引言：液化天然氣行業(yè)發(fā)展和趨勢
天然氣是一種優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的低碳能源，可與核能及可再生能源等其它低排放能源形成良性互補(bǔ)，是能源供應(yīng)清潔化的最現(xiàn)實(shí)選擇。加快天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高天然氣在一次能源消費(fèi)中的比重，是我國加快建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系的必由之路，也是化解環(huán)境約束、改善大氣質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的有效途徑，同時(shí)對推動(dòng)節(jié)能減排、穩(wěn)增長、惠民生促發(fā)展具有重要意義。
世界上環(huán)保先進(jìn)國家都在推廣使用液化天然氣。其除了用作發(fā)電廠、工廠、家庭用戶的燃料外，其中所含的甲烷可用作制造肥料、甲醇溶劑及合成醋酸等化工原料；另外，其所含的乙烷和丙烷可經(jīng)裂解而生成乙烯及丙烯，是塑料產(chǎn)品的重要原料。
在生態(tài)環(huán)境污染日益嚴(yán)重的形勢面前，為了優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，改善大氣環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，人們選擇了天然氣這種清潔、高效的生態(tài)型優(yōu)質(zhì)能源和燃料?，F(xiàn)在，無論是工業(yè)還是民用，都對天然氣產(chǎn)生了越來越大的依賴性。液化天然氣(LNG)是天然氣的液態(tài)形式，在某些情況下，選擇液化天然氣比選擇氣態(tài)天然氣具有更多的優(yōu)點(diǎn)。LNG的應(yīng)用實(shí)際上就是天然氣的應(yīng)用，但由于其特性，LNG又比天然氣有著更廣泛的用途。
LNG接受站作為管道天然氣的調(diào)峰氣源，可對民用燃料系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)峰，保證城市安全、平穩(wěn)供氣。在美國、英國、德國、荷蘭和法國等國家，將LNG調(diào)峰型裝置廣泛用于天然氣輸配系統(tǒng)中，對民用和工業(yè)用氣的波動(dòng)性，特別是對冬季用氣的急劇增加起調(diào)峰作用。
“十三五”規(guī)劃根據(jù)全國天然氣資源流向和各消費(fèi)區(qū)域市場實(shí)際需求，結(jié)合港口規(guī)劃統(tǒng)籌優(yōu)化沿海LNG接收站布局。在天然氣需求量大、應(yīng)急調(diào)峰能力要求高的環(huán)渤海、長三角、東南沿海地區(qū)，優(yōu)先擴(kuò)大已建LNG接收站儲(chǔ)轉(zhuǎn)能力，適度新建LNG接收站。
因此，研究液化天然氣LNG接受站工藝及設(shè)備意義重大。
一、液化天然氣接收站工藝及設(shè)備
LNG液化天然氣必須在專用的接收站完成卸船工藝。專用的LNG接收站通常具備下述條件：船舶?？康拇a頭、LNG儲(chǔ)罐應(yīng)至少達(dá)到單個(gè)液貨倉容積、卸料設(shè)備設(shè)施、再液化系統(tǒng)裝置、與船舶和下游終端用戶的管道連接。
目前，LNG液化天然氣船的裝載容積范圍為15萬～26萬立方米。以15萬立方米液貨倉為例，氣化后體積為9000萬立方米，可以滿足2300萬人一個(gè)月生活用氣量。
低溫BOG壓縮機(jī)在接收站卸船工況以及低溫罐罐壓保持調(diào)節(jié)工況方面的作用至關(guān)重要，相當(dāng)于低溫LNG儲(chǔ)罐的“調(diào)壓閥”。低溫罐BOG閃蒸氣主要通過再液化裝置液化，然后通過液泵加壓、氣化器氣化外輸；部分接收站安裝往復(fù)式增壓壓縮機(jī)，直接將BOG閃蒸氣增壓輸送至天然氣管網(wǎng)。天然氣管網(wǎng)壓力為80～100barg,城市中壓管網(wǎng)壓力40～50barg。
LNG液化天然氣接收站工藝特點(diǎn)如下：
