more compressor output and, as a result, will reach the maximum drive output at some point resulting in reduced speed. This can also reduce the discharge pressure before it reaches the design pressure of the system. However, this depends on normal operating pressure, design pressure, and maximum output of the drive. For example, if there are more drive outputs available, this can lead to overpressure and subsequent damage to the compressor and associated piping system, and loss due to containment.
第1の態様では、本発明は、閉塞された出口事象の間中リリーフ負荷を低減するための、圧縮機を運転する方法、およびその装置を提供し、方法は:
(a)1つまたは複数の圧縮機供給流を第1の圧縮機の1つまたは複数の入口に通過させ、各圧縮機供給流が圧縮機供給弁を通過するステップと、
(b)第1の圧縮機の出口において圧縮された吐出流を供給するように第1の圧縮機で1つまたは複数の圧縮機供給流を圧縮するステップと、
(c)第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第1の指標を監視するステップと、
(d)第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第1の指標を検出すると、圧縮機供給弁の閉鎖を指示するステップとを少なくとも含む。
In a first aspect, the present invention provides a method and apparatus for operating a compressor to reduce relief load during a blocked outlet event, the method comprising:
(A) passing one or more compressor feed streams to one or more inlets of the first compressor, each compressor feed stream passing through a compressor feed valve;
(B) compressing one or more compressor feed streams with a first compressor to provide a compressed discharge stream at an outlet of the first compressor;
(C) monitoring a first indicator of a clogged outlet event of the first compressor;
(D) detecting at least a first indicator of a closed first outlet event of the first compressor, instructing to close the compressor supply valve.
第2の態様では、本発明は、圧縮機の閉塞された出口事象の間中リリーフ負荷を低減するための装置を提供し:
圧縮された吐出流のための出口、および1つまたは複数の圧縮機供給流のための1つまたは複数の入口を有し、各圧縮機供給流が圧縮機供給弁を通過する第1の圧縮機と、
第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第1の指標を提供するように、第1の装置と連通している第1のコントローラであって、第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第1の指標を検出すると各圧縮機供給弁を閉鎖するための第1の信号を送信するように、各圧縮機供給弁とさらに連通している第1のコントローラとを少なくとも備えている。
In a second aspect, the present invention provides an apparatus for reducing the relief load during a compressor closed outlet event:
A first compression having an outlet for a compressed discharge stream and one or more inlets for one or more compressor feed streams, each compressor feed stream passing through a compressor feed valve Machine,
A first controller in communication with the first device to provide a first indication of a first compressor blocked outlet event, the first compressor blocked outlet event And a first controller further in communication with each compressor supply valve so as to transmit a first signal for closing each compressor supply valve when detecting the first index.
次に、本発明の実施形態を、単に例示として、添付の非限定的な図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying non-limiting drawings.
この説明の目的のために、単一の参照符号が、ラインならびにこのラインで導かれる流れに割り当てられる。 For the purposes of this description, a single reference number is assigned to the line as well as the flow that is led in this line.
本方法および装置は、圧縮機の閉塞された出口事象と関連するリリーフ流れを減少させることが意図される。閉塞された出口事象の第1の指標を検出すると、圧縮機サイクルの通常運転が停止され、圧縮機供給弁の閉鎖が指示される。 The method and apparatus are intended to reduce the relief flow associated with a compressor plugged outlet event. Upon detection of the first indication of a closed outlet event, normal operation of the compressor cycle is stopped and the compressor supply valve is instructed to close.
第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第1の指標が検出されると圧縮機供給弁の閉鎖を指示することによって、圧縮機を通る質量流れが、減少されるように求められる。圧縮機供給弁のうちの1つが閉鎖すると、リリーフ流れは減少される。 Mass flow through the compressor is sought to be reduced by indicating the closure of the compressor supply valve when a first indication of a closed outlet event of the first compressor is detected. When one of the compressor supply valves is closed, the relief flow is reduced.
本開示の文脈では、圧縮機供給弁の「閉鎖(closure)」および圧縮機供給弁を「閉鎖すること (to close)」は、好ましくは、該圧縮機供給弁を通過する圧縮機供給流を本質上完全に閉塞するように、該圧縮機供給弁を「閉じること(the shutting)」それぞれ「閉じること(to shut)」を意味する。その閉鎖が指示され得る任意の該圧縮機供給弁は、スロットリングが起こる制御弁に対して、スナップアクション制御(2位置制御とも呼ばれることがある)の下でトリップ弁の形で設けられることが好ましい。 In the context of this disclosure, “close” of the compressor supply valve and “to close” the compressor supply valve preferably cause the compressor supply flow to pass through the compressor supply valve. It means "to shut" each "the shunting" of the compressor supply valve so that it is essentially completely closed. Any compressor supply valve whose closure may be commanded may be provided in the form of a trip valve under snap action control (sometimes referred to as two-position control) relative to the control valve where throttling occurs. preferable.
図面を参照すると、図1は、第1の実施形態による第1の圧縮機供給流10および第2の圧縮機供給流20を有する圧縮機100を運転するための方法および装置1を示している。
Referring to the drawings, FIG. 1 shows a method and apparatus 1 for operating a
しかしながら、本明細書において開示される方法は、n個の供給流のような2つ以上の圧縮機供給流からなる圧縮機を有する任意のシステムで使用されることができ、nは、2以上の、より好ましくは2から6の範囲の整数である。 However, the methods disclosed herein can be used in any system having a compressor consisting of two or more compressor feed streams, such as n feed streams, where n is 2 or greater. And more preferably an integer in the range of 2 to 6.
各圧縮機供給流10、20は、圧縮機供給弁12、22を通過する。2つの供給弁は、図1に示されている。しかしながら、n個の圧縮機供給流があるならば、その場合は、各供給流について1個を備えるn個の圧縮機供給弁が、設けられ得る。図1は、第1の圧縮機供給弁12を通過する第1の圧縮機供給流10、および第2の圧縮機供給弁22を通過する第2の圧縮機供給流20を示している。
Each
第1の圧縮機100は、単段圧縮機または多段圧縮機であることができる。多段圧縮機の例には、2つ以上の圧縮段が単一のケーシングに収容されるもの、または多段圧縮機が圧縮機供給流を連続して圧縮するように共通の機械的駆動軸に連続して配置されるものがある。第1の圧縮機100は、遠心圧縮機、ダイアゴナル圧縮機、軸流圧縮機、往復圧縮機、回転スクリュー圧縮機、回転ベーン圧縮機、スクロール圧縮機、またはダイヤフラム圧縮機などの当該技術分野で知られている任意の圧縮機であることができる。図1の実施形態では2つの圧縮段が示されている。
The
第1の圧縮機供給流10は、第1の入口18において第1の圧縮機100に入る。第1の圧縮機供給流よりも高圧のところにある第2の圧縮機供給流20は、第2の入口28において第1の圧縮機100に入る。第1の圧縮機供給流10および第2の圧縮機供給流20は、第1の圧縮機100の出口105において圧縮された吐出流150を供給するように圧縮される。第1の圧縮機100は、以下でより詳細に説明される第1の駆動装置200によって駆動され得る。
The first
圧縮された吐出流150には、各圧縮機供給流10、20についてリサイクル流110、120が供給され得る。したがって、n個の圧縮機供給流につて、n個のリサイクル流が供給され得る。
The
各リサイクル流10、20は、それぞれの入口18、28とそれぞれの圧縮機供給弁12、22との間で圧縮された吐出流150を圧縮機供給流10、20に接続する。各リサイクル流10、20には、ジュールトムソン弁(Joule−Thomson valve)などのリサイクル膨張装置112、122が設けられる。図1は、第1の圧縮機供給弁12と第1の入口18との間で第1の圧縮機供給流10に接続する前に第1のリサイクル膨張装置112を通過する圧縮された吐出流150からの第1のリサイクル流110を示している。同様に、図1は、第2の圧縮機供給弁22と第2の入口28との間で第2の圧縮機供給流20に接続する前に第2のリサイクル膨張装置122を通過する圧縮された吐出流150からの第2のリサイクル流120を示している。
Each
リサイクル流110、120は、サージ、すなわち圧縮機供給流の流れが余りにも少なく、その結果流れの急速な脈動をもたらす場合に生じ得る事象による損傷から第1の圧縮機を保護することができる。この事象は、第1の圧縮機150の入口18、28に圧縮された吐出流150の少なくとも一部を戻すようにリサイクル弁112、122を開き、それによって、第1の圧縮機150の中への質量流れを増加させることよって緩和されることができる。
The recycle streams 110, 120 can protect the first compressor from damage due to events that may occur when surge, i.e., the compressor feed stream flow is too low, resulting in a rapid pulsation of the flow. This event opens the
リサイクル流110、120で再利用されない圧縮された吐出流150の一部は、継続する圧縮された流れ160として下流に通される。したがって、継続する圧縮された流れ160は、圧縮された吐出流150の総流量と、リサイクル流110、120を介して第1の圧縮機100の吸入側に戻された任意のリサイクル流との差を表している。
A portion of the
第1の圧縮機100の吐出の下流の封鎖または制限は、圧縮された吐出流150の圧力、および第1の圧縮機100と封鎖または制限との間のこの下流の任意の流れを増加させることができる。いわゆる圧縮機の閉塞された出口事象は、第1の圧縮機の出口に超過圧力をもたらすことがあり、圧力増加を防ぐ手段が講じられない場合、これは、設計仕様を超え、機械的故障を引き起こし得る。
The blockage or restriction downstream of the discharge of the
したがって、閉塞された出口事象は、第1の圧縮機の吐出の下流の封鎖または流れの制限として本明細書において規定され、この封鎖または流れの制限は、通常運転に必要な流れより下に圧縮された吐出流の流れを減少させ、したがって、第1の圧縮機の出口で圧力の増加をもたらす。 Thus, a blocked exit event is defined herein as a blockage or flow restriction downstream of the first compressor discharge, which is compressed below the flow required for normal operation. Reduced discharge flow, thus leading to an increase in pressure at the outlet of the first compressor.
