制氮装置运行模式优化及节能.pdf

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1、2017年第1期ScienceandTechnology&Innovation┃科技与创新文章编号：2095－6835（2017）01－0117－02制氮装置运行模式优化及节能余伟，赵来，张明峰，李民星（中海浙江宁波液化天然气有限公司，浙江宁波315000）摘要：针对浙江LNG接收站制氮系统高压机增压时间过长、在氮气高峰用气时供应量不足的问题，立足于提高系统的可靠性，提出了增加一台氮气增压机作为备用的改进方法。通过优化仪表空气系统与制氮系统的工艺流程，将仪表空气压缩机与制氮装置串联，利用仪表空压机过剩的产能为制氮装置提供空气，从而生产氮

2、气，并进行了能耗分析。关键词：制氮；空气压缩机；化学性质；卸船作业中图分类号：TU83文献标识码：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.117氮气由于水露点低且化学性质稳定，被广泛应用于石油天力维持在0.69MPaG左右，制氮系统运行稳定。然气行业。LNG接收站管道和设备在吹扫置换时短时间内需要1.3.2非卸船工况下的氮气用量测试大量的氮气，比如在接收站卸船期间，卸料臂时吹扫易出现氮运行1台空气压缩机和1套制氮机对设备制氮能力进行测气供应量不足的情况。由于浙江LNG接收站的氮气增压机性能试，装置供应的氮气

3、满足用户的需求。测试期间氮气使用对象较差且无备用，导致高压氮气增压时间较长（约1.5d），有时主要有卸料臂、槽车装车臂旋转接头密封、7台低压泵、5台高会影响卸船作业进度。而在非卸船期间，接收站的氮气用量较压泵电气接线盒密封、高压压缩机填料密封、火炬筒密封、槽小，空压机组的产气量过剩，空压机运行时频繁地加载和卸载，车装车臂吹扫。对整个系统的稳定运行造成了一定的影响。1.3.3卸船工况下的氮气用量测试1制氮系统运行情况分析卸船期间，LNG接收站对4条卸料臂进行了吹扫置换，在1.1制氮系统流程简介短时间内需要用到大量氮气。此时，用氮量达到峰值

4、，通过DCS浙江LNG接收站制氮系统为变压吸附制氮装置，配备有2系统记录卸料臂吹扫时氮气用量，图2为吹扫1条液相臂时氮台英格索兰IRN45K-OFA/C型空气压缩机，2套杭州吉大空分生产气流量趋势图。3的JSN-100B型PSA制氮机，1台30Nm/h的氮气增压机，1个容33积为50m氮气储气罐。PSA制氮机单套能力为100Nm/h，氮气纯度大于等于98.0%，PSA制氮系统工艺流程如图1所示。图1氮气系统流程简图图2卸船期间卸料臂吹扫时用氮量1.2制氮系统设计能力从卸料臂吹扫时用氮量测试记录可知，卸船期间接收站氮浙江LNG接收站制氮系

5、统设计的供气能力为30～53033气用量峰值可达600Nm/h左右，用氮量范围在250～600Nm/h。氮气主要有3个作用：①用于设备和管道的吹扫、置换，33Nm/h，平均用量约为350Nm/h。正常情况下，卸料臂吹扫时为设备和管道的投用、检修提供条件；②作为密封气，用于旋3间为1.5h左右，则吹扫卸料臂的氮气用量为525Nm。卸船期转接头、火炬放空筒、电气接线箱等设备，防止空气进入密封3件导致结冰或进入接线箱形成爆炸性气体；③用作BOG压缩机间，接收站的总氮气用量为623.4Nm。氮气增压罐压力从3负荷调节的驱动气源以及气动阀门的动力

6、气源。2.5MPaG降低到0.8MPaG时，可以释放出的氮气为850Nm。1.3不同工况下的氮气用量测试2运行模式优化方案1.3.1PSA系统制氮能力2.1新增一台氮气增压机为了全面了解接收站PSA制氮系统的能力，现对PSA制根据制氮系统的运行情况，为确保系统运行稳定性，考虑3氮装置进行产能测试（测试期间未运行增压机）：将氮气空压机新增一套能力为60Nm/h的氮气增压机，从制氮装置出口总管的目标压力设置为0.92MPaG，运行2台空气压缩机和2套制上新增一条1〞的管道，与原增压机进行并联，新增氮气增压氮机，测试时保持氮气管网用氮量维持在

7、200Nm3/h左右。测机出口与高压氮气储罐入口相连，两台增压机即能独自运行，试过程中观测到空压机出口压力维持在0.80～0.86MPaG运行，又能同时运行，两者互为备用，提高了氮气系统的稳定性。PSA制氮机的出口压力为0.72～0.78MPaG，单套制氮机的出2.2仪表空气压缩机与制氮装置串联运行口流量（金属管浮子流量计）为75～110Nm3/h，氮气管网的压仪表空气系统包括2台工频无油螺杆空气压缩机和2台干3力维持在0.69MPaG。单套制氮机的两个变压吸附塔的切换时间为燥装置，单台空压机的产能为27.41m/min，运行1套空压机

8、3生产仪表风即可满足需求，但其产能严重过剩。通过改造和优1min，切换时，单套制氮机的产量在75～110Nm/h间波动。测试结果表明，2台PSA制氮机的制氮能力为150～220化，将仪表空气系统中的空压机与