（1）LNG液化天然氣接收站的顯著特點(diǎn)是BOG閃蒸氣流量在很大一個(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)。
（2）大流量BOG閃蒸氣一般由卸船工況產(chǎn)生。
（3）小流量BOG閃蒸氣一般由低溫罐靜態(tài)保持工況產(chǎn)生。
低溫罐靜態(tài)保持工況產(chǎn)生的BOG閃蒸氣流量又根據(jù)罐內(nèi)液位不同而變化。以夏季極端情況為例：夏季接收站沒有外輸，低溫罐內(nèi)液位低的工況，產(chǎn)生的BOG閃蒸氣流量甚至達(dá)不到低溫BOG壓縮機(jī)調(diào)節(jié)流量的最低檔位，因此低溫BOG壓縮機(jī)需要間歇啟停機(jī)，以等待罐內(nèi)閃蒸氣增加、壓力升高，同時(shí)保持整個(gè)再液化系統(tǒng)處于低溫循環(huán)。
一般配置2～3臺(tái)低溫BOG壓縮機(jī)，靜態(tài)保持工況運(yùn)行1臺(tái)壓縮機(jī)，卸船工況BOG蒸發(fā)氣流量最大時(shí)同時(shí)運(yùn)行另外1～2臺(tái)壓縮機(jī)。例如：中海油福建、中海油寧波、中海油粵東、中海油深圳、中海油天津、中石油江蘇、中石油大連、中石油唐山、中石化青島、中石化廣西北海LNG接收站都采用2～3臺(tái)BOG壓縮機(jī)的配置。
低溫BOG壓縮機(jī)的上游一般安裝減溫器和分液罐。
減溫器的功能是將液態(tài)天然氣LNG噴淋到BOG蒸發(fā)氣管道中，氣化的過程降低BOG管道氣的溫度以保證壓縮機(jī)入口溫度不超過系統(tǒng)設(shè)定溫度。
減溫器一般應(yīng)用于接收站投產(chǎn)初期，先用氮?dú)庵脫Q管道中的空氣，然后用BOG蒸發(fā)氣置換管道中常溫常壓氮?dú)?，這一過程分三個(gè)步驟：
第一步：隨著BOG氣體與氮?dú)饣旌希獨(dú)獗壤龔?00%降至5%，氮?dú)鈱τ谠倮淠到y(tǒng)是不凝氣會(huì)降低再冷凝系統(tǒng)效率，所以氮?dú)獗壤哂?%時(shí)的混合氣不進(jìn)入再冷凝系統(tǒng)，而直接去低壓火炬。這一步，最開始管道中為常溫的氮?dú)猓缓箅S著儲(chǔ)罐中的低溫BOG氣體進(jìn)入管道，管道中混合氣的溫度不斷降低至-40～-50℃。BOG壓縮機(jī)在這一步的作用僅是傳輸氣體，而不是增壓到再冷凝需要的壓力；BOG壓縮機(jī)設(shè)計(jì)運(yùn)行入口溫度范圍一般為-158～-110℃，為避免入口溫度過高造成壓縮機(jī)排氣溫度超過系統(tǒng)設(shè)定值，可以降低排氣壓力運(yùn)行，打開放空閥，將混合氣傳送到火炬。
第二步：當(dāng)?shù)獨(dú)馀cBOG氣體混合比例小于5%時(shí)，管道內(nèi)混合氣溫度仍然高于壓縮機(jī)正常運(yùn)行所需低溫，這時(shí)的原料氣還是只能去火炬。這一步隨著低溫BOG氣體的增加，混合氣溫度從-40～-50℃降至壓縮機(jī)正常運(yùn)行所需低溫-110℃。這個(gè)過程時(shí)間的長短取決于儲(chǔ)罐與低溫BOG壓縮機(jī)之間管道的長度。另外，減溫器將液態(tài)LNG噴淋到管道中，能夠迅速降低混合氣溫度，減少這一步的時(shí)間，以及減少原料氣去火炬消耗。
第三步：氮?dú)獾幕旌媳壤抵?，管道內(nèi)為純凈的BOG氣體，溫度也滿足壓縮機(jī)正常運(yùn)行所需低溫，關(guān)閉放空閥，增壓至再冷凝器所需壓力，進(jìn)入再冷凝系統(tǒng)，冷循環(huán)系統(tǒng)建立。
減溫器在日常切換啟機(jī)中的應(yīng)用。當(dāng)管道系統(tǒng)中為冷態(tài)BOG氣體，不能抵消壓縮機(jī)啟動(dòng)過程通過旁通閥返回的較高溫度原料氣，這時(shí)候有必要通過減溫器迅速將管道氣體降低至正常運(yùn)行的低溫狀態(tài)。不過，冷態(tài)BOG氣體是否能夠抵消返回的熱態(tài)原料氣取決于儲(chǔ)罐與壓縮機(jī)入口的管線長度。比如中石油唐山LNG接受站夏季較常使用減溫器，而中石油大連LNG接收站較少使用。