閉塞された出口事象は、いくつかの理由で起こる場合があり、これは、第1の圧縮機100の性質、および圧縮機が運転している回路に依存する。圧縮機の閉塞された出口事象の例には、圧縮された吐出流150と流体連通している弁の故障、たとえば閉鎖位置での吐出隔離弁350の故障、圧縮された吐出流150と流体連通している凝縮器などのユニットの封鎖、または圧縮された吐出流150と流体連通している任意の凝縮器の凝縮能力の損失がある。
A blocked exit event can occur for several reasons, depending on the nature of the
圧縮機の閉塞された出口事象を処理する手段を講じない、知られているシステムでは、圧縮機サイクルは、圧縮機供給流が圧縮機の入口に引き続き流れるように、引き続き作動する。さらに、存在する任意のアンチサージ制御システムが、任意のリサイクル弁を開く。これは、吐出圧力の増加、およびまた任意のリサイクル弁が開かれる場合には吸入圧力の増加を引き起こす。圧縮機には十分な出力が供給され得る場合、吐出圧力は、引き続き上昇し、リリーフ弁が設けられないならばシステムの設計圧力を超えることがある。 In known systems that do not take steps to handle compressor clogged outlet events, the compressor cycle continues to operate so that the compressor feed stream continues to flow to the compressor inlet. In addition, any anti-surge control system present opens any recycle valve. This causes an increase in discharge pressure and also an increase in suction pressure if any recycle valve is opened. If sufficient output can be supplied to the compressor, the discharge pressure will continue to rise and may exceed the system design pressure if a relief valve is not provided.
従来、このようなリリーフ弁は、フレアシステムに接続され、このフレアシステムは、閉塞された出口事象からの全リリーフ流れを、すなわち圧縮機供給流のすべての圧縮から発生され、圧縮機の出口でさらなる圧力増加を防ぐために逃がされなければならない質量流れを処理するような寸法に作られる。 Conventionally, such a relief valve is connected to a flare system, which generates the entire relief flow from a closed outlet event, i.e., from all compression of the compressor feed stream, at the compressor outlet. It is dimensioned to handle mass flows that must be relieved to prevent further pressure increases.
図1は、随意の圧力リリーフ弁250が圧縮された吐出流150と流体連通して設けられる好ましい実施形態を開示している。示される実施形態では、圧力リリーフ弁250は、継続する圧縮された流れ160に接続され、この継続する圧縮された流れ160は、第1の圧縮機100の入口に再利用されない圧縮された吐出流150のこの一部によって供給される。圧力リリーフ弁250は、フレアシステム300に接続されることができる。フレアシステム300は、フレアスタックおよび関連する配管(図示せず)を備えることができる。
FIG. 1 discloses a preferred embodiment in which an optional
本明細書において開示される方法および装置は、第1の圧縮機100および圧縮された吐出流150を含む装置1の保護のために、少なくとも1つ、より好ましくは2つのバリアシステムを設けている。
The methods and apparatus disclosed herein provide at least one, and more preferably two, barrier systems for protection of the apparatus 1 including the
第1のバリアシステムは、圧縮機供給弁12、22の閉鎖を指示することによって閉塞された出口事象の後に圧縮された吐出流150の圧力の増加を処理する。このことは、圧縮機供給流10、20を介して第1の圧縮機150の中に追加の質量流れの導入を防ぐことによって、第1の圧縮機100の出口105における圧力のさらなる増加を防ぐことが意図される。
The first barrier system handles the increase in pressure of the
第1のバリアシステムは、第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第1の指標を監視する。第1の指標は、圧縮された吐出流150の選択された吐出圧力、圧縮された吐出流150の選択された吐出温度、第1の圧縮機100の選択された出力、1つまたは複数の圧縮機供給流10、20の選択された吸入圧力、および1つまたは複数の圧縮機供給流10、20の選択された吸入温度を含むグループのうちの1つまたは複数であることができる。
The first barrier system monitors a first indicator of a blocked outlet event of the first compressor. The first indicator is a selected discharge pressure of the
第1の指標は、好ましくは、閉塞された出口事象について選択的であり、いかなる閉塞された出口事象も存在しない場合に通常運転条件下で発生する他の事象については非選択的であるべきである。たとえば、プロセス測定可能量(たとえば、吐出圧力、または上記のグループで列挙された他の測定可能量)が使用されるならば、この場合、この測定可能量の選択された値は、通常運転条件下で生じ得るプロセス測定可能量の通常変動が、閉塞された出口なしで選択された値に達せずかつ/または交差せず、閉塞された出口事象の第1の指標の検出を引き起こすに足りるだけ、高いかまたは低くあるべきである。選択された値は、好ましくは、問題のプロセス測定可能量が閉塞された出口事象の場合にだけ選択された値にのみ達しまたは交差するに足りるだけ高いかまたは低くあるべきである。 The first indicator should preferably be selective for a blocked exit event and non-selective for other events that occur under normal operating conditions in the absence of any blocked exit event. is there. For example, if a process measurable quantity (eg, discharge pressure, or other measurable quantity listed in the above group) is used, then the selected value of this measurable quantity is normal operating conditions The normal variation of the process measurable amount that can occur below does not reach the selected value and / or does not cross without the occluded exit, only enough to cause detection of the first indicator of the occluded exit event Should be high or low. The selected value should preferably be high or low enough to reach or cross only the selected value only in the case of an exit event where the process measurable quantity in question is occluded.
好ましくは、第一の圧縮機の閉塞された出口事象の第1の指標は、圧縮された吐出流150の選択された吐出圧力を含み、より好ましくはそれからなることが好ましい。この吐出圧力は、圧縮機の閉塞された出口事象の最も直接的な指標のうちの1つであり、また比較的容易に測定可能であると考えられる。したがって、たとえば、第1の指標は、圧縮された吐出流150の選択された圧力であることができる。この選択された圧力に達すると、圧縮機供給弁12、22の閉鎖が指示される。圧縮機供給弁12、22のゼロからすべてまでのいくつかの圧縮機供給弁12、22は、指示されるように閉鎖することができる。圧縮機供給弁12、22のゼロ個、いくつかまたはすべては、閉鎖できない場合がある。
Preferably, the first indicator of the first compressor plugged outlet event comprises, more preferably consists of, the selected discharge pressure of the
したがって、本明細書において開示される方法は:
(a)第1の圧縮機供給弁12を有する第1の圧縮機供給流10を、第1の圧縮機100の第1の入口18に通過させ、第2の圧縮機供給弁22を有する第2の圧縮機供給流20を、第1の圧縮機100の第2の入口28に通過させるステップと、
(b)第1の圧縮機100の出口105において圧縮された吐出流150を供給するように、第1の圧縮機100で第1の圧縮機供給流10および第2の圧縮機供給流20を圧縮するステップと、
(c)第1の圧縮機100の閉塞された出口事象の第1の指標を監視するステップと、
(d)第1の圧縮機100の閉塞された出口事象の第1の指標が検出される場合に、第1の圧縮機供給弁12および第2の圧縮機供給弁22の両方の閉鎖を指示するステップとを少なくとも含むことができる。
Accordingly, the methods disclosed herein are:
(A) A first
(B) The
(C) monitoring a first indicator of a blocked outlet event of the
(D) indicates that both the first
第1のバリアシステムで圧縮機供給弁12、22の閉鎖を指示する場合、それ自体の確率をそれぞれが有するいくつかの異なるシナリオが存在する。
There are a number of different scenarios, each with its own probability, when directing the closure of the
たとえば、図1の実施形態では、そうすることが指示されることに応じて、第1の圧縮機供給弁12および第2の圧縮機供給弁22の両方が閉鎖する場合があり、2つの第1の圧縮機供給弁12および第2の圧縮機供給弁22のうちの1つが閉鎖する場合があり、または、第1の圧縮機供給弁12および第2の圧縮機供給弁22のいずれもが閉鎖しない場合がある。たとえば、供給弁12、22が電子的に作動される弁である場合、供給弁のうちの1つまたは複数が、弁凍結、または弁に達する電子指示信号の故障により閉鎖できない場合がある。
For example, in the embodiment of FIG. 1, both the first
各シナリオが起こる確率は、適切なリスク評価を実行することによって計算され得る。圧縮機供給弁12、22のうちのすべてがうまく閉鎖する確率が容認できるほどに高く、圧縮機供給弁12、22のうちの1つまたは複数が閉鎖できない確率が許容できるほどに低いならば、この場合、圧力リリーフ弁250およびフレアシステム300は、必要とされないことになる。
The probability that each scenario will occur can be calculated by performing an appropriate risk assessment. If the probability that all of the
圧縮機供給弁12、22のうちの少なくとも1つが閉鎖できない確率が、容認できないほど高いならば、この場合、圧縮機供給流10、20のうちの少なくとも1つが、第1の圧縮機100に引き続き供給することになる確率が高い。閉塞された出口事象の間中、これは、第1の圧縮機100の出口105での圧力、およびしたがって圧縮された吐出流150および圧縮された継続する流れ160の増加をもたらすことになる。この圧力を逃がすために、圧縮された吐出流150と流体連通している圧力リリーフ弁250が設けられ得る。圧力リリーフ弁250は、閉塞された出口事象の結果として、吐出圧力の増加に応じて開くように構成され、継続する圧縮された流れ160のための出口を形成する。圧力リリーフ弁250は、圧力リリーフ弁250を通過する圧縮された継続する流れ160の一部を処理するようにフレアシステム300に接続され得る。
If the probability that at least one of the
