【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液化天然气接收站的液化天然气接收、存储、外输工艺，尤其涉及一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法及系统。
技术介绍
1、液化天然气是天然气供应的重要组成部分，lng(liquefied natural gas，液化天然气)接收站是接收、储存和气化lng的重要设施，再冷凝器是lng接收站处理站内蒸发气(bog)的设备，工艺流程上连接着低压泵、高压泵、压缩机等设备，属于关键设备，也是最难控制的设备，再冷凝器液位波动将导致上下游运行参数波动，甚至导致压缩机停车或全厂停车。再冷凝器液位自动控制一直以来属于行业难题，大多数接收站再冷凝器液位处于手动控制状态。
2、再冷凝器结构主要包括罐体、气液分布盘、填料等，主要作用有两个。第一个作用是用于处理低温设备(如高压泵、储罐、低温管线等)运行或受热导致液化天然气蒸发而产生的蒸发气，当再冷凝器运行时，从低压输出总管引入过冷的低温lng与来自bog(boil offgas，蒸发气)压缩机增压后的bog混合，将bog温度降低并冷凝至液态，然后与再冷凝器旁路的lng混合后进入高压泵，经过加压气化后向下游用户输送。第二个作用是用于缓冲高压泵启停、上下游lng流量调整时引起的压力波动，增强系统稳定性，同时高压泵泵罐内气体可持续放空至再冷凝器，以保证高压泵泵罐内有足够的液位从而防止高压泵被气蚀。
3、再冷凝器运行时，当进入再冷凝器的lng偏少而不能将进入再冷凝器的bog完全冷凝时，将导致再冷凝器液位降低，降低至低液位时将触发连锁停止bog压缩机和高压泵，从而导致全厂
4、现有再冷凝器液位自动控制方式主要有两种。第一种是通过再冷凝器顶部压力控制再冷凝器入口lng流量，维持再冷凝器顶部压力稳定，同时通过再冷凝器液位调节再冷凝器底部调节阀，控制再冷凝器液位在正常范围，这种液位自动控制方法的不足之处为再冷凝器液位受上下游压力波动影响大，需要操作员精心操作，上下游压力波动大时容易导致全厂停车。第二种是根据再冷凝器历史手动运行数据，拟合出再冷凝器lng与bog进料的液气质量比(r值)与bog温度、bog流量、再冷凝器出口压力、外输天然气相对密度、氮气含量的关系式，系统通过该关系式实时计算r值并得到lng流量，根据计算出的lng流量调节再冷凝器入口调节阀控制lng流量，从而调节再冷凝器液位，这种液位自动控制方式因参与控制仪表多，部分仪表安全等级低，导致控制稳定性不强，也无法预估r值与再冷凝器液位和温度的关系，再冷凝器温度波动大，且再冷凝器底部压力参与控制，上下游压力波动对再冷凝器液位影响大。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法及系统。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，包括：s1、维持再冷凝器底部压力稳定，并获取再冷凝器底部压力；s2、根据所述再冷凝器底部压力，计算再冷凝器设定运行温度；s3、获取对控制再冷凝器运行在设定运行温度的液气比r值产生影响的多个参数数值以及bog质量流量；s4、根据所述再冷凝器设定运行温度以及多个所述参数数值，计算再冷凝器设定运行温度下所需的液气比r值；s5、根据所述再冷凝器设定运行温度下所需的液气比r值以及所述bog质量流量，计算再冷凝器进料所需lng质量流量；s6、根据所述再冷凝器进料所需lng质量流量进料。
3、采用本专利技术技术方案的有益效果是：通过控制再冷凝器运行温度，将再冷凝器运行温度控制在再冷凝器顶部压力对应的物料泡点温度以下，使进入再冷凝器的bog完全被冷凝，从而控制再冷凝器液位稳定。通过再冷凝器液位自动控制方法控制再冷凝器液位，再冷凝器液位受上下游压力波动影响小，再冷凝器运行温度稳定可控，参与自动调节的现场仪表少，计算程序安全稳定性强，参与调节的参数少稳定性强，实现lng接收站再冷凝器液位的稳定自动控制。操作员进行再冷凝器相关操作时无需进行精细操作，对操作员再冷凝器操作技能要求降低，无需时刻监控接收站再冷凝器运行状态。相对于操作员进行手动调节，液位自动调节更加平稳，不会出现调节错误，与再冷凝器液位控制相关参数变化时自动进行液位精准调节，再冷凝器运行安全稳定性更高，减少因再冷凝器液位波动导致停车的风险，降低操作员对再冷凝器运行状态的监控强度。无需等待上下游压力完全稳定后再进行下一步操作，提高接收站生产调整速度，以及应急处置速度，增强接收站生产运行安全平稳性。
4、进一步地，包括：多个所述参数数值包括：再冷凝器进料bog温度、再冷凝器进料lng温度、再冷凝器设定运行温度、lng汽化潜热相关参数、bog比热容、lng比热容、lng进料质量流量与bog进料质量流量误差修正系数。
5、采用上述进一步技术方案的有益效果是：参与自动调节的现场仪表少，计算程序安全稳定性强，参与调节的参数少稳定性强，实现lng接收站再冷凝器液位的稳定自动控制。无需等待上下游压力完全稳定后再进行下一步操作，提高接收站生产调整速度，以及应急处置速度，增强接收站生产运行安全平稳性。