分液罐的作用主要是防止氣體中的凝液造成壓縮機(jī)的液擊。理論上BOG氣體是最干凈干燥的氣體，是不會(huì)存在凝液的可能。LNG接收站都安裝了分液罐，實(shí)際運(yùn)行中其主要凝液來源于減溫器噴淋，以及一些微量重組分。分液罐應(yīng)該保證氣體中最大液滴小于20μm。
低溫BOG壓縮機(jī)下游安裝再冷凝器。再冷凝器的操作溫度和壓力范圍對壓縮機(jī)與再冷凝器之間管線設(shè)計(jì)以及壓縮機(jī)控制邏輯非常重要。再冷凝器底部為從低溫儲(chǔ)罐引入的液態(tài)LNG，其閃蒸出來BOG氣體溫度為-161.6℃，頂部回收的BOG氣體的溫度高低決定了吸收過程的溫差。溫差越大熱應(yīng)力越大，再冷凝器設(shè)計(jì)壁厚越厚，投資成本越高。所以在可行范圍內(nèi)，盡可能減小溫差，減小再冷凝器BOG入口溫度可以減少投資成本。
二、BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)的工藝要求
LNG接收站BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)的工藝要求主要是能夠同時(shí)處理卸船工況和靜態(tài)保持工況。
壓縮機(jī)的流量控制主要由低溫儲(chǔ)罐的壓力控制，儲(chǔ)罐的壓力操作運(yùn)行范圍為5kPa(G)～30kPa(G)，因此壓縮機(jī)的操作入口壓力范圍與之同步。
根據(jù)低溫儲(chǔ)罐與壓縮機(jī)之間管道長度以及管道保冷材料效果不同，壓縮機(jī)操作入口溫度范圍為-160℃～-80℃。
根據(jù)再冷凝工藝設(shè)計(jì)的操作壓力而不同，壓縮機(jī)排氣操作壓力范圍為500～1100kPa(G)。
BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)為往復(fù)式壓縮機(jī)，是容積式壓縮機(jī)，所以壓縮機(jī)流量根據(jù)入口溫度、壓力狀態(tài)不同，LNG接收站BOG壓縮機(jī)流量范圍一般為4,000kg/h～200,000kg/h。
下表列出典型LNG接收站再冷凝工藝處理工況：
三、BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)的選型
世界范圍內(nèi)LNG接收站的BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)采用往復(fù)式壓縮機(jī)，主要有兩種形式：立式迷宮壓縮機(jī)和臥式活塞環(huán)壓縮機(jī)。
1.往復(fù)式壓縮機(jī)能夠?yàn)長NG接收站BOG蒸發(fā)氣再冷凝系統(tǒng)形成高能效的自平衡系統(tǒng)
往復(fù)式壓縮機(jī)為容積式壓縮機(jī)，在不進(jìn)行任何流量控制的情況下，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速和行程都不會(huì)變化，所以壓縮機(jī)排量不會(huì)有任何變化。
對應(yīng)卸船工況，大量的BOG蒸發(fā)氣產(chǎn)生，隨著儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力升高，同時(shí)溫度下降，BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)雖然排量不會(huì)有任何變化，但是其吸入BOG氣體的密度會(huì)升高，所以質(zhì)量流量會(huì)升高，抽走更多BOG蒸發(fā)氣。
對應(yīng)夏季保持工況，儲(chǔ)罐內(nèi)液位低，只有少量的BOG蒸發(fā)氣產(chǎn)生，隨著儲(chǔ)罐內(nèi)壓力下降，同時(shí)溫度上升，BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)雖然排量不會(huì)有任何變化，但是其吸入BOG氣體的密度會(huì)下降，所以質(zhì)量流量會(huì)下降，抽走較少BOG蒸發(fā)氣。
因此，往復(fù)式BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)，隨著儲(chǔ)罐內(nèi)壓力和溫度的變化能夠自動(dòng)調(diào)整質(zhì)量流量，形成自平衡在冷凝系統(tǒng)，提高能效、減少控制調(diào)節(jié)和浪費(fèi)。