圧縮機供給弁12、22のうちの1つまたは複数がうまく閉鎖する確率が容認できるほどに高く、圧縮機供給弁のうちのいずれもが閉鎖しない確率が許容できるほどに低いならば、この場合、フレアシステム300および圧力リリーフ弁250のうちの1つまたは両方のサイズは、圧縮機供給流10、20のすべての出口を受け入れるように設計されるサイズに比べて小さくされ得る。
In this case, the probability that one or more of the
たとえば、供給弁12、22のうちのそれぞれが閉鎖できない確率が同じである場合、数が増加した供給弁が閉鎖できない確率は、低くなる。2つの供給弁がある図1の場合には、各供給弁が、0.1の閉鎖できない確率を有するならば、両方の供給弁が閉鎖できない確率は、0.01であり、1つのものが閉鎖できない確率は、0.18であり、1つまたは両方が閉鎖できない確率は、0.19であり、いずれもが閉鎖できる確率は、0.81である。したがって、0.19の確率が許容できるほどに低いリスクを表すならば、この場合、装置は、圧力リリーフ弁250およびフレアシステム300なしで提供され得る。
For example, when the probability that each of the
しかしながら、供給弁のうちの1つまたは両方が閉鎖できない0.19の確率が容認できないほど高いリスクを表すと決定され、また両方の供給弁12、22が閉鎖できない0.01の確率が許容できるほどに低いリスクを表すとするならば、この場合、圧力リリーフ弁250が、圧縮された吐出流150と流体連通して設けられ得る。この場合には、圧力リリーフ弁250は、フレアシステム300に接続され得る。圧力リリーフ弁250およびフレアシステム300のうちの1つまたは両方は、第1の圧縮機からのリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られ得る。図1の実施形態では、リリーフ流れは、最大流量の場合の圧縮機供給流によって発生される継続する圧縮された流れ160に対応する。
However, a probability of 0.19 that one or both of the supply valves cannot be closed is determined to represent an unacceptably high risk, and a probability of 0.01 that both supply
供給弁のうちの両方が閉鎖できない0.01の確率が許容できないほどに高いリスクを表すとするならば、この場合、圧力リリーフ弁250およびフレアシステム300のうちの1つまたは両方は、両方の圧縮機供給流10、20によって発生される継続する圧縮された流れ160からの流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られる。
If the probability of 0.01 that both of the supply valves cannot be closed represents an unacceptably high risk, then one or both of the
1つの実施形態では、第1のバリアシステムには、第1の安全規準が設けられることができ、この第1の安全規準は、その閉鎖の故障が許容され得る圧縮機供給弁10、20の数を規定する。
In one embodiment, the first barrier system may be provided with a first safety criterion, which may be that of the
たとえば、第1の安全規準は、たとえば封じ込めによる損失を生じるなどの許容できないリスクを生じることなく、これらに閉鎖を指示すると、閉鎖できないことが容認され得る圧縮機供給弁の最も多い数として設定され得る。したがって、この安全規準は、任意の圧力リリーフ弁250および任意のフレアシステム300のうちの1つまたは両方の最少容量を計算するのに使用され得る。
For example, the first safety criterion is set as the largest number of compressor supply valves that can be accepted as incapable of closing if they are instructed to close without causing an unacceptable risk, such as causing loss due to containment. obtain. Thus, this safety criterion can be used to calculate the minimum capacity of one or both of any
第1の安全規準がゼロ個の供給流弁の故障に設定される場合、いかなる圧力リリーフ弁250またはフレアシステム300も要求されない。このことは、供給弁のうちの1つまたは複数の閉鎖の故障が、リスク評価によって許容できるほどに低いように計算されていることを意味する。
If the first safety criterion is set to zero supply flow valve failure, no
現在では、圧力リリーフ弁250およびフレアシステム300のうちの1つまたは両方は、第1の安全規準で規定される供給弁12、22の数の閉鎖の故障の間に、第1の圧縮機100に引き続き流れる圧縮機供給流10、20での圧縮から結果として得られるリリーフ流れを少なくとも受け入れるように設計され得る。
Currently, one or both of the
したがって、一般に、用語「リリーフ流れ」は、第1の圧縮機100の出口105と封鎖または流れの制限との間でさらなる圧力増加を防ぐために、閉塞された出口事象の後に逃がされなければならない流れとして定義される。図1の実施形態では、リリーフ流れは、継続する圧縮された流れ160の流量と等価である。これは、圧縮された吐出流150の流れと対比されることができ、これはまた、任意のリサイクル流110、120によって第1の圧縮機100に供給される質量流れも含むことになる。
Thus, in general, the term “relief flow” must be relieved after a closed outlet event to prevent further pressure increase between the
たとえば、n個の圧縮機供給弁12、22があり、nは、1以上の整数である場合、第1の安全規準は、閉鎖すべき圧縮機供給弁12、22のうちの数mの故障として規定されることができ、mは、0からnまでの範囲の整数であり、より好ましくは、mは、0から(n−1)、または1からnまでの範囲の整数であり、さらにより好ましくは、mは、1から(n−1)までの範囲の整数である。
For example, if there are n
したがって、一般に、第1の安全規準についてのリリーフ流れは、供給弁12、22が閉鎖できないm個の圧縮機供給流10、20の第1の圧縮機100での圧縮から結果として得られる流れとして規定され得る。
Thus, in general, the relief flow for the first safety criterion is the flow resulting from the compression in the
したがって、m=nのときの第1の安全規準の場合には、リスク評価は、供給弁のうちのまさに1つが閉鎖できない確率が許容できないほどに高く、それによって、圧力リリーフ弁250およびフレアシステム300のうちの1つまたは両方が圧縮機供給流10、20のうちのすべての圧縮によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られることを明らかにしている。
Thus, in the case of the first safety criterion when m = n, the risk assessment is unacceptably high in the probability that exactly one of the supply valves cannot be closed, whereby the
m<nのときの第1の安全規準の場合には、閉鎖すべき圧縮機供給弁12、22のうちのm+1個以上の故障は、許容できるほどに低いようにリスク評価で計算されている。したがって、圧力リリーフ弁250および/またはフレアシステム300は、圧縮機供給流10、20によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られ得る。
In the case of the first safety criterion when m <n, m + 1 or more failures of the
第1の安全規準は、特別の装置および構成に特定される。値mは、閉鎖すべきm+1個以上の弁の故障が許容できるリスクを表し、閉鎖すべきm個の弁の故障がより高い確率からなりかつ許容できないリスクを表すが一方容認できるほどに低い確率を有するようにリスク評価で統計的に決定される。 The first safety criteria is specified for special equipment and configurations. The value m represents an acceptable risk of failure of m + 1 or more valves to be closed, represents a higher probability of failure of m valves to be closed and represents an unacceptable risk, while an acceptable low probability Is statistically determined by risk assessment to have
1つの実施形態では、第1の安全規準、mは、n個の弁について確率論的解析によって、たとえば:
(i)閉鎖しまたは開いたままである弁の数のn+1個の起こり得る結果のそれぞれについての確率を計算するステップであり、これは、閉鎖できない供給弁の0個からn個まで、たとえば閉鎖できない供給弁の0個、1個、2個、3個等を表すステップと、
(ii)供給弁のうちの「0個」、「1個以上」から「n−1個以上」および「n個」までが閉鎖できない、たとえば供給弁のうちの「0個」、「1個以上」、「2個以上」および「3個以上」等が閉鎖できないシナリオについて全確率を計算するステップと、
(iii)1個が存在する場合に、許容可能なリスクを表すステップ(ii)で計算された最も高い確率でシナリオを選択するステップと、
(iv)a)安全規準が0個の弁に設定される場合に、ステップ(ii)で計算された全確率のすべてが許容可能なリスクを表すのでなければ、または、b)安全規準がn個の弁に設定される場合に、ステップ(ii)で計算された全確率のいずれもが許容可能なリスクを表さないのでなければ、ステップ(iii)で選択される範囲で弁の最も少ない数よりも1個少ない弁の故障で第1の安全規準を設定するステップとによって決定され得る。
In one embodiment, the first safety criterion, m, is a probabilistic analysis for n valves, for example:
(I) calculating the probability for each of the n + 1 possible outcomes of the number of valves that are closed or left open, which is 0 to n of the supply valves that cannot be closed, for example cannot be closed Steps representing 0, 1, 2, 3, etc. of the supply valves;
(Ii) “0”, “1 or more” of the supply valves to “n−1 or more” and “n” cannot be closed, for example, “0”, “1” of the supply valves Calculating total probabilities for scenarios where “above”, “2 or more”, “3 or more” etc. cannot be closed,
(Iii) selecting a scenario with the highest probability calculated in step (ii) representing an acceptable risk if one exists;
(Iv) a) if safety criteria are set to 0 valves, not all of the probabilities calculated in step (ii) represent acceptable risk, or b) safety criteria is n If all of the probabilities calculated in step (ii) do not represent an acceptable risk when set to a single valve, the least number of valves in the range selected in step (iii) And setting a first safety criterion with one less valve failure than the number.
