一种用于浮式天然气液化装置的快速开车系统及其开车方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于浮式天然气液化装置的快速开车系统及其开车方法，所述开车系统包括：LNG快速混合预冷系统，用于使LNG与天然气混合，再进入所述预冷换热器；预冷冷剂循环系统，用于原料气和深冷冷剂的预冷，所述预冷循环输入端连接预冷冷剂压缩机出口冷却器的出口,预冷冷剂经过预冷换热器换热后回到预冷冷剂压缩机的入口；深冷冷剂循环系统用于提供原料天然气液化所需的冷量，其输入端连接深冷冷剂压缩机出口冷却器的出口，经预冷换热器、深冷换热器后，再次进入深冷冷剂压缩机入口。原料气从原料气管路经过LNG快速混合预冷系统、预冷换热器、深冷换热器至LNG输出管线；存储系统，用于将冷却后的LNG导入LNG储罐进行储存，同时使未液化的天然气燃烧。

Quick drive system for floating natural gas liquefying device and driving method thereof

The invention discloses a method for floating liquefied natural gas apparatus and method of driving fast driving system, the drive system includes: LNG fast mixing pre cooling system, used to make LNG mixed with natural gas, and then enter the pre cooling heat exchanger; pre cooling refrigerant circulation system for raw material gas and deep cold agent of pre cooling, the pre cooling cycle connected with the input end of the pre cooling refrigerant compressor outlet cooler outlet, cooling refrigerant through the entrance cooling heat exchanger to pre cooling refrigerant compressor; cryogenic refrigerant circulating system for providing cooling capacity of raw materials required for liquefied natural gas, the input of the outlet end is connected with the deep cold agent compressor cooler, the cooling heat exchanger, cryogenic heat exchanger, again into the deep cold refrigerant compressor entrance. The raw gas from the raw gas through LNG fast mixing pre cooling system, pre cooling heat exchanger, cryogenic heat exchanger to LNG output pipeline; storage system for LNG into the LNG tank after cooling storage, meanwhile the non liquefied natural gas combustion.

【技术实现步骤摘要】
一种用于浮式天然气液化装置的快速开车系统及其开车方法
本专利技术涉及液化天然气
，特别涉及一种用于浮式天然气液化装置的快速开车系统及其开车方法。
技术介绍
我国海上天然气资源十分丰富但分布分散，大部分为深海气田、边际小气田和低品位天然气资源。因此，受限于成本和技术，无法采用传统的海洋固定平台或海底管道进行开采。而浮式天然气液化装置(FLNG)作为新型边际气田开发技术，具有配置灵活、便于迁移、可重复使用等优点而倍受青睐，这对促进我国深海气田、小气田开发具有重大现实意义。传统天然气液化装置的开车步骤为：1.天然气侧通气；2.开启预冷冷剂压缩机，建立预冷冷剂循环；3.开启深冷冷剂压缩机，并建立深冷冷剂循环。4.在各个压力循环完全建立之后，换热器缓慢降温，直至得到液化天然气(LNG)产品。整个开车过程耗时约为10-12小时，未液化的天然气全部排放火炬。因此，传统的开车方式耗时多且原料气浪费严重。与陆地天然气液化工厂不同，FLNG在海上作业，经常受到恶劣天气影响，在风、浪、流等海洋环境的共同作用下，FLNG船体运动与不同装载状况下舱内LNG的晃荡之间的共振响应会引起FLNG船体的剧烈运动，从而导致液化装置的停车；另外，由于海上气源不稳定及台风等极端恶劣天气影响也会造成装置开停车相对频繁。