2.BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)自平衡系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)的范圍：
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，假設(shè)壓力和體積不變，若溫度變化范圍為-160～-80℃，即113～193K，物質(zhì)的量極端的變化范圍為70%；假設(shè)溫度和體積不變，若壓力變化范圍為105～130kPa(a)，物質(zhì)的量極端的變化范圍為23%。
因此，就LNG接收站BOG蒸發(fā)氣再冷凝的應(yīng)用，溫度變化對壓縮機(jī)質(zhì)量流量影響較大，壓力變化對壓縮機(jī)質(zhì)量流量影響較小。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程這種對質(zhì)量流量的影響是以乘積的形式疊加，而且由于工藝特性，BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)質(zhì)量流量的范圍非常大，兩個(gè)極端工況質(zhì)量流量差別甚至能夠達(dá)到2倍。
3.BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)設(shè)計(jì)工況的確定
如上所述，BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)質(zhì)量流量變化范圍這么大，怎么樣選型才適合呢？下圖為BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)不進(jìn)行流量控制時(shí)的運(yùn)行曲線舉例。
首先，工藝設(shè)計(jì)能夠確定，卸船工況需要保證的質(zhì)量流量、壓力高值和溫度低值條件；保持工況需要保證的質(zhì)量流量、壓力低值和溫度高值條件；以及操作運(yùn)行需要保證的質(zhì)量流量、壓力中值和溫度中值條件。壓縮機(jī)選型時(shí)可以逐個(gè)計(jì)算，比較選出最惡劣的工況作為壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)工況。
但是，現(xiàn)實(shí)情況是工藝設(shè)計(jì)都是對現(xiàn)場工況的假定和計(jì)算，工藝設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算卸船時(shí)要保證的最大質(zhì)量流量，就需要計(jì)算假定入口壓力和溫度等條件。此時(shí)需要注意，如果溫度設(shè)定比實(shí)際高，同時(shí)壓力設(shè)定比實(shí)際低時(shí)，會(huì)造成選型壓縮機(jī)流量大于實(shí)際需要，儲(chǔ)罐壓力升高，溫度下降時(shí)，很快就能把低溫儲(chǔ)罐中BOG蒸發(fā)氣抽光，需要經(jīng)常停機(jī)，這種粗放型設(shè)計(jì)會(huì)造成投資成本上升和浪費(fèi)。由于入口壓力和溫度條件對于壓縮機(jī)選型的影響比較大，所以，工藝設(shè)計(jì)計(jì)算假定入口壓力和溫度時(shí)，不應(yīng)留太多裕量。
另外，由于BOG壓縮機(jī)質(zhì)量流量隨儲(chǔ)罐內(nèi)溫度和壓力變化范圍很大，當(dāng)壓縮機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)工況選型確定以后，需要計(jì)算一個(gè)電機(jī)核算工況。當(dāng)入口壓力達(dá)到儲(chǔ)罐安全閥設(shè)定值30kPa(g),溫度低值-160℃條件下，質(zhì)量流量達(dá)到最大，同時(shí)電機(jī)的功率消耗達(dá)到最大，電機(jī)選擇需要根據(jù)這個(gè)核算工況確定。否則，電機(jī)可能在安全閥還沒有啟動(dòng)時(shí)超載損壞。當(dāng)然，如果系統(tǒng)并不需要極限高值流量時(shí)，也可以通過別的方法保護(hù)壓縮機(jī)電機(jī)，例如旁路回流以降低質(zhì)量流量和軸功率。
