气体压缩机制造技术

一种用于驱动气体压缩机（１０４、２０４、３０４）的驱动设备，其在功率要求超过最大驱动功率时减慢，通过当排放压力达到指定压力时利用减压装置（１０２、２０２、３０２）将压缩气体再循环到压缩机进气口以增大通过压缩机的质量流率来调节该驱动器。该方法特别适用于减小基载ＬＮＧ设备中的放空装载。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的技术背景液化天然气(LNG)的生产可通过逆流于由再循环制冷剂系统提供的多个制冷剂流从而冷却和冷凝供给气流来实现。天然气供给的冷却可通过各种冷却处理循环来完成，诸如公知的复叠式循环，其中制冷剂由三个不同的制冷剂回路来提供。一种这样的复叠式循环依次使用甲烷、乙烯和丙烷循环以生产处于三个不同温度水平的制冷剂。另一种公知的制冷剂循环使用丙烷预冷却的混合制冷剂(C3MR)循环，其中多组分的制冷剂混合物在选择的温度范围内产生制冷。混合的制冷剂可包含诸如甲烷、乙烷、丙烷和其它轻质烃的烃类，并且还包含氮。这样的制冷系统的各种型式用于世界上许多处于运行中的LNG(液化天然气)设备。这些或者其它类型的用于天然气液化的制冷工艺涉及由燃气轮机驱动的制冷剂压缩机的使用。近年来，为此已经使用单轴燃气轮机。在压缩机排放阻塞的情况中，压缩的制冷剂通常被排放到放空系统，所述放空系统的尺寸必须适于在这样的情况下处理预期的放泄流。现有技术中还具有其它的系统，下面将对其中一些作出说明。这里所用的术语“基载LNG设备”指的是借助由本领域已知的许多冷却处理循环中的至少一种提供的制冷从而连续生产液化天然气的设施。该设施可是陆基现场；浮动式的生产、存储和卸载(FPSO)设施以回收来自于海底/洋底的天然气；或者基于重力的系统(GBS)，FPSO现场在特定位置被锚固在海底。本领域技术人员应该理解的是，在基载LNG设备中从用于驱动制冷剂压缩机的燃气轮机获得的净功率是几个变量的函数，这些变量包括但不限于环境温度(在低温度下可获得最大功率)、输入/输出管道损失、摩擦损失和随时间增加而增加的压缩机积垢。US-A-4799359(Nicoll)披露了一种低温制冷压缩机，该低温制冷压缩机包含在压缩机排出和抽吸管线之间的可外部调节的安全阀。当排放压力超过设定值时这使得低温流体从压缩机排出管线流到抽吸管线。US-A-4566885(Haak)披露了一种具有两个闭合回路的制冷循环的液化工艺。在每一个回路中，压缩机被燃气轮机驱动。在第一回路由压缩机消耗的低功率时，燃气轮机功率被转移到发电机。发电机补充由第二回路的燃气轮机产生的功率。WO-A-88/06674披露了一种可应用于FPSO和固定平台的工艺以放泄排放到海底的高压气体。任何低和/或中压力气体通过常规的放空系统被排放。这减少了从平台延伸的放空系统的所需要的直径和长度。WO-A-97/33131披露了一种液化天然气工艺，其特征在于，冷却剂回路压缩机与单轴燃气轮机互联并且被其驱动。还披露了在每一个压缩机的输入管和输出管之间的旁通阀以在工艺开始阶段使用。US-A-5408840(Talley)披露了一种制冷剂回收工艺。在制冷流路压力过大的情况下，制冷剂在通过减压阀后被收集在一个容器中而不是被排放到大气中。US-A-5319945(Bartlett)披露了一种工艺，其中在压力过大的情况下，制冷剂从制冷回路被转移到储放容器。储放容器的体积必须足够大以在达到安全排放设定压力之前减小过大的压力。US-A-3855810(Simon等)披露了将足够的缓冲体积引入制冷流路的低压侧以适应当压缩机停止工作时压力升高。这省去了通过减压阀放空制冷剂。如上所述，用于基载LNG设备的大多数制冷剂压缩机是由燃气轮机驱动的。在许多应用中，使用单轴燃气轮机，其中燃气轮机和一个或者多个压缩机或者压缩机级被安装在单个轴上。如果压缩机排放由于不期望的工艺情况而阻塞，压缩的制冷剂通常被排放到管道和放空系统，管道和放空系统的尺寸必须适于在这样的情况下处理预期的放泄流。希望使得处理这样的流所需的管道和放空系统的尺寸达到最小。出于经济和环境方面的原因，还希望在工艺扰动或者压缩机排出阻塞情况下使得放空的气体量达到最小。本专利技术的概述本专利技术的实施例满足这些要求并且包括一种使得用于液化天然气(LNG)生产的基载设备中的放泄流达到最小的设备和方法，特别涉及一种利用用于驱动制冷剂压缩机的单轴燃气轮机的减速(bogdown)特征以在压缩机排放阻塞的情况下使得放空装载最小化的设备和方法。