因此，减少FLNG装置开车时间成为FLNG装置运行时亟待解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种快速的FLNG装置开车系统及其开车方法，从而有效缩短浮式天然气液化装置的开车时间。为达上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于浮式天然气液化装置的快速开车系统，包括：快速预冷系统对原料气进行冷却，主要包括快速预冷管线及相关阀门，其快速预冷管线与原料气管线相连，将储罐中LNG与原料气混合；预冷冷剂循环系统，为原料气和深冷冷剂提供冷量，主要包括预冷换热器、预冷冷剂压缩机入口缓冲罐、预冷冷剂压缩机、预冷冷剂压缩机出口冷却器。预冷冷剂经过预冷换热器放热后成为气相，依次进入预冷冷剂压缩机入口缓冲罐、预冷冷剂压缩机和预冷冷剂压缩机出口冷却器，最后变成液相返回至预冷换热器入口，完成预冷冷剂循环；深冷冷剂循环系统用于提供原料天然气液化所需的冷量，主要包括预冷换热器、深冷换热器、深冷冷剂气液分离罐、深冷冷剂压缩机入口缓冲罐、深冷冷剂压缩机、深冷冷剂压缩机出口冷却器。深冷冷剂在预冷换热器中被冷却后分为气液两相，分别进入深冷换热器，在深冷换热器中分别节流放热后都变成气相，依次进入深冷冷剂压缩机入口缓冲罐、深冷冷剂压缩机、深冷冷剂压缩机出口冷却器，最后回至预冷换热器入口，完成深冷冷剂循环；存储系统，主要包括LNG输出管线、LNG储罐、LNG输出泵和火炬排放管线，液化后的天然气经过LNG输出管线导入进LNG储罐储存，未液化的天然气经过火炬排放管线进入火炬系统。根据本专利技术提出的快速开车系统，其中，所述快速预冷系统包括快速预冷管线、原料气入口管线，所述快速预冷管线从LNG输出泵，与原料气入口管线相连，并且所述快速预冷管线上设置调节阀和流量指示。所述调节阀根据所述流量指示进行手动调节。根据本专利技术提出的快速开车系统，其中，所述预冷冷剂循环系统包括预冷换热器、预冷冷剂压缩机入口缓冲罐、预冷冷剂压缩机、预冷冷剂压缩机出口冷却器。预冷冷剂通过所述预冷换热器的入口进入预冷换换热器换热，从所述预冷换热器的出口依次通过预冷压缩机入口缓冲罐、预冷压缩机和预冷压缩机出口冷却器，经由所述预冷换热器的入口返回预冷换热器完成循环。在预冷换热器中预冷冷剂、深冷冷剂和天然气三种介质发生热交换，其中，预冷冷剂为其他介质提供冷量。根据本专利技术提出的快速开车系统，其中，所述深冷冷剂循环系统包括预冷冷剂换热器、深冷冷剂分离罐、深冷换热器、深冷冷剂压缩机入口缓冲罐、深冷冷剂压缩机、深冷冷剂压缩机出口冷却器。在深冷换热器中，天然气与深冷冷剂发生热交换，深冷冷剂提供冷量，将天然气液化。深冷冷剂经过所述预冷换热器后被部分冷凝，气液两相分别进入深冷换热器，经过减压阀后节流，为天然气液化提供冷量。天然气经过深冷换热器后被液化，进入所述LNG储存系统。根据本专利技术提出的快速开车系统，其中，所述存储系统LNG储罐、LNG输出管线、LNG输出泵。所述LNG输出管线连接所述深冷换热器和所述LNG储罐，并设置有压力变送器、温度变送器、流量变送器和控制阀。所述控制阀通过所述流量变送器进行调节。所述火炬排放管线连接在所述LNG输出管线旁路，通过开关阀连接到火炬系统。液化后的原料气经过所述LNG输出管线进入所述LNG储罐。未液化原料气经过所述火炬排放管线排到火炬系统。储罐内LNG由所述LNG输出泵进入所述快速预冷管线。根据本专利技术提出的快速开车系统，其中，储罐内LNG经过所述LNG快速预冷管线进入所述天然气入口管线按照质量流量按照1：5～1：15混合。根据本专利技术提出的快速开车系统，其中，通过调节控制阀开度，将降温速率控制在20～40℃/h根据本专利技术提出的快速开车系统，其中，预冷换热器和深冷换热器采用绕管式换热器或冷箱中的一种或两种。本专利技术还提供一种用于浮式天然气液化装置的快速开车方法，包括：S1：放空部分预冷冷剂和深冷冷剂；S2：开启预冷冷剂压缩机及其相关减压阀，建立预冷冷剂循环；S3：开启深冷冷剂压缩机及其相关减压阀，建立深冷冷剂循环；S4：补充预冷冷剂和深冷冷剂，所述预冷冷剂压缩机和所述深冷冷剂压缩机的出口压力逐步增加；S5：天然气进入预冷换热器和深冷换热器，保持天然气液化管线畅通；开启天然气输出管线和火炬排放管线，使未液化的天然气排放至火炬；S6：开启设置在LNG储罐底部的LNG输出泵，使LNG储罐内的LNG经过快速预冷管线进入天然气入口管线与天然气按照一定比例(质量流量按照1：5～1：15)混合进入预冷换热器；S7：逐渐增加LNG的流量，使天然气出口稳定的降温速率在20～40℃/h；S8：当天然气全部被液化时，关闭火炬排放阀；逐渐增加天然气的流量，观察温度变送器的温度指示，保持天然气出液状态；S9：当出液稳定时，逐渐减小流量控制阀的开度直至关闭。逐渐增加原料气控制阀的开度；当预冷压缩机和深冷压缩机的出口压力及入口温度均达到了设计值时，天然气流量调节到设计值，开车预冷过程结束。