液化天然气BOG压缩机选型分析.pdf

第3 期 一 6 1一 液化夭然气B O G 压缩机选型分析 叶 忠志 ，张园星 1 ． 海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津 3 0 0 4 6 1 2 ． 海洋石油工程股份有 限公司检验 公司 ， 天津 3 0 0 4 5 2 [ 摘 要]L N G 接收站B O G - 缩机主要有立式迷宫式往复压缩机和卧式活塞环式往复压缩机，本文对两种压缩机在L N G 接收站 的选型应用进行 了分析，比较 了各 自的优缺点，对L N G 接收站的B O G 压缩机选型具有一定指导意义。 [ 关键词]B O G ；往复压缩机；迷宫密封；活塞环密封；选型 B OG压缩机被称为L NG接收站 的 “ 心脏 ”， 同时也是L NG接收站节能减排 的关键设备。BO G 压缩机 不断地把B OG压缩成液体来控制L NG低温 储 罐的压 力和温度 ，从而保证L NG储罐 的正常安 全运 行 。 BO G由L NG储罐 内的液化天然气 受热蒸发产 生 。蒸发量在L NG卸船期 间会产 生较 多，因此需 要进行回收利用 。BOG的回收一般有两种方式 一 是直接增压外输 ；另一种是增压再冷凝成L NG 即把低温的BOG气体压缩到较 低的压力 ，从再 冷凝器 的顶部靠下进入再冷凝器 ，罐 内泵输 出的 部分L NG从再冷凝器 的顶部靠 上喷入与B OG气体 充分混合 ，由于L NG J H 压后处于过冷状态 ，与蒸 发气混合可使蒸发气再冷凝成液态 ，通 过L NG高 压泵加压后再气化外输 。 B OG压缩机 的型式有往复式压缩机、离心 式 压缩机和轴流式压缩机 。L NG接收站一般选用往 复式 压缩机 处理蒸 发气 。压缩机 结构型式的选择 要考 虑 以下因素工艺流程 、介 质温度 、现场 条 件 、制造 方的系列构成等 。对于某一具体型式 的 压缩机 ，其结构形式的优劣是相对的。 1 B O G 压缩机的特点 BO G压缩机的主要特点有 1介 质 进 口温 度 非 常 低 ， 一 般 约 为 ． 1 6 O ℃ 2 介质为烃类气体 ，主要为 甲烷 ，属易燃 易爆气体； 3 进 口压力为微正压，出口压力一般较 高 根据工艺要求确 定，因此压缩机体积较大 ， 需要多级压缩才能实现； 4 要具有高可靠性 ，以满足稳定运行 的要 求； 5 具有可调节性 ，因B OG的产量是不确 定 的，因此要求多级控制调整排气量 。 2 往复压缩机的结构形式 往 复压缩机有 立式、卧式及 角度式三类 ，现 简要阐述立式和卧式压缩机的优缺点。 2 ． 1 立式压缩机 优点 1 立式压缩机 的气 缸中心线和地面垂直， 故气缸镜面不承受活塞组件的重力 ，十字头滑道 组件也不承受十字头组件 的重力；润滑油可均匀 布 置 ；立式 压 缩机 气缸 、活 塞密 封 、填料 磨损 小，工作寿命长 。 2 立 式压缩机 的负荷 使机身主 要产生 拉 伸和压缩应力 ，不会产生弯 曲应力 ，机身受力 简 单 ，所 以机身形状简单，壁厚可减薄，重量轻。 3 往复惯性力垂直作用在基础上，较 比水 平方 向作用基础时，易被基础接受。 4 占地面积小，高度高，压缩机房屋顶较 高。 5 具有较高 的抗基础不均匀沉 降能力 。重 心高，受地震影响大，基础要求较大 。 缺点 1 不适合大型高压场合 。要求厂房高，机 体 的稳定性差，巡查和检修不方便。 作者简介叶忠志 1 9 7 7 一，男，辽宁西丰人，硕士研究生。 海洋石油工程股份有限公司设计公司机械工程师。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 6 2 一 ■ 安全密封 石 油 和 化 工 设 备 2 0 1 3 年第 1 6 卷 2 管路布置不便 。 2 ． 2卧式压缩机 优 点 1 卧式压缩机 易接近性最佳，操作和维护 方便 。 2 工艺用大型卧式压缩机 的各种附属设备 和管路 ，可 以方便地 置于厂房底层 ，从而使 上层 厂房布置得简洁，巡检压缩机的主通道畅通 。 3 卧式压缩机 占地面积较大。 缺 点 1 一般 卧式压缩机惯性力平衡差 ，振动较 大、占地面积大、造价 高，活塞环易磨损 。 2 对称平 衡型压 缩机 填料 组件数 目较 大 ，较易 出现密封压差大 的高压填料 ；多曲拐 曲 轴 ，机身制造较 困难 。 3迷 宫密封和 活塞环密封 且 图l 迷宫密封原理图 3 ． 2活塞 环密封 活 塞环是用于密封活塞与气缸 间隙的元件 ， 它镶嵌在活塞 的环槽 内。工作时，在压差的作用 下 ，外缘 紧贴气缸镜面 ，背 向高压气 体一侧 的端 面 ，紧压在环槽的侧面上，如 图2 所示 。但普通的 活塞环都具有切 IZ l ，因此气体能从切 口泄漏；此 外 ，气缸 和活塞环 都有 圆度 ，存在圆柱公差 ，环 立式压缩机主要有迷 宫密封和 活塞环密封两 种形式，卧式压缩机多采用活塞环密封。 3 ． 1 迷 宫密封 在 沿 气 体泄 漏 间 隙 的长 度 上 ，做 成 一些 小 室，如 图1 所示 ，气体每进入一个小室 即进行 一 次 膨胀 ，每次膨胀使压力 降低 ，容积增大 。因通过 每个小室 的单位时间泄漏量是相 同的 ，故 当容积 增大时 ，流过截面相 同的间隙就要求有更大 的流 速 ，也即要求有更大 的压力 降，这样使得每个小 室 的压力 降越 来越 大，使气体 不能通 畅地泄漏 ， 因而达到密封的 目的。 迷宫密封有 以下优 点 1 可以实现完全无油润滑，特别适合处理 干净的气体及完全干燥 的气体 。 2 没有摩擦热损失，适合处理易燃易爆 的 气体 ，安全可靠性高 。 3 寿命长，适合连续运行，维修费用低。 。 高压区 - 。 I ∥ ⋯一～ l L I 一 一● l 一 一 r l 低压区 图2 活塞环密 原理图 槽 和环 的端 面有平面度 公差 ，这些都是泄漏的因 素 。因此，活塞环常常不是一道 ，而是多道 同时 使用 ，使气体每通 过一 一 次活塞环就达 到节流的作 用 ，达到减 少泄漏的 目的。活塞环气 缸压差实现 自密封，也是阻塞密封和节流密封 的组合 。 4立式迷宫压缩机S n l l, 式活塞环压缩机的比较 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m