6、进一步地，步骤s4中，通过下述公式计算再冷凝器设定运行温度下所需的液气比r值：其中，r为再冷凝器lng进料质量流量与bog进料质量流量比值，单位为1；t1为再冷凝器进料bog温度，单位为℃；t2为再冷凝器进料lng温度，单位为℃；t为再冷凝器设定运行温度，单位为℃；r为lng汽化潜热相关参数，单位为kj/kg；c1为bog比热容，单位为kj/kg/℃；c2为lng比热容，单位为kj/kg/℃；α为lng进料质量流量与bog进料质量流量误差修正系数，单位为1。
7、采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过数据以及公式计算再冷凝器设定运行温度下所需的液气比r值，提高精准度以及可靠性。参与自动调节的现场仪表少，计算程序安全稳定性强，参与调节的参数少稳定性强，实现lng接收站再冷凝器液位的稳定自动控制。无需等待上下游压力完全稳定后再进行下一步操作，提高接收站生产调整速度，以及应急处置速度，增强接收站生产运行安全平稳性。
8、进一步地，步骤s5中，将所述再冷凝器设定运行温度下所需的液气比r值与所述bog质量流量相乘，计算再冷凝器进料所需lng质量流量。
9、采用上述进一步技术方案的有益效果是：将液气比r值与bog质量流量相乘得到再冷凝器进料所需lng质量流量，根据该lng质量流量进行进料，即可将再冷凝器运行温度控制在设定温度，保证进入再冷凝器的bog完全被冷凝，从而维持再冷凝器液位在正常范围。
10、进一步地，步骤s2包括：s21、根据所述再冷凝器底部压力，计算再冷凝器顶部压力；s22、根据所述再冷凝器顶部压力，确定安全本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，其特征在于，包括：多个所述参数数值包括：再冷凝器进料BOG温度、再冷凝器进料LNG温度、再冷凝器设定运行温度、LNG汽化潜热相关参数、BOG比热容、LNG比热容、LNG进料质量流量与BOG进料质量流量误差修正系数。
3.根据权利要求1所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，其特征在于，步骤S4中，通过下述公式计算再冷凝器设定运行温度下所需的液气比R值：
4.根据权利要求1所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，其特征在于，步骤S5中，将所述再冷凝器设定运行温度下所需的液气比R值与所述BOG质量流量相乘，计算再冷凝器进料所需LNG质量流量。
5.根据权利要求1所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，其特征在于，步骤S2包括：
6.根据权利要求5所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，其特征在于，步骤S23中，所述物料泡点温度加上所述安全余
7.一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制系统，其特征在于，用于实现上述权利要求1至6任意一项所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制系统包括：再冷凝器、低压输出总管(10)、再冷凝器底部压力表(11)、再冷凝器底部压力控制器(12)、再冷凝器底部压力调节阀(13)、低压泵(101)、高压泵(102)、再冷凝器BOG入口管线(30)、BOG压力表(31)、BOG体积流量计(32)、BOG温度计(33)、BOG质量流量计算设备(34)、再冷凝器温度控制设备(35)、再冷凝器入口LNG流量计算设备(36)、再冷凝器上游LNG管线(50)、LNG温度计(51)、LNG质量流量计(52)、LNG调节阀(53)、流量控制器(531)，所述再冷凝器的底部以及所述再冷凝器上游LNG管线(50)的一端与所述低压输出总管(10)连接，所述低压输出总管(10)的两端一一对应与所述低压泵(101)以及所述高压泵(102)连接，所述再冷凝器底部压力表(11)以及所述再冷凝器底部压力调节阀(13)均安装在所述低压输出总管(10)上，所述再冷凝器底部压力控制器(12)分别与所述再冷凝器底部压力表(11)以及所述再冷凝器底部压力调节阀(13)连接；所述再冷凝器BOG入口管线(30)与所述再冷凝器的顶部连接，所述BOG压力表(31)、所述BOG体积流量计(32)以及所述BOG温度计(33)均安装在所述再冷凝器BOG入口管线(30)上，所述BOG质量流量计算设备(34)分别与所述BOG压力表(31)、所述BOG体积流量计(32)、所述BOG温度计(33)、所述再冷凝器入口LNG流量计算设备(36)连接，所述再冷凝器入口LNG流量计算设备(36)分别与所述流量控制器(531)以及所述再冷凝器温度控制设备(35)连接，所述再冷凝器温度控制设备(35)分别与所述LNG温度计(51)以及所述BOG温度计(33)连接，所述再冷凝器上游LNG管线(50)的另一端与所述再冷凝器的顶部连接，所述LNG温度计(51)、所述LNG质量流量计(52)以及所述LNG调节阀(53)均安装在所述再冷凝器上游LNG管线(50)上，所述流量控制器(531)分别与所述LNG质量流量计(52)以及所述LNG调节阀(53)连接；