与现有技术相比，本专利技术使用了LNG储罐中LNG的冷量代替部分预冷和深冷冷剂的冷量，减少了建立冷剂循环所需要的时间，进而极大缩短了开车时间，减少了开车期间火炬气排放，且极大提高了装置对海上环境的适应性。附图说明图1为本专利技术的快速开车系统一具体实施例的结构示意图。附图标记说明：1-开关阀；2-调节阀；3-原料气管线；4-预冷换热器；5-深冷换热器；6-压力变送器；7-温度变送器；8-流量变送器；9-控制阀；10-火炬排放管线；11-开关阀；12-LNG输出管线；13-LNG输出泵；14-LNG储罐；15-开关阀；16-流量指示；17-流量控制阀；18-LNG快速预冷管线；19-预冷冷剂压缩机入口缓冲罐；20-预冷冷剂压缩机；21-预冷冷剂压缩机出口冷却器；22-深冷冷剂压缩机入口缓冲罐；23-深冷冷剂压缩机；24-深冷冷剂压缩机出口冷却器；25-深冷冷剂分离罐；26-减压阀；27-减压阀。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于浮式天然气液化装置的快速开车系统，其特征在于，包括LNG快速预冷系统，预冷冷剂循环系统、深冷冷剂循环系统和储存系统；快速预冷系统用来对原料气进行冷却，包括快速预冷管线及相关阀门，其快速预冷管线与原料气管线相连，将储罐中LNG与原料气混合；预冷冷剂循环系统，提供原料气和深冷冷剂进行预冷所需要的冷量，包括预冷换热器、预冷冷剂压缩机、预冷冷剂压缩机入口缓冲罐、预冷冷剂压缩机出口冷却器；预冷冷剂经过预冷换热器放热后变成气相，依次进入预冷冷剂压缩机入口缓冲罐、预冷冷剂压缩机、预冷冷剂压缩机出口冷却器，最后返回预冷换热器入口，完成预冷冷剂循环；深冷冷剂循环系统，用于提供原料天然气液化所需的冷量，包括深冷换热器、深冷冷剂气液分离罐、深冷冷剂压缩机入口缓冲罐、深冷冷剂压缩机、深冷冷剂压缩机出口冷却器；深冷冷剂在预冷换热器中被冷却后分为气液两相，在深冷换热器中分别节流放热都变成气相，混合后依次进入深冷冷剂压缩机入口缓冲罐、深冷冷剂压缩机、深冷冷剂压缩机出口冷却器，最后返回至预冷换热器入口，完成深冷冷剂循环；存储系统，包括LNG输出管线、LNG储罐、LNG输出泵和火炬排放管线，液化后的天然气经过LNG输出管线导入进LNG储罐储存，未液化的天然气经过火炬排放管线进入火炬系统。...

【技术特征摘要】
1.一种用于浮式天然气液化装置的快速开车系统，其特征在于，包括LNG快速预冷系统，预冷冷剂循环系统、深冷冷剂循环系统和储存系统；快速预冷系统用来对原料气进行冷却，包括快速预冷管线及相关阀门，其快速预冷管线与原料气管线相连，将储罐中LNG与原料气混合；预冷冷剂循环系统，提供原料气和深冷冷剂进行预冷所需要的冷量，包括预冷换热器、预冷冷剂压缩机、预冷冷剂压缩机入口缓冲罐、预冷冷剂压缩机出口冷却器；预冷冷剂经过预冷换热器放热后变成气相，依次进入预冷冷剂压缩机入口缓冲罐、预冷冷剂压缩机、预冷冷剂压缩机出口冷却器，最后返回预冷换热器入口，完成预冷冷剂循环；深冷冷剂循环系统，用于提供原料天然气液化所需的冷量，包括深冷换热器、深冷冷剂气液分离罐、深冷冷剂压缩机入口缓冲罐、深冷冷剂压缩机、深冷冷剂压缩机出口冷却器；深冷冷剂在预冷换热器中被冷却后分为气液两相，在深冷换热器中分别节流放热都变成气相，混合后依次进入深冷冷剂压缩机入口缓冲罐、深冷冷剂压缩机、深冷冷剂压缩机出口冷却器，最后返回至预冷换热器入口，完成深冷冷剂循环；存储系统，包括LNG输出管线、LNG储罐、LNG输出泵和火炬排放管线，液化后的天然气经过LNG输出管线导入进LNG储罐储存，未液化的天然气经过火炬排放管线进入火炬系统。2.根据权利要求1所述的快速开车系统，其特征在于，所述快速预冷系统包括快速预冷管线、原料气入口管线，所述快速预冷管线从LNG输出泵，与原料气入口管线相连，并且所述快速预冷管线上设置调节阀和流量指示；所述调节阀根据所述流量指示进行手动调节。3.根据权利要求1所述的快速开车系统，其特征在于，所述预冷冷剂循环系统包括预冷换热器、预冷冷剂压缩机入口缓冲罐、预冷冷剂压缩机、预冷冷剂压缩机出口冷却器；预冷冷剂通过所述预冷换热器的入口进入预冷换换热器换热，从所述预冷换热器的出口依次通过预冷压缩机入口缓冲罐、预冷压缩机和预冷压缩机出口冷却器，经由所述预冷换热器的入口返回预冷换热器完成循环。在预冷换热器中预冷冷剂、深冷冷剂和天然气三种介质发生热交换，其中，预冷冷剂为其他介质提供冷量。4.根据权利要求1所述的快速开车系统，其特征在于，所述深冷冷剂循环系统包括预冷冷剂换热器、深冷冷剂分离罐、深冷换热器、深冷冷剂压缩机入口缓冲罐、深冷冷剂压缩机、深冷冷剂压缩机出口冷却器；在深冷换热器中，天然气与深冷冷剂发生热交换，深冷冷剂提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：李婵，陈振中，徐坤，纪明磊，季鹏，贾保印，郑雪枫，牛占川，
申请(专利权)人：中国寰球工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11