4.立式迷宮壓縮機(jī)與臥式活塞環(huán)壓縮機(jī)的液化天然氣蒸發(fā)氣應(yīng)用區(qū)別
4.1立式迷宮壓縮機(jī)和臥式活塞環(huán)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)對比分析：
立式迷宮壓縮機(jī)
壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式：往復(fù)式壓縮機(jī)，立式結(jié)構(gòu)
氣缸密封形式：迷宮密封，非接觸式氣態(tài)密封
材質(zhì)：氣缸和活塞均為高鎳球墨鑄鐵Ni35%；無活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)；氣缸和活塞耐低溫，膨脹系數(shù)相同，操作溫度范圍很寬-160℃～200℃；開機(jī)不需要預(yù)冷；迷宮活塞不屬于易損件。
排氣溫度限制：非接觸、迷宮式結(jié)構(gòu)、金屬材質(zhì)，對于排氣溫度的機(jī)械耐溫小于200℃。
活塞速度限制：非接觸式密封，速度越高，密封效率越高。在考慮壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速限制條件下，活塞速度應(yīng)不高于5m/s。
活塞直徑限制：受限于壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)、鑄造工藝限制，曲軸之間的距離決定活塞直徑，一般也不宜超過900mm。
主填料密封形式：迷宮密封，非接觸式氣態(tài)密封，立式結(jié)構(gòu)；填料環(huán)磨損慢；壓縮機(jī)為承壓設(shè)計(jì)，無吹掃密封。
將密封氣導(dǎo)向壓縮機(jī)入口，回收工藝氣。
無工藝氣損失和密封氣消耗。
隔冷設(shè)施：低溫氣缸與壓縮機(jī)中體之間設(shè)置隔冷水套，防止冷能傳遞到鑄鐵材質(zhì)的中體和曲軸箱，造成變形和應(yīng)力。
活塞桿形式：立式。
往復(fù)質(zhì)量由曲軸主軸承承擔(dān)。
對壓縮機(jī)基礎(chǔ)有往復(fù)沖擊力。
十字頭僅導(dǎo)向，不承擔(dān)重力。
十字頭不屬于易損件。
不需要安裝活塞桿沉降探頭。
臥式活塞環(huán)壓縮機(jī)
壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式：往復(fù)式壓縮機(jī)，臥式結(jié)構(gòu)
氣缸密封形式：活塞環(huán)密封，無油干摩擦接觸式密封。
材質(zhì)：氣缸為不銹鋼，活塞為鋁合金；活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)為非金屬材質(zhì)；密封結(jié)構(gòu)的活塞、活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)、氣缸分別為金屬和非金屬材質(zhì)，膨脹系數(shù)不同。
非金屬導(dǎo)向環(huán)設(shè)計(jì)溫度為低溫，運(yùn)行在常溫或高溫會(huì)加速磨損。因此，壓縮機(jī)開機(jī)需要預(yù)冷，以降低非金屬導(dǎo)向環(huán)磨損。
如果不預(yù)冷啟機(jī)，冷硬的非金屬活塞環(huán)還會(huì)擠傷較軟鋁材質(zhì)的活塞。
活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)為易損件。
排氣溫度限制：隨著排氣溫度的升高，導(dǎo)向環(huán)、活塞環(huán)的磨損并不是線性增加，而是指數(shù)式增加。對于低溫應(yīng)用要求應(yīng)該更加嚴(yán)格，排氣溫度宜小于80℃。如果超溫應(yīng)該減小單級(jí)壓縮比，增加壓縮級(jí)數(shù)，以保證易損件能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