次に、第1の安全規準の選択が、4つの供給弁を有し、かつ完全に仮想の弁故障および許容可能なリスク確率を用いたシステムについて例示として説明される。それぞれが、0.1という閉鎖できない仮想かつ独立の確率を有する、4個の供給弁を有するシステム、0個、1個、2個、3個および4個の供給弁が閉鎖できないシナリオの確率は、それぞれ、0.656、0.292、0.049、0.004および0.0001と計算され得る(ステップ(i))。次いで、0個、1個以上、2個以上、3個以上および4個の供給弁が閉鎖できない全確率は、それぞれ、0.6561、0.3429、0.0523、0.0037および0.0001と計算され得る(ステップ(ii))。許容可能なリスクが0.01以下のシナリオ確率に設定されるならば、この場合、閉鎖できない3以上の供給弁は、許容可能なリスクを表すように決定される最も高い確率で起こるように計算される(ステップiii))。安全規準は、閉鎖できない2個の供給弁に設定され得る(ステップ(iv))。 Next, the selection of the first safety criterion will be described by way of example for a system having four supply valves and using a fully virtual valve failure and an acceptable risk probability. The probability of a scenario with 4 supply valves, each with a virtual and independent probability of not closing 0.1 of 0.1, a scenario where 0, 1, 2, 3 and 4 supply valves cannot be closed is , 0.656, 0.292, 0.049, 0.004, and 0.0001, respectively (step (i)). The total probability that 0, 1 or more, 2 or more, 3 or more and 4 supply valves cannot be closed is then 0.6561, 0.3429, 0.0523, 0.0037 and 0.0001, respectively. (Step (ii)). If the acceptable risk is set to a scenario probability of 0.01 or less, then in this case, 3 or more supply valves that cannot be closed are calculated to occur with the highest probability determined to represent acceptable risk. (Step iii)). Safety criteria may be set for two supply valves that cannot be closed (step (iv)).
図1に戻ると、第1の安全規準が、閉鎖されるべき圧縮機供給流弁12、22のうちのm=0個の故障として規定される、すなわち、すべての圧縮機供給流弁12、22が指示される通りに閉鎖される状況では、閉鎖できない1個以上の弁の許容可能な低いリスクがあることが決定されている装置が設けられる。これは、圧力リリーフ弁250およびフレアシステム300が、不要であり、存在する必要はなく、または、多数のプロセスユニット、すなわち2つ以上の圧縮機によって共有される共有のフレアシステム300が存在する場合には、このような共有のフレアシステムは、圧縮機供給流10、20のうちのいずれかによって発生されるリリーフ流れを受け入れるような寸法に作られる必要はないことを意味する。
Returning to FIG. 1, the first safety criterion is defined as m = 0 faults of the compressor
図1の実施形態では、2つの圧縮機供給流10、20および2つの圧縮機供給弁12、22がある。閉鎖されるべき圧縮機供給弁12、22のうちの1つの故障の安全規準は、この事象が起こる確率が容認できないほど高く、同時に圧縮機供給弁12、22のうちの両方が閉鎖できない確率が許容できるほどに低い場合に選択されることもできる。
In the embodiment of FIG. 1, there are two compressor feed streams 10, 20 and two
圧力リリーフ弁250およびフレアシステム300のうちの1つまたは両方は、第1の安全規準、すなわち2つの供給弁12、22のうちの1つの閉鎖の故障によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られ得る。したがって、フレアシステムは、単一の圧縮機供給流、すなわち第1の圧縮機供給流10および第2の圧縮機供給流20のうちの1つまたは他のものによって発生されるリリーフ流れを処理するような寸法に作られる。
One or both of the
圧縮機供給流10、20が異なる質量流れを有する状況では、フレアシステムは、より大きな質量流れを有する圧縮機供給流10、20によって発生されるリリーフ負荷を処理するような寸法に作られるべきである。一般に、安全規準が開くことができないm個の供給弁12、22に設定されるならば、この場合、フレアシステム300は、より大きな質量流れを有するm個の流れによって発生されるリリーフ負荷を処理するような寸法に作られるべきである。
In situations where the compressor feed streams 10, 20 have different mass flows, the flare system should be sized to handle the relief load generated by the compressor feed streams 10, 20 having a larger mass flow. is there. In general, if the safety criteria is set for
好ましい実施形態では、少なくとも圧力リリーフ弁250は、第1の安全規準によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られる。
In a preferred embodiment, at least the
さらなる実施形態では、圧力リリーフ弁250は、第1の安全規準によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られ、同時にフレアシステム300のサイズは、第1の安全規準によって発生されるリリーフ流れよりも大きな流れを受け入れるに十分な大きさであり得る。このような状況は、フレアシステム300がフレアシステム300の容量に対して限定的な例を与える1つまたは複数の他の処理装置と共用される、すなわち他の処理装置が第1の安全規準によって発生される流れよりも大きなフレア容量を必要とする場合に起こり得る。これは、たとえば、本明細書において開示される方法および装置がLNG液化プラントで主冷媒圧縮機を保護するのに使用され、そこではフレアシステムが限定的な例になるプロパン予冷段階からリリーフ負荷を受け入れるような寸法で作られる場合に起こり得る。
In a further embodiment, the
圧力リリーフ弁250が第1の安全規準によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られるさらなる実施形態では、フレアシステム300は、第1の安全規準によって発生されるリリーフ流れよりもより少量を受け入れるような寸法に作られ得る。この場合には、閉塞された出口事象が発生することになり、圧力リリーフ弁250が開くことになるならば、封じ込めによる損失に対する保護が実現されることになる。しかしながら、第1の安全規準によって発生されるリリーフ流れは、フレアシステム300の容量を超えることになり、それにより、フレアスタックなどのフレアシステム300への過度のフレアリング(flaring)、および潜在的な熱放射損傷になる。
In a further embodiment where the
他の実施形態では、圧力リリーフ弁250とフレアシステム300は共に、第1の安全規準によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるための最少サイズを有する。
In other embodiments, both the
第1の安全規準が閉鎖できないm個の弁を有し、数値mが供給弁の総数nよりも小さい場合、リリーフ流れを受け入れるように構成される圧力リリーフ弁250およびフレアシステム300のうちの1つまたは両方のサイズは、圧縮機供給流10、20のすべての組み合わせによるリリーフ負荷を受け入れるような寸法に作られる圧力リリーフ弁および/またはフレアシステムに比べて小さくされ得ることが明らかである。このことは、より小さな圧力リリーフ弁およびフレアシステム、特にフレアスタックがより大きなサイズのユニットよりもかなり安価であるので、大きなCAPEX節約を発生することができる。
If the first safety criterion has m valves that cannot be closed and the value m is less than the total number n of supply valves, one of the
したがって、本明細書において開示されるすべての態様に適用できる、さらなる好ましい実施形態では、圧力リリーフ弁250およびフレアシステム300のうちの1つまたは両方は、第1の圧縮機100でのn個の圧縮機供給流10、20の圧縮から発生される流れよりもより少量を受け入れるような寸法に作られ得る。さらにより好ましくは、圧力リリーフ弁250およびフレアシステム300のうちの1つまたは両方は、第1の安全規準によって発生される少なくともリリーフ流れのリリーフ流れ、および第1の圧縮機100でのn個の圧縮機供給流10、20のすべての圧縮から発生される流れよりもより少量を受け入れるような寸法に作られ得る。
Accordingly, in a further preferred embodiment that is applicable to all aspects disclosed herein, one or both of the
他の実施形態では、圧力リリーフ弁250およびフレアシステム300のうちの1つまたは両方は、第1の安全規準によって発生されるリリーフ流れをせいぜい実質的に受け入れるような寸法に作られ得る。たとえば、圧力リリーフ弁250およびフレアシステム300のうちの1つまたは両方は、第1の安全規準によって発生されるリリーフ流れのせいぜい好ましくは120%、より好ましい110%、さらに好ましくは105%を受け入れるような寸法に作られ得る。
In other embodiments, one or both of
他の方法を見ると、本明細書において開示される方法および装置はフレアシステムが圧縮機供給流のすべてから発生される全リリーフ負荷を処理するように設計される設備に導入される場合、フレアシステム容量は、第1の安全規準で閉鎖できない供給流弁の数mが供給流弁の総数nよりも小さいとき、他の目的のために自由にされ得ることが有利である。 In view of other methods, the method and apparatus disclosed herein may be used when a flare system is installed in a facility designed to handle the entire relief load generated from all of the compressor feed stream. Advantageously, the system capacity can be freed for other purposes when the number m of feed flow valves that cannot be closed by the first safety criterion is smaller than the total number n of feed flow valves.