8.根据权利要求7所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制系统，其特征在于，所述再冷凝器包括：罐体(20)、再冷凝器内物料温度计(21)、再冷凝器内物料液位计(22)、进料液体分布器、气液分布盘、填料(23)，所述进料液体分布器、所述气液分布盘以及所述填料(23)均安装在所述罐体(20)中，所述进料液体分布器位于所述气液分布盘的上方，所述气液分布盘位于所述填料(23)的上方，所述再冷凝器内物料温度计(21)以及所述再冷凝器内物料液位计(22)均与所述罐体(20)连接。
9.根据权利要求7所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制系统，其特征在于，所述再冷凝器的顶部连接有BOG排放管线(40)，所述BOG排放管线(40)连接有压力安全阀、排放压力表、排放压力调节阀以及排放压力控制器，所述压力安全阀安装在所述BOG排放管线(40)上，所述排放压力表以及所述排放压力调节阀均安装在所述BOG排放管线(40)上，所述排放压力控制器分别与所述排放压力表以及所述排放压力调节阀连接。
10.根据权利要求7所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制系统，其特征在于，所...
【技术特征摘要】
1.一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，其特征在于，包括：多个所述参数数值包括：再冷凝器进料bog温度、再冷凝器进料lng温度、再冷凝器设定运行温度、lng汽化潜热相关参数、bog比热容、lng比热容、lng进料质量流量与bog进料质量流量误差修正系数。
3.根据权利要求1所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，其特征在于，步骤s4中，通过下述公式计算再冷凝器设定运行温度下所需的液气比r值：
4.根据权利要求1所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，其特征在于，步骤s5中，将所述再冷凝器设定运行温度下所需的液气比r值与所述bog质量流量相乘，计算再冷凝器进料所需lng质量流量。
5.根据权利要求1所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，其特征在于，步骤s2包括：
6.根据权利要求5所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，其特征在于，步骤s23中，所述物料泡点温度加上所述安全余量，计算再冷凝器设定运行温度。
7.一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制系统，其特征在于，用于实现上述权利要求1至6任意一项所述的一种液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制方法，液化天然气接收站再冷凝器液位自动控制系统包括：再冷凝器、低压输出总管(10)、再冷凝器底部压力表(11)、再冷凝器底部压力控制器(12)、再冷凝器底部压力调节阀(13)、低压泵(101)、高压泵(102)、再冷凝器bog入口管线(30)、bog压力表(31)、bog体积流量计(32)、bog温度计(33)、bog质量流量计算设备(34)、再冷凝器温度控制设备(35)、再冷凝器入口lng流量计算设备(36)、再冷凝器上游lng管线(50)、lng温度计(51)、lng质量流量计(52)、lng调节阀(53)、流量控制器(531)，所述再冷凝器的底部以及所述再冷凝器上游lng管线(50)的一端与所述低压输出总管(10)连接，所述低压输出总管(10)的两端一一对应与所述低压泵(101)以及所述高压泵(102)连接，所述再冷凝器底部压力表(11)以及所述再冷凝器底部压力调节阀(13)均安装在所述低压输出总管(10)上，所述再冷凝器底部压力控制器(12)分别与所述再冷凝器底部压力表(11)以及所述再冷凝器底部压力调节阀(13)连接；所述再冷凝器bog入口管线(30)与所述再冷凝器的顶部连接，所述bog压力表(31)、所述bog体...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊华彬，黄亮，庄芳，李云龙，李强，张勇，李翔，杨陈，杨建坡，李恺晨，刘雨轩，赵诗扬，高世凯，陆畅，刘畅，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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