活塞速度限制：接觸式密封，為降低活塞環(huán)磨損的速度，應(yīng)控制活塞干摩擦速度不高于3m/s；同時(shí)，也需要考慮壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速限制。
活塞直徑限制：受限于活塞質(zhì)量，活塞越大，重力越大，活塞環(huán)磨損越快，應(yīng)限制活塞直徑小于600mm。
主填料密封形式：彈簧作用于填料環(huán)，抱緊活塞桿，接觸式密封，臥式結(jié)構(gòu)，填料環(huán)磨損快；有吹掃密封氣、氮?dú)狻?/p>
泄露工藝氣與密封氣氮?dú)饣旌?，為不凝氣，排放火炬有工藝氣損失和密封氣消耗。
隔冷設(shè)施：通常不設(shè)設(shè)置隔冷水套，冷能可以傳遞到中體和曲軸箱等鑄件，造成應(yīng)力和扭曲，甚至可能會(huì)出現(xiàn)脆性破壞，同時(shí)也會(huì)影響傳動(dòng)部件的配合關(guān)系。
活塞桿形式：臥式。
往復(fù)質(zhì)量由導(dǎo)向環(huán)和十字頭滑履承擔(dān)，造成易損件導(dǎo)向環(huán)和十字頭滑履磨損。而且，運(yùn)行一段時(shí)間后活塞桿會(huì)沉降，造成填料環(huán)、刮油環(huán)等易損件偏磨，加速易損件磨損。
需要安裝活塞桿沉降探頭，監(jiān)控導(dǎo)向環(huán)磨損情況，以避免活塞磨缸。
4.2立式迷宮壓縮機(jī)和活塞環(huán)壓縮機(jī)可靠性對比分析:
由于迷宮密封形式的采用，使得立式迷宮密封式壓縮機(jī)的可靠性得到了有效地增強(qiáng)，通?；钊h(huán)密封平均無故障時(shí)間MTBF＜10,000hrs，而迷宮密封MTBF＜60,000hrs。立式迷宮壓縮機(jī)較高的MTBF使業(yè)主和總包公司都趨向于更多的使用這種個(gè)更可靠性的壓縮機(jī)。
4.3立式迷宮壓縮機(jī)和活塞環(huán)壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)性對比分析：
雖然國產(chǎn)立式迷宮壓縮機(jī)一次性采購成本比臥式活塞環(huán)壓縮機(jī)平均高出15%～20%，但維修成本和運(yùn)行成本等方面，活塞環(huán)壓縮機(jī)比立式迷宮壓縮機(jī)要高出很多。由于兩種類型壓縮機(jī)功率大致相同，此處不做能耗方面的比較。
兩種形式壓縮機(jī)維修成本主要體現(xiàn)在易損件的價(jià)格及更換周期，如表1所示。立式迷宮壓縮機(jī)由于易損件相對較少，壽命相對較長，其維修成本僅約為臥式往復(fù)維修成本的63%。
注：測算根據(jù)廠商提供典型數(shù)據(jù)，單臺(tái)BOG壓縮機(jī)平均運(yùn)行3337h，單臺(tái)設(shè)備運(yùn)行期限25年。
根據(jù)韓國平澤市某LNG接收站實(shí)際運(yùn)行記錄及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，兩種形式的BOG壓縮機(jī)運(yùn)行成本比較如表2所示。立式壓縮機(jī)相比臥式壓縮機(jī)，運(yùn)行成本大大降低。
對于低溫BOG壓縮的應(yīng)用，立式迷宮式壓縮機(jī)相比臥式活塞環(huán)壓縮機(jī)備件少、大修周期長、運(yùn)行成本更低，因此立式迷宮式壓縮機(jī)更適用于低溫BOG工況。
結(jié)語
LNG液化天然氣接收站在國內(nèi)分布的越來越多，BOG壓縮機(jī)的選型關(guān)系到整個(gè)LNG接收站的運(yùn)行成本和正常生產(chǎn)運(yùn)行，應(yīng)引起高度重視。立式迷宮壓縮機(jī)雖然一次性投入較多，但運(yùn)行維修成本較低。
參考文獻(xiàn)
①國家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)石油天然氣發(fā)展“十三五”規(guī)劃的通知
②石油化工和天然氣工業(yè)用往復(fù)式壓縮機(jī)API618標(biāo)準(zhǔn)，第五版，2007