第1のバリアシステムは、器械保護機能(Instrumentive Protective Function)(IPF)によって設けられ得る。これは、第1の圧縮機100の閉塞された出口事象の第1の指標を監視する第1の監視装置P1、および第1のコントローラXC1を備える。第1の指標は、圧縮された吐出流150の選択された吐出圧力、圧縮された吐出流150の選択された吐出温度、第1の圧縮機100の選択された出力、1つまたは複数の圧縮機供給流10、20の選択された吸入圧力、および1つまたは複数の圧縮機供給流10、20の選択された吸入温度を含むグループのうちの1つまたは複数であることができる。第1の監視装置P1は、閉塞された出口事象の第1の指標である圧力、温度または圧縮機出力などの第1の選択された値によって設定されることができる。第1の選択された値が検出されると、第1の監視装置P1は、第1のコントローラXC1に第1の信号を送信することができる。
The first barrier system may be provided by an Instrumental Protective Function (IPF). This comprises a first monitoring device P1 that monitors a first indicator of a blocked outlet event of the
たとえば、第1の監視装置P1は、圧縮された吐出流150内の圧力センサであることができる。圧力が閉塞された出口事象を表す第1の選択された値に達すると、第1の信号が、第1のコントローラXC1に送信される。
For example, the first monitoring device P1 can be a pressure sensor in the
閉塞された出口事象が生じていることを表す第1の信号を受信すると、第1のコントローラXC1は、電気的に作動される弁であり得る圧縮機供給弁12、22に第1の指示信号を送信することができ、それらの閉鎖を指示する。
Upon receiving a first signal indicating that a closed outlet event is occurring, the first controller XC1 sends a first indication signal to the
さらに、第1のコントローラXC1は、電気的に作動される弁であり得るリサイクル弁112、122に第2の指示信号を送信することができ、サージを防ぐために第1の圧縮機100の入口18、28に圧縮された吐出流120のリサイクルを可能にするようにそれらの開放を指示する。しかしながら、第1のバリアシステムは、サージに対して第1の圧縮機を保護することができる任意のシステム、または高い吐出温度、振動等に対して第1の圧縮機を保護することができる他のシステムから完全に独立していることが好ましい。
Furthermore, the first controller XC1 can send a second indication signal to the
成功した場合、第1のバリアシステムは、第1の圧縮機100の出口105において圧力のさらなる増加を防ぐことができる。これは、圧縮機供給弁12、22のうちのすべてが指示される通りにうまく閉鎖する場合に起こる。
If successful, the first barrier system can prevent further increases in pressure at the
圧縮機供給弁のうちの1つまたは複数が閉鎖できない場合、第1の圧縮機吐出圧力は、任意の第2のバリアシステムが係合するか、または圧力リリーフ弁250が開くまで増加し得る。
If one or more of the compressor supply valves cannot be closed, the first compressor discharge pressure can be increased until any second barrier system is engaged or the
本明細書において開示される第2のバリアシステムは、第1のバリアシステムから独立していることが好ましい。また、第2のバリアシステムは、サージ保護システムなどの任意の圧縮機保護システムから独立しているべきである。第2のバリアシステムの目的は、第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第2の指標が検出される場合に第1の圧縮機100の圧縮出力を低減することである。これは、第1の圧縮機100の運転が停止されるように、第1の圧縮機の圧縮出力をゼロまで低減することを含むことができる。
The second barrier system disclosed herein is preferably independent of the first barrier system. The second barrier system should also be independent of any compressor protection system such as a surge protection system. The purpose of the second barrier system is to reduce the compression output of the
第2のバリアシステムは、第1の圧縮機100の閉塞された出口事象の第2の指標を監視する。第2の指標は、圧縮された吐出流150の選択された吐出圧力、圧縮された吐出流150の選択された吐出温度、第1の圧縮機100の選択された出力、1つまたは複数の圧縮機供給流10、20の選択された吸入圧力、および1つまたは複数の圧縮機供給流10、20の選択された吸入温度を含むグループのうちの1つまたは複数であることができる。
The second barrier system monitors a second indicator of a blocked outlet event of the
第2の指標は、上で説明された第1の指標と同じであるか、またはそれと異なることができる。さらに、第1の指標および第2の指標は、温度、圧力、または第1の圧縮機出力などの同じ特性を測定できるが、異なる値であるように選択されることができる。したがって、第2の指標の選択は、第1のバリアシステムと同じ条件下で、たとえば、同じ作動規準が両方のシステムに使用される場合には第1のバリアシステムの前、または第1のバリアシステムの後に作動するように構成される第2のバリアシステムを設けることができる。たとえば、第1の圧縮機100の閉塞された出口事象の第1の指標および第2の指標は、圧縮された吐出流150の同じまたは異なる圧力レベルの形で選択され得る。
The second indicator can be the same as or different from the first indicator described above. Further, the first and second indicators can be selected to be the same value, such as temperature, pressure, or first compressor output, but different values. Thus, the selection of the second indicator is under the same conditions as the first barrier system, eg, before the first barrier system if the same operating criteria are used for both systems, or the first barrier. A second barrier system can be provided that is configured to operate after the system. For example, the first and second indications of the blocked outlet event of the
第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第2の指標を検出すると、第1の圧縮機100の圧縮出力の低減が指示される。好ましい実施形態では、圧縮出力は、ゼロまで低減されるように指示される。
Upon detecting a second indicator of a blocked outlet event of the first compressor, a reduction in the compression output of the
第1の圧縮機100は、図1に示されるように電気駆動装置であり得る第1の駆動装置200によって機械的に駆動されることができる。あるいは、圧縮機100は、ガスタービンまたは蒸気タービン(図示せず)によって機械的に駆動されることができる。圧縮出力の低減は、次の手順、すなわち第1の駆動装置200の速度を低下させること、および第1の駆動装置200への出力の供給を低減することのうちの1つまたは複数によって実現され得る。
The
第1の駆動装置200が電気駆動装置である場合は、第1の駆動装置に供給される電気出力が低減されることができ、または、圧縮出力をゼロまで低減することが望まれる場合は、第1の駆動装置に電気動力を供給する回路が、図1でスイッチ210によって示されるように切られ得る。
If the
第1の圧縮機100がガスタービンまたは蒸気タービンによって機械的に駆動される場合は、ガスタービンへの燃料の供給、または蒸気タービンへの蒸気の供給が低減されることができ、それによって、第1の駆動装置の速度を低下することができる。所望ならば、燃料または蒸気の供給が完全に停止され、第1の駆動装置200を停止し、それによって第1の圧縮機100の運転を停止することもできる。
If the
第1の圧縮機100の出力の低減は、圧縮機の出口105で圧力のさらなる増加を防ぐことができる。
The reduction in the output of the
第2のバリアシステムは、器械保護機能(Instrumentive Protective Function)(IPF)によって設けられ得る。これは、第1の圧縮機100の閉塞された出口事象の第2の指標を監視する第2の監視装置P2、および第2のコントローラXC2を備える。第2の監視装置P2は、閉塞された出口事象の第2の指標である圧力、温度または圧縮機出力などの第2の選択された値によって設定されることができる。第2の選択された値が検出されると、第2の監視装置P2は、第2のコントローラXC2に第2の信号を送信することができる。
The second barrier system can be provided by an Instrumental Protective Function (IPF). This comprises a second monitoring device P2 for monitoring a second indicator of a blocked outlet event of the
たとえば、第2の監視装置P2は、圧縮された吐出流150内の圧力センサであることができる。第1のバリアシステムからの独立を実現するために、第2の監視装置P2は、第1の監視装置P1と別個の装置であることが好ましい。圧力が第2の選択された値に達すると、第2の信号が、第2のコントローラXC2に送信され、閉塞された出口事象が生じていることを示す。
For example, the second monitoring device P2 can be a pressure sensor in the
第2の信号を受信すると、第2のコントローラXC2は、第1の圧縮機出力を低減するように適切なユニットに第3の指示信号を送信することができる。たとえば、第3の指示信号は、ガスタービンまたは蒸気タービンの第1の駆動装置200への燃料または蒸気の流れをそれぞれ制限するように、弁、好ましくは電磁弁などの電気的に作動される弁に送信されることができる。第1の駆動装置200が電動機であるならば、この場合、第3の指示信号は、出力を低減するように電動機に、または電気駆動装置に供給される電気出力を低減するように配電系統に、または駆動装置を完全に停止することが意図される場合には電気駆動装置の出力回路の電気スイッチ210に供給され得る。
Upon receipt of the second signal, the second controller XC2 may send a third indication signal to an appropriate unit to reduce the first compressor output. For example, the third indicating signal may be an electrically operated valve, such as a valve, preferably a solenoid valve, to limit the flow of fuel or steam to the gas turbine or steam turbine first drive 200, respectively. Can be sent to. If the
好ましい実施形態では、第2のバリアシステムは、第1のバリアシステムと組み合わさって作動される。たとえば、閉塞された出口事象の第1の指標が、第2の指標のそれの前に発生することになるようなレベルに、たとえば第2の指標よりも低い第1の圧縮機の吐出圧力に設定されるならば、この場合、閉塞された出口事象の第1の指標を検出すると、圧縮機供給弁12、22は、閉鎖するように指示される。圧縮機供給弁12、22のうちのすべてがうまく閉鎖するならば、この場合、第1の圧縮機100の出口105における圧力の任意のそれ以上の増加は起こり得ず、第1のバリアシステムは、うまく作動している。
In a preferred embodiment, the second barrier system is operated in combination with the first barrier system. For example, to a level such that a first indicator of a clogged outlet event will occur before that of the second indicator, eg, to a discharge pressure of the first compressor that is lower than the second indicator. If set, in this case, the
しかしながら、圧縮機供給弁12、22のうちの1つまたは複数が閉鎖できない場合、第1の圧縮機100の出口105における圧力は、閉塞された出口事象の第2の指標に達するまで引き続き上昇する。第2の指標に達すると、第2のバリアシステムは作動し、第1の圧縮機出力の低減を指示する。指示は、第1の圧縮機出力をゼロまで低減させるように与えられることがより好ましい。
However, if one or more of the
ガスタービンまたは蒸気タービンの第1の駆動装置の場合は、指示は、蒸気制御弁およびトリップ弁などの、それぞれ燃料ガスまたは蒸気流れ内の1つまたは複数の弁を閉鎖するように送信される。同様に、第1の駆動装置200が電動機である場合、指示は、第1の駆動装置200へ動力を供給する電気回路を切るように、1つまたは複数のスイッチ210を切るように送信され得る。これらの弁のうちの少なくとも1つがうまく閉鎖するか、またはスイッチ210がうまく切られる場合、第1の駆動装置200は停止し、第1の圧縮機100は、運転を停止する。第1の圧縮機の吐出における圧力の任意のそれ以上の増加は停止される。
In the case of a gas turbine or steam turbine first drive, the indication is sent to close one or more valves in the fuel gas or steam flow, respectively, such as a steam control valve and a trip valve. Similarly, if the
第1のバリアシステムおよび第2のバリアシステムの組み合わせは、閉塞された出口事象の後に設計圧力を超えて圧縮機の出口で圧力が増加する確率の大きな低下になり得る。 The combination of the first barrier system and the second barrier system can be a significant decrease in the probability that the pressure at the outlet of the compressor will increase beyond the design pressure after a closed outlet event.
