彭超

中石油京唐液化天然氣有限公司 北京通州 101100

一、概述

由于唐山LNG項目采取的是BOG再冷凝工藝，為了滿足儲罐罐壓在設(shè)計允許的范圍內(nèi)穩(wěn)定不上漲，應(yīng)將接收站保冷循環(huán)和儲罐自蒸發(fā)的BOG冷凝后外輸。2014年3月10日9:00至14日03:30，中石油京唐液化天然氣有限公司針對接收站最小外輸工況進(jìn)行了測試。

二、測試原則

本次最小外輸量的測試以儲罐壓力在一天之類不上漲、同時再冷凝器和高壓泵的各運(yùn)行參數(shù)處于安全范圍同時運(yùn)行平穩(wěn)為原則。

三、測試方案

接收站的最小外輸能力判別原則：無BOG放空，且高壓泵能穩(wěn)定運(yùn)行時（無氣蝕風(fēng)險）接收站的最小外輸量。測試方法如下：測試前將外輸量調(diào)至130t/h，穩(wěn)定運(yùn)行后，觀測高壓泵入口溫度。若溫度低于-133℃時，減少外輸量；若溫度高于-133℃時，增大外輸量；每次調(diào)節(jié)幅度為1t/h，調(diào)節(jié)后穩(wěn)定運(yùn)行一段時間，溫度無變化后，再進(jìn)行調(diào)節(jié)。

當(dāng)外輸量減小到正好高壓泵入口溫度達(dá)到-133℃時，停止調(diào)節(jié)，穩(wěn)定運(yùn)行1h。測試期間，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。測試完成后，根據(jù)外輸情況恢復(fù)外輸量。

本次測試分共3種工況進(jìn)行。第一次保持壓縮機(jī)在100%負(fù)荷下運(yùn)行，將外輸量分階段從130t/h、115t/h降到105t/h。

第二次測試將壓縮機(jī)負(fù)荷增加到125%，保持75%+50%運(yùn)行，將外輸量依次從125t/h、120t/h、110t/h降到105t/h，最后升至118t/h。

第二次測試將壓縮機(jī)負(fù)荷增加到150%，保持75%+75%運(yùn)行，將外輸量依次從120t/h、110t/h降到105t/h。

1.一臺壓縮機(jī)負(fù)荷100%，外輸量逐漸減小

（1）3月10日9:00至15:00，保持外輸量130t/h，壓縮機(jī)負(fù)荷100%；

9:00至15:00，高壓泵入口溫度較低，罐壓上升0.19KPa，可向下減少外輸量，繼續(xù)調(diào)節(jié)。

（2）3月10日16:00至21:00，保持外輸量115t/h，壓縮機(jī)負(fù)荷100%。

從16:00至21:00，罐壓上升0.18KPa。高壓泵入口溫度進(jìn)一步升高，泵井溫度已超過高報值。

（3）3月11日12:00至15:00，保持外輸量105t/h，壓縮機(jī)負(fù)荷100%。

從12:00至17:00，罐壓上升0.52kPa。高壓泵入口溫度上升至最高-135.5℃，泵井溫度已超過高報值。此種工況下，高壓泵入口溫度原則上能保證高壓泵沒有氣蝕風(fēng)險，但儲罐壓力以0.2KPa/h的速率緩慢上漲?？煽紤]增加壓縮機(jī)負(fù)荷維持儲罐罐壓。

2.兩臺壓縮機(jī)負(fù)荷75%+50%，外輸量逐漸減小

（1）3月13日10:30至12:30，保持外輸量125t/h，兩臺壓縮機(jī)負(fù)荷75%加上50%，為了增加高壓泵的泵罐液位，同時增加高壓泵入口LNG的飽和蒸汽壓差，將高壓泵入口壓力的設(shè)定值PIC-1300602從0.78MPa升高到0.80MPa。

測試得出，儲罐壓力緩慢下降，高壓泵上升至-134.7℃以上，且高壓泵泵罐液位和頂部溫度不太穩(wěn)定，波動性增加，氣蝕風(fēng)險增加。

（2）3月13日14:00至23:00，保持外輸量120t/h，兩臺壓縮機(jī)負(fù)荷75%加上75%，為了增加高壓泵的泵罐液位，同時增加高壓泵入口LNG的飽和蒸汽壓差，14:00至17:00，將高壓泵入口壓力的設(shè)定值PIC-1300602從0.80MPa升高到0.84MPa，但由于壓力升高之后，再冷凝器壓力也隨之升高，壓縮機(jī)背壓增大，BOG處理量減小，故在17:00至23:00，將高壓泵入口壓力的設(shè)定值PIC-1300602從0.84MPa降低到0.80MPa。

儲罐壓力以0.0333KPa/h的速率非常緩慢上升，高壓泵上升至-133.7℃，且高壓泵泵罐液位和頂部溫度不太穩(wěn)定，氣蝕風(fēng)險增大。

3.兩臺壓縮機(jī)負(fù)荷75%+50%，外輸量逐漸減小

（1）3月14日9:00至15:00，保持外輸量120t/h，壓縮機(jī)負(fù)荷150%；

9:00至15:00，高壓泵入口溫度較低，罐壓上升0.05kPa/h，可向下減少外輸量，繼續(xù)調(diào)節(jié)。

（2）3月14日16:00至21:00，保持外輸量110t/h，壓縮機(jī)負(fù)荷150%。

從16:00至21:00，罐壓上升0.18KPa。高壓泵入口溫度進(jìn)一步升高，泵井溫度已超過高報值。

（3）3月14日16:00至21:00，保持外輸量110t/h，壓縮機(jī)負(fù)荷150%。

從22:00至02:00，罐壓穩(wěn)定。高壓泵入口溫度穩(wěn)定在-135度左右。

三、測試結(jié)果

本次測試在保證再冷凝器液位、溫度穩(wěn)定和高壓泵不發(fā)生汽蝕的原則下，盡量維持儲罐壓力不上漲，所測得的最小外輸即為理想的最小外輸值。咨詢高壓泵廠家意見，高壓泵在長時間運(yùn)行情況下，原則上需要維持以下參數(shù)的穩(wěn)定，能保證高壓泵穩(wěn)定運(yùn)行不氣蝕，同時保證再冷凝器液位和壓力的穩(wěn)定。

1.高壓泵泵罐液位100%以上

2.高壓泵入口飽和蒸汽壓差0.20MPa以上

3.高壓泵泵井溫度-120℃以上

4.高壓泵入口溫度-133℃以上

根據(jù)數(shù)據(jù)表，和各個工況的穩(wěn)定性，接收站在工況7的運(yùn)行情況下，即外輸量為395萬方/天，壓縮機(jī)負(fù)荷維持150%運(yùn)行，高壓泵原則上不會發(fā)生氣蝕，則再冷凝器運(yùn)行穩(wěn)定、同時儲罐壓力能維持不上漲。

四、其他說明

1.本次測試是在冬天，環(huán)境溫度低，整個系統(tǒng)吸取的熱量相比夏天少，BOG產(chǎn)生量少。

2.本次測試儲罐液位較低（開始測試時分別為5938mm和7265mm），蒸發(fā)量較液位高時少。

3.若夏天長時間保持最小外輸量運(yùn)行，則最小外輸量理論上應(yīng)該比如今測得的外輸量大，所以應(yīng)該考慮留有一定余量。