③中化人民共和國石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T3143-2012——石油化工往復(fù)壓縮機(jī)工程技術(shù)規(guī)范
④《調(diào)溫器在LNG接收站的應(yīng)用》作者：劉攀攀，中國學(xué)術(shù)期刊電子出版社，2018年，第17期
來源：本站原創(chuàng)
引言：液化天然氣行業(yè)發(fā)展和趨勢
天然氣是一種優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的低碳能源，可與核能及可再生能源等其它低排放能源形成良性互補(bǔ)，是能源供應(yīng)清潔化的最現(xiàn)實(shí)選擇。加快天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高天然氣在一次能源消費(fèi)中的比重，是我國加快建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系的必由之路，也是化解環(huán)境約束、改善大氣質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的有效途徑，同時(shí)對推動(dòng)節(jié)能減排、穩(wěn)增長、惠民生促發(fā)展具有重要意義。
世界上環(huán)保先進(jìn)國家都在推廣使用液化天然氣。其除了用作發(fā)電廠、工廠、家庭用戶的燃料外，其中所含的甲烷可用作制造肥料、甲醇溶劑及合成醋酸等化工原料；另外，其所含的乙烷和丙烷可經(jīng)裂解而生成乙烯及丙烯，是塑料產(chǎn)品的重要原料。
在生態(tài)環(huán)境污染日益嚴(yán)重的形勢面前，為了優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，改善大氣環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，人們選擇了天然氣這種清潔、高效的生態(tài)型優(yōu)質(zhì)能源和燃料?，F(xiàn)在，無論是工業(yè)還是民用，都對天然氣產(chǎn)生了越來越大的依賴性。液化天然氣(LNG)是天然氣的液態(tài)形式，在某些情況下，選擇液化天然氣比選擇氣態(tài)天然氣具有更多的優(yōu)點(diǎn)。LNG的應(yīng)用實(shí)際上就是天然氣的應(yīng)用，但由于其特性，LNG又比天然氣有著更廣泛的用途。
LNG接受站作為管道天然氣的調(diào)峰氣源，可對民用燃料系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)峰，保證城市安全、平穩(wěn)供氣。在美國、英國、德國、荷蘭和法國等國家，將LNG調(diào)峰型裝置廣泛用于天然氣輸配系統(tǒng)中，對民用和工業(yè)用氣的波動(dòng)性，特別是對冬季用氣的急劇增加起調(diào)峰作用。
“十三五”規(guī)劃根據(jù)全國天然氣資源流向和各消費(fèi)區(qū)域市場實(shí)際需求，結(jié)合港口規(guī)劃統(tǒng)籌優(yōu)化沿海LNG接收站布局。在天然氣需求量大、應(yīng)急調(diào)峰能力要求高的環(huán)渤海、長三角、東南沿海地區(qū)，優(yōu)先擴(kuò)大已建LNG接收站儲(chǔ)轉(zhuǎn)能力，適度新建LNG接收站。
因此，研究液化天然氣LNG接受站工藝及設(shè)備意義重大。
一、液化天然氣接收站工藝及設(shè)備
LNG液化天然氣必須在專用的接收站完成卸船工藝。專用的LNG接收站通常具備下述條件：船舶?？康拇a頭、LNG儲(chǔ)罐應(yīng)至少達(dá)到單個(gè)液貨倉容積、卸料設(shè)備設(shè)施、再液化系統(tǒng)裝置、與船舶和下游終端用戶的管道連接。
目前，LNG液化天然氣船的裝載容積范圍為15萬～26萬立方米。以15萬立方米液貨倉為例，氣化后體積為9000萬立方米，可以滿足2300萬人一個(gè)月生活用氣量。
低溫BOG壓縮機(jī)在接收站卸船工況以及低溫罐罐壓保持調(diào)節(jié)工況方面的作用至關(guān)重要，相當(dāng)于低溫LNG儲(chǔ)罐的“調(