圧力リリーフ弁250の第1の設定圧力は、圧力リリーフ弁250が開かれる前に供給弁12、22の閉鎖が指示されることを確実にするように、第1の指標のそれを超えたレベルに設定されるべきである。
The first set pressure of the
好ましい実施形態では、圧力リリーフ弁250の第1の設定圧力は、第1のバリアシステムの閉塞された出口事象の第1の指標、および第2のバリアシステムが存在する場合には任意の第2の指標を超えたレベルに設定される。
In a preferred embodiment, the first set pressure of the
第1の安全規準を依然として満たしているが供給弁12、22のうちのすべてが閉鎖するとは限らない場合、たとえば、これが、閉鎖できない供給弁12、22のうちの1つに設定され、随意の第2のバリアシステムが第1の圧縮機100の出力を低減する際に不成功に終わったならば、この場合、第1の圧縮機の出口105における圧力は、圧力リリーフ弁250の第1の設定圧力に達するまで引き続き上昇し、その圧力点で圧力リリーフ弁250は開き、圧縮された吐出流150のうちの少なくとも一部は、継続する圧縮された流れ160としてフレアシステム300に通され、いかなるさらなる圧力増加も予想されない。
If the first safety criterion is still met, but not all of the
本明細書において開示される方法および装置の利点は、LNG輸出設備を参照して例示され得る。LNG輸出設備のフレアシステムのサイズは、予冷圧縮機の閉塞された出口の間中に対処されなければならないリリーフ負荷によって決定される。この事例によるリリーフ負荷が約50%低減され得るならば、この場合、他のリリーフ負荷の事例が、フレアシステムのサイズを支配することになる。いくつかの状況では、これは、約180mから120mにフレア高さの減少を可能にし、大きなサイズおよび重量の低減を示している。 The advantages of the methods and apparatus disclosed herein may be illustrated with reference to an LNG export facility. The size of the LNG export facility flare system is determined by the relief load that must be addressed during the blocked outlet of the precooled compressor. If the relief load due to this case can be reduced by about 50%, then the other relief load case will dominate the size of the flare system. In some situations, this allows a reduction in flare height from about 180m to 120m, indicating a large size and weight reduction.
海洋LNGプラントのような空間が制限される一定の状況では、このことは、海洋船または海洋プラットフォーム建造物の大きな経費節約を示す。 In certain situations where space is limited, such as offshore LNG plants, this represents a significant cost savings for offshore ships or offshore platform structures.
好ましい実施形態では、本明細書において開示される方法および装置は、浮遊船、海洋プラットフォームまたはケーソン上での設置に特に適している。浮遊船は、一般に少なくとも船体を有し、通常、「タンカー」などの船の形をとった任意の可動または係留船であることができる。 In preferred embodiments, the methods and apparatus disclosed herein are particularly suitable for installation on a floating ship, offshore platform or caisson. A floating ship generally has at least a hull and can be any movable or moored ship, usually in the form of a ship such as a “tanker”.
このような浮遊船は、任意の寸法からなることができるが、通常、細長いものである。浮遊船の寸法は、海では制限されないが、浮遊船のための建物設備および保全設備は、このような寸法を制限し得る。したがって、本明細書において開示される1つの実施形態では、浮遊船または海洋プラットフォームは、現存する造船設備および保全設備に収容されることができるように、長さが500mなど、600mよりも短く、80mなど、100mよりも短い梁である。 Such a floating ship can be of any size but is usually elongated. The dimensions of a floating ship are not limited at sea, but building and maintenance equipment for floating ships may limit such dimensions. Thus, in one embodiment disclosed herein, a floating ship or offshore platform is shorter than 600m, such as 500m long, so that it can be accommodated in existing shipbuilding and maintenance facilities, It is a beam shorter than 100 m, such as 80 m.
また、海洋プラットフォームは、可動であることもできるが、一般に、浮遊船よりも一層恒久的に設置可能である。また、海洋プラットフォームは、浮遊することができ、また、任意の適切な寸法を有することができる。 The offshore platform can also be movable but can generally be installed more permanently than a floating ship. The offshore platform can also be suspended and can have any suitable dimensions.
図1で説明される概念を、2つ以上の圧縮機供給流が存在する他の実施形態に拡張され得る手法が明らかになる。好ましい実施形態では、本明細書において開示される方法および装置は、4つの圧縮機供給流を有する冷媒圧縮機に適用され得る。 It will be apparent how the concept illustrated in FIG. 1 can be extended to other embodiments in which there are two or more compressor feed streams. In preferred embodiments, the methods and apparatus disclosed herein can be applied to refrigerant compressors having four compressor feed streams.
図2は、第1の圧縮機100には4つの圧縮機供給流10、20、30、40が設けられる実施形態を示している。図2に示される機構は、米国特許第4,404,008号明細書に開示されているプロパン冷媒予冷、混合冷媒メイン冷却システム(C3MR)のプロパン予冷段階のような簡単化された冷媒回路を表す。
FIG. 2 shows an embodiment in which the
第1の圧縮機100は、第1の入口18、第2の入口28、第3の入口38および第4の入口48においてそれぞれ第1の圧縮機供給流10、第2の圧縮機供給流20、第3の圧縮機供給流30および第4の圧縮機供給流40によって供給される冷媒圧縮機であることができる。第1の圧縮機100は、出口105において圧縮された冷媒吐出流として圧縮された吐出流150を供給する。簡単に説明するために、図2では、いかなるリサイクル流も示されていない。
The
この実施形態では、本明細書において開示される方法は、(a)第1の圧縮機100の第1の入口18へ第1の圧縮機供給弁12を有する第1の圧縮機供給流10を通過させるステップと、第1の圧縮機100の第2の入口28へ第2の圧縮機供給弁22を有する第2の圧縮機供給流20を通過させるステップと、第1の圧縮機100の第3の入口38へ第3の圧縮機供給流弁32を有する第3の圧縮機供給流30を通過させるステップと、第1の圧縮機100の第4の入口48へ第4の圧縮機供給流弁42を有する第4の圧縮機供給流40を通過させるステップと含む。
In this embodiment, the method disclosed herein comprises (a) a first
圧縮の後に、圧縮された冷媒吐出流150は、閉塞された出口事象を発生する場合がある1つまたは複数の冷却装置、弁350、550、アキュムレータ500および/または熱交換器600を通過され得る。
After compression, the compressed
図2は、制御された圧縮された冷媒流れ360を供給するように、吐出隔離弁350を通過している圧縮された吐出流150を示している。吐出隔離弁350が閉鎖位置で作動しなくなる場合、圧縮機の閉塞された出口事象が発生することになる。
FIG. 2 shows a
次いで、制御された圧縮された冷媒流れ360は、冷却された冷媒流れ410を供給するように、空気または水クーラなどの1つまたは複数の冷却装置400で冷却され得る。冷却された冷媒流れ410は、炭化水素流などの流れ620を直接冷却するのに使用されることができ、または、最後に冷却を行うことができる冷却された冷媒流れ410から得られる流れであるように、冷却ステップの前にさらに処理され得る。冷却された冷媒流れは、少なくとも部分的に凝縮されることが好ましく、本来完全に凝縮されることがより好ましく、それによって、凝縮される冷媒の少なくとも一部が、流れ620に対して蒸発され、それによって、熱が流れ620から取り出される。
The controlled compressed
冷却装置400のうちの1つでの冷却不良は、凝縮能力の損失、および圧縮機の出口105における圧縮された吐出流150の圧力の増加になる。このような冷却不良は、冷却水流れなどの冷却装置400への冷却流れがうまく作動しないと生じ得る。これが、閉塞された出口事象を生じ得る。
Poor cooling in one of the
さらに、また、凝縮器内などの任意の冷却装置400内の不活性材料の蓄積が閉塞された出口事象をもたらすことがある。このような不活性材料は、たとえば、第1の圧縮機100と流体連通しているコイル巻かれた熱交換器などの、熱交換器600内で管破断によって発生することがある。
In addition, also, the accumulation of inert material in any
冷却された冷媒流れ410は、アキュムレータ吐出流510を供給し得る集積装置500に通過され得る。アキュムレータ吐出流510は、制御されたアキュムレータ吐出流560を供給するように、アキュムレータ吐出隔離弁550を通過され得る。万一アキュムレータ吐出隔離弁550が閉鎖位置で作動しなくなるとすれば、閉塞された出口事象が発生する可能性がある。
The cooled
制御されたアキュムレータ吐出流560は、1つまたは複数の熱交換器600に通過され得る。1つより多い熱交換器600がある場合には、このような熱交換器は、直列または並列に配置されることができ、たとえば熱交換器600が異なる圧力にある場合には膨張の後に、制御されたアキュムレータ吐出流510から得られる流れによって供給され得る。C3MRプロセスのプロパン予冷段階では、4つの熱交換器600が、直列に配置され、それぞれが、4つの圧縮機供給流10、20、30、40を供給するように異なる圧力で作動する。図2は、簡単に説明するために単一の熱交換器600だけが示されている。
The controlled
制御されたアキュムレータ吐出流560は、冷却された炭化水素流630、および/または冷却された冷媒流れ(図示せず)、および加熱された冷媒流れ610を供給するように、炭化水素流620、および/または熱交換器600内の他の冷媒流れ(図示せず)に対して熱交換され得る。加熱された冷媒流れ610は、圧縮された第1の供給流10、第2の供給流20、第3の供給流30または第4の供給流40として第1の圧縮機100に戻される前に、さらに処理され得る。
The controlled
本明細書において開示される方法および装置は、冷却された炭化水素流630が、たとえば−35℃の温度の予冷天然ガス流などの冷却された天然ガス流、または部分的にもしくは完全に液化された天然ガス流であることができるように、LNGプラントで使用されることが好ましい。また、混合冷媒流れなどの冷却された冷媒流れは、1つまたは複数の熱交換器600によって供給され得る。
The methods and apparatus disclosed herein allow a cooled
