LNG接收站最小外輸量測試方案

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計允許的范圍內(nèi)穩(wěn)定不上漲，應將接收站保冷循環(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行參數(shù)處于安全范圍同時運行平穩(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)定運行時（無氣蝕風險）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)定運行一段時間，溫度無變化后，再進行調(diào)節(jié)。

當外輸量減小到正好高壓泵入口溫度達到-133℃時，停止調(diào)節(jié)，穩(wěn)定運行1h。測試期間，記錄相關數(shù)據(jù)。測試完成后，根據(jù)外輸情況恢復外輸量。

本次測試分共3種工況進行。第一次保持壓縮機在100%負荷下運行，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負荷增加到125%，保持75%+50%運行，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負荷增加到150%，保持75%+75%運行，將外輸量依次從120t/h、110t/h降到105t/h。

1.一臺壓縮機負荷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，壓縮機負荷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，壓縮機負荷100%。

從16:00至21:00，罐壓上升0.18KPa。高壓泵入口溫度進一步升高，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，壓縮機負荷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險，但儲罐壓力以0.2KPa/h的速率緩慢上漲?？煽紤]增加壓縮機負荷維持儲罐罐壓。

2.兩臺壓縮機負荷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，兩臺壓縮機負荷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，兩臺壓縮機負荷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，氣蝕風險增大。

3.兩臺壓縮機負荷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，壓縮機負荷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，壓縮機負荷150%。

從16:00至21:00，罐壓上升0.18KPa。高壓泵入口溫度進一步升高，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，壓縮機負荷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的運行情況下，即外輸量為395萬方/天，壓縮機負荷維持150%運行，高壓泵原則上不會發(fā)生氣蝕，則再冷凝器運行穩(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行，則最小外輸量理論上應該比如今測得的外輸量大，所以應該考慮留有一定余量。