在第一方面，本专利技术提供一种气体压缩设备，该气体压缩设备包括具有进气口和排气口的气体压缩机；驱动气体压缩机的驱动设备，当气体压缩机的功率要求超过驱动设备的最大功率时所述驱动设备减慢并且具有低速脱开机构(trip)；再循环减压装置，所述再循环减压装置与排气口流体连通以接收压缩气体流并且当来自于排气口的排放压力达到指定压力时打开；以及在进气口和再循环减压装置之间流体连通的管道装置，当排放压力达到指定压力时所述管道装置将来自于再循环减压装置的压缩气体提供给进气口，从而增大经过压缩机的质量流率以及调节驱动设备。在另一方面，本专利技术提供一种用于调节驱动气体压缩机的驱动设备的方法，所述气体压缩机具有进气口和排气口，当气体压缩机的功率要求超过驱动设备的最大功率时所述驱动设备减慢并且具有低速脱开机构，其特征在于，当来自于排气口的压缩气体的排放压力达到指定压力时，压缩气体的至少一部分被再循环到进气口，从而增大通过压缩机的质量流率。在另一方面，本专利技术提供一种在基载LNG设备中在阻塞的压缩机排放情况下限制放空装载的方法，所述基载LNG设备包括气体压缩机和驱动气体压缩机的驱动设备，所述气体压缩机具有进气口和排气口，当气体压缩机的功率要求超过驱动设备的最大功率时所述驱动设备减慢并且具有低速脱开机构，其特征在于，当来自于排气口的压缩气体的排放压力达到低于放空停止时的压力的指定压力时，压缩气体的至少一部分被再循环到进气口，从而增大通过压缩机的质量流率和减慢驱动设备。在第一实施例中，用于调节驱动气体压缩机的驱动设备的设备包括两个元件，所述气体压缩机具有进气口和排气口，驱动设备具有最大功率。第一元件是与排气口流体连通的再循环减压装置，所述再循环减压装置适于接收来自于排气口的具有排放压力的压缩气体流。第二元件是与进气口流体连通的管道，当排放压力达到指定压力时进气口利用该管道接收从再循环减压装置输送到该管道的至少一部分压缩气体流。驱动设备可以是燃气轮机，并且和压缩气体的至少一部分是制冷剂。最好，驱动设备是单轴燃气轮机，压缩机是制冷剂压缩机。最好，再循环减压装置是阀。该设备的第二实施例与第一实施例类似，但包括与管道和进气口流体连通的容器。设备的第三实施例与第一实施例类似，但包括与排气口流体连通的至少一个附加的再循环减压装置，该附加的再循环减压装置适于接收来自于排气口的附加压缩气体流。当驱动设备达到最大功率的第一指定百分比时，至少一部分的压缩气体流可从再循环减压装置输送到该管道，当驱动设备达到最大功率的第二指定百分比时，至少一部分的附加压缩气体流可从附加再循环减压装置输送到该管道。在第四实施例中，一种用于调节驱动至少一个多级气体压缩机的至少一个驱动设备的设备包括两个元件，所述多级气体压缩机具有多级、用于每一级的进气口和用于每一级的排气口。第一元件是与每一个排气口流体连通的至少一个再循环减压装置，所述再循环减压装置适于接收来自于排气口的具有排放压力的至少一个压缩气体流。第二元件是与至少一个进气口流体连通的至少一个管道，当排放压力达到指定压力时所述至少一个进气口利用至少一个管道接收从再循环减压装置输送到至少一个管道的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体压缩设备，包括：具有进气口和排气口的气体压缩机（１０４、２０４、３０４）；以及驱动气体压缩机的驱动设备，当气体压缩机的功率要求超过驱动设备的最大功率时所述驱动设备减慢并且具有低速脱开机构；其特征在于，所述设备包括：再循环减压装置（１０２、２０２、３０２、１２２、２２２、３２２），所述再循环减压装置与排气口流体连通以接收压缩气体流并且当来自于排气口的排放压力达到指定压力时打开；以及在进气口和再循环减压装置之间流体连通的管道装置，当排放压力达到指定压力时所述管道装置将来自于再循环减压装置的压缩气体提供给进气口，从而增大经过压缩机的质量流率以及调节驱动设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CE卢卡斯，PA布罗丘，WC鲁奈，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：US[]