天然ガスは、大部分はメタンからなっている。メタンに加えて、天然ガスは、通常、二酸化炭素、硫黄、硫化水素および他の硫黄化合物、窒素、ヘリウム、水、他の非炭化水素酸性ガス、エタン、プロパン、ブタン、C5+炭化水素および芳香族炭化水素を含むがこれらに限定されない、多少の重質な炭化水素および不純物を含む。これらのおよび任意の他の共通または知られている重質な炭化水素および不純物は、メタンを液化する通常知られている方法、特にメタンを液化する最も有効な方法を妨げまたは邪魔をする。炭化水素を液化する、特に天然ガスを液化する最も知られているまたは提案されている方法は、液化プロセスの前に重質な炭化水素および不純物の少なくとも大部分のレベルを可能な限り低減することを基礎としている。 Natural gas consists mostly of methane. In addition to methane, natural gas is typically carbon dioxide, sulfur, hydrogen sulfide and other sulfur compounds, nitrogen, helium, water, other non-hydrocarbon acid gases, ethane, propane, butane, C 5 + hydrocarbons and Includes some heavy hydrocarbons and impurities, including but not limited to aromatic hydrocarbons. These and any other common or known heavy hydrocarbons and impurities interfere with or interfere with the commonly known methods of liquefying methane, particularly the most effective methods of liquefying methane. The best known or proposed method of liquefying hydrocarbons, in particular natural gas, reduces as much as possible the level of heavy hydrocarbons and impurities prior to the liquefaction process. Based on.
メタンおよび通常エタンよりも重質な炭化水素は、通常、天然ガス流からの天然ガス液(NGLs)として凝縮され、回収される。メタンは、通常、高圧スクラブ塔でNGLsから分離され、次いで、NGLsは、それ自体が蒸気生成物として、または液化に使用するためにたとえば冷媒の成分として貴重な炭化水素生成物を生成するように、いくつかの専用蒸留塔でその後分留される。 Hydrocarbons that are heavier than methane and usually ethane are usually condensed and recovered as natural gas liquids (NGLs) from natural gas streams. Methane is usually separated from NGLs in a high-pressure scrub column so that the NGLs produce valuable hydrocarbon products as vapor products themselves or as components of refrigerants for use in liquefaction, for example. And then fractionally distilled in several dedicated distillation columns.
万一閉塞された出口事象が第1の圧縮機100に対して発生するとすれば、閉塞された出口事象の第1の指標は、第1の監視装置P1によって検出される。たとえば、閉塞された出口事象を表すレベルの圧力が、圧縮された冷媒吐出流150と連通している第1の圧力センサP1によって検出される。次いで、第1のバリアシステムが、第1の圧縮機供給弁12、第2の圧縮機供給弁22、第3の圧縮機供給弁32、および第4の圧縮機供給弁42の閉鎖を指示する。
If a blocked outlet event occurs for the
したがって、図2の実施形態の方法では、ステップ(d)は、第1の圧縮機100の閉塞された出口事象の第1の指標が検出される場合に、第1の圧縮機供給弁12、第2の圧縮機供給弁22、第3の圧縮機供給弁32、および第4の圧縮機供給弁42の閉鎖を指示するステップを含む。
Thus, in the method of the embodiment of FIG. 2, step (d) includes the first
5つの第1の安全規準は、開示される冷凍システムに適用できることがあり、そこでは、4つの供給弁12、22、32、42のうちのいずれもが閉鎖でき、1個、2個、3個、または4個は閉鎖できない。どの安全規準が選択されるべきかは、これらのシナリオが発生する確率に依存する。
Five primary safety standards may be applicable to the disclosed refrigeration system, where any of the four
万一供給弁のうちの1つまたは複数が開いたままである確率が許容できるほどに低いとすれば、この場合、第1の安全規準は、閉鎖できない0個の弁に設定されることもでき、装置は、圧力リリーフ弁250またはフレアシステム300なしで設けられる。
If the probability that one or more of the supply valves remains open is low enough to be acceptable, then in this case the first safety criterion can be set to zero valves that cannot be closed. The device is provided without a
万一供給弁のうちの2個以上が開いたままである確率が許容できるほどに低いが、供給弁のうちの1個が開いたままである確率が容認できないほど高いとすれば、この場合、第1の安全規準は、閉鎖できない1個の供給弁に設定されることができ、フレアシステム300は、最大流量を有する圧縮機供給流によって発生される流れを受け入れるような寸法に作られる。
If the probability that two or more of the supply valves remain open is low enough to be acceptable, but the probability that one of the supply valves remains open is unacceptably high, then One safety criterion can be set for a single supply valve that cannot be closed, and the
万一供給弁のうちの3個以上が開いたままである確率が許容できるほどに低いとすれば、この場合、第1の安全規準は、閉鎖できない2個の供給弁に設定されることができ、フレアシステム300は、2個の最大流量を有する2個の圧縮機供給流によって発生される流れを受け入れるような寸法に作られる。このようなフレアシステム300は、先のパラグラフの実施形態のそれよりも大きいが、最大流量を有する3個または4個の圧縮機冷媒供給流10、20、30によって発生される流れを処理するような寸法に作られるフレアシステムよりもさらに小さいことが明らかである。
If the probability that three or more of the supply valves remain open is low enough to be acceptable, in this case, the first safety criterion can be set to two supply valves that cannot be closed. The
万一供給弁のうちの4個すべてが開いたままである確率が許容できるほどに低いとすれば、この場合、第1の安全規準は、閉鎖できない3個の供給弁に設定されることができ、フレアシステム300は、3つの最大流量を有する3個の圧縮機供給流によって発生される流れを受け入れるような寸法に作られる。このようなフレアシステム300は、先のパラグラフの実施形態のそれよりも大きいが、4個の圧縮機冷媒供給流10、20、30、40によって発生される流れを処理するような寸法に作られるフレアシステムよりもさらに小さいことが明らかである。
If the probability that all four of the supply valves remain open is acceptably low, then the first safety criterion can be set for three supply valves that cannot be closed. The
あるいは、万一供給弁のうちの4個すべてが閉鎖できない確率が容認できないほど高いとすれば、この場合、第1の安全規準は、閉鎖できないすべての4個の供給弁に設定されることができ、フレアシステム300は、4個の圧縮機供給流による全流を処理するような寸法に作られる。
Alternatively, if the probability that all four of the supply valves cannot be closed is unacceptably high, in this case, the first safety criterion may be set for all four supply valves that cannot be closed. The
万一4個の供給弁12、22、32、42のうちのいずれもが、第1のバリアシステムの指示をうけて閉鎖できないとすれば、冷媒圧縮機100の出口105における圧力は、引き続き上昇する。第2のバリアシステムが、第1の指標の後に発生するように選択される第2の指標のために存在する場合、次に、閉塞された出口事象の第2の指標が、検出される。第2の監視装置P2が圧縮された冷媒吐出流150と連通している圧力センサであるならば、この場合、これは、第1の指標のそれよりも高い圧力に達すると発生するように設定されることになる。
Should any of the four
図2は、制御弁220およびトリップ弁230を通過する高圧蒸気流れ240によって動力を供給される蒸気タービン200bを示している。第2のバリアシステムによって閉塞された出口事象を検出すると、第3の指示信号が、制御弁220およびトリップ弁230を閉鎖するように第2のコントローラXC2から送信され得る。万一これらの弁のいずれもが閉鎖するとすれば、高圧蒸気流れ240は、蒸気タービン200bに達することを阻止され、タービンが停止され、それによって第1の冷媒圧縮機100を停止する。
FIG. 2 shows a
他の実施形態では、蒸気タービン200bは、蒸気タービン200bの蒸気凝縮器240の冷却負荷を逃がすことによって停止されることができ、それによって、第1の冷媒圧縮機100への出力を低減する。
In other embodiments, the
第2のバリアシステムが成功したとすれば、第1の冷媒圧縮機100の出口105における圧力の任意のそれ以上の増加が、阻止される。圧力リリーフ弁250の開放は、第1の圧縮機100および関連する回路のインベントリー(inventory)のいかなるフレアリングも発生しないように回避され得る。
If the second barrier system is successful, any further increase in pressure at the
第1の安全規準を依然として満たしているが第1のバリアシステムおよび第2のバリアシステムが不成功に終わったならば、この場合、その設定点圧力に達すると圧力リリーフ弁230が開き、冷媒供給流10、20、30、40からの流れに等しい圧縮された冷媒を通過させ、供給弁12、22、32、42は、フレアシステム300に対して開いたままでいる。
If the first safety criteria is still met, but the first and second barrier systems are unsuccessful, then the
当業者は、添付の特許請求の範囲の範囲を逸脱することなく多くのさまざまな方法により、本発明が実施され得ることを理解する。たとえば、本発明は、特に開示された冷媒回路だけでなく任意の圧縮機システムに利用され得ることが明らかである。さらに、2個および4個の圧縮機供給流を利用する実施形態を詳細に説明したが、本発明はまた、1つまたは複数の圧縮機供給流を有する任意の圧縮機にも適用され得る。 Those skilled in the art will appreciate that the present invention may be implemented in many different ways without departing from the scope of the appended claims. For example, it will be apparent that the present invention can be utilized in any compressor system, not just the disclosed refrigerant circuit. Furthermore, while embodiments that utilize two and four compressor feed streams have been described in detail, the present invention can also be applied to any compressor having one or more compressor feed streams.
Claims (15)
(a)1つまたは複数の圧縮機供給流を第1の圧縮機の1つまたは複数の入口に通過させ、各圧縮機供給流が圧縮機供給弁を通過するステップと、
(b)第1の圧縮機の出口において圧縮された吐出流を供給するように第1の圧縮機で1つまたは複数の圧縮機供給流を圧縮するステップと、
(c)第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第1の指標を監視するステップと、
(d)第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第1の指標を検出すると、圧縮機供給弁の閉鎖を指示するステップとを少なくとも含む、方法。 A method of operating a compressor to reduce a relief load during a blocked outlet event, comprising:
(A) passing one or more compressor feed streams to one or more inlets of the first compressor, each compressor feed stream passing through a compressor feed valve;
(B) compressing one or more compressor feed streams with a first compressor to provide a compressed discharge stream at an outlet of the first compressor;
(C) monitoring a first indicator of a clogged outlet event of the first compressor;
And (d) detecting at least a first indicator of a closed first outlet event of the first compressor, indicating closing of the compressor supply valve.
ステップ(c)では、第1の監視装置が、第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第1の指標を監視し、さらに
(e)圧縮機供給弁のうちのm個が、ステップ(d)において閉鎖できない第1の安全規準を設け、mが、0からnまでの範囲の整数であるステップを含む、請求項1に記載の方法。 In step (a), there are n compressor feed streams that pass through n compressor feed valves, where n is an integer greater than or equal to 1,
In step (c), a first monitoring device monitors a first indicator of a closed first outlet event of the first compressor, and (e) m of the compressor supply valves are The method of claim 1, comprising providing a first safety criterion that cannot be closed in d), wherein m is an integer ranging from 0 to n.
前記圧力リリーフ弁が、フレアシステムに接続され、
前記圧力リリーフ弁および前記フレアシステムのうちの1つまたは両方が、第1の安全規準によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られ、その中では圧縮機供給弁のうちのm個が、ステップ(d)で閉鎖できず、mが、1からnまでの範囲の整数である、請求項2に記載の方法。 (F) providing a pressure relief valve in fluid communication with the compressed discharge flow, wherein the pressure relief valve is set to open at a first set pressure, Further comprising the step of reaching after the first indicator of the blocked exit event;
The pressure relief valve is connected to a flare system;
One or both of the pressure relief valve and the flare system are dimensioned to receive at least the relief flow generated by the first safety criteria, in which m of the compressor supply valves 3. The method of claim 2, wherein cannot be closed in step (d) and m is an integer in the range of 1 to n.
(h)第1の圧縮機の第2の指標を監視するステップ(第2の監視装置による閉塞された出口事象)と、
(i)第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第2の指標が検出される場合に、第1の圧縮機の圧縮出力の低減を指示するステップとをさらに含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 (G) driving the first compressor with the first driving device;
(H) monitoring the second index of the first compressor (blocked outlet event by the second monitoring device);
And (i) instructing a reduction in the compression output of the first compressor if a second indicator of a blocked outlet event of the first compressor is detected. The method as described in any one of.
(ii)第1の指標が、それが第2の指標の前に起こるように選択され、または、
(iii)第2の指標が、それが第1の指標の前に起こるように選択される、請求項5から8のいずれか一項に記載の方法。 (I) the first index and the second index are the same, or
(Ii) the first index is selected such that it occurs before the second index, or
9. A method according to any one of claims 5 to 8, wherein (iii) the second index is selected such that it occurs before the first index.
(j)冷却された冷媒流れを供給するように、圧縮された冷媒吐出流から得られる流れを冷却するステップと、
(k)冷却された冷媒流れ、または冷却された炭化水素流を供給するように炭化水素流もしくはさらなる冷媒流れに対してそれから得られる流れを熱交換するステップとを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。 The first compressor is a refrigerant compressor, the two or more compressor supply streams are refrigerant supply streams, the compressed discharge stream is a compressed refrigerant discharge stream, and (j) cooling Cooling the flow resulting from the compressed refrigerant discharge stream to provide a conditioned refrigerant stream;
(K) heat exchanging the cooled refrigerant stream or the resulting stream to a hydrocarbon stream or a further refrigerant stream to provide a cooled hydrocarbon stream. The method according to any one of the above.
圧縮された吐出流のための出口、および1つまたは複数の圧縮機供給流のための1つまたは複数の入口を有し、各圧縮機供給流が圧縮機供給弁を通過する第1の圧縮機と、
第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第1の指標を提供するように、第1の装置と連通しており、第1のコントローラが第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第1の指標を検出すると各圧縮機供給弁を閉鎖するための第1の信号を送信するように、各圧縮機供給弁とさらに連通している第1のコントローラとを少なくとも備えている、装置。 An apparatus for reducing a relief load during a compressor plugged outlet event,
A first compression having an outlet for a compressed discharge stream and one or more inlets for one or more compressor feed streams, each compressor feed stream passing through a compressor feed valve Machine,
A first controller is in communication with the first device to provide a first indication of a first compressor blocked outlet event, and a first controller is connected to the first compressor blocked outlet event. An apparatus comprising at least a first controller in further communication with each compressor supply valve so as to transmit a first signal to close each compressor supply valve upon detecting an index of one.
圧縮された吐出流と流体連通している圧力リリーフ弁であり、第1の設定圧力で開くような寸法に作られ、これは、第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第1の指標の後に到達される圧力リリーフ弁と、
圧力リリーフ弁と流体連通しているフレアシステムであり、圧力リリーフ弁およびフレアシステムのうちの1つまたは両方が、第1の安全規準によって発生されるリリーフ流れを少なくとも受け入れるような寸法に作られ、その中では圧縮機供給弁のうちのm個が、ステップ(d)で閉鎖できず、mが、1からnまでの範囲の整数であるフレアシステムとをさらに備える、請求項13に記載の装置。 There are n compressor feed streams that pass through n compressor feed valves, n is an integer greater than or equal to 1,
A pressure relief valve in fluid communication with a compressed discharge flow, dimensioned to open at a first set pressure, which is a first indicator of a closed outlet event of a first compressor A pressure relief valve reached after
A flare system in fluid communication with the pressure relief valve, wherein one or both of the pressure relief valve and the flare system are dimensioned to at least receive the relief flow generated by the first safety criterion; 14. The apparatus of claim 13, wherein m of the compressor supply valves cannot further be closed in step (d), and m further comprises a flare system in the range of 1 to n. .
第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第2の指標が検出されると第2のコントローラが、第1の圧縮機の圧縮出力を低減するための第3の信号を送信するように、第1の圧縮機の閉塞された出口事象の第2の指標を提供するための第2の装置と連通している第2のコントローラとをさらに備える、請求項13または14に記載の装置。 A first drive device mechanically connected to the first compressor to drive the first compressor;
The second controller transmits a third signal to reduce the compression output of the first compressor upon detection of a second indicator of a blocked outlet event of the first compressor; 15. The apparatus of claim 13 or 14, further comprising a second controller in communication with a second apparatus for providing a second indication of a blocked outlet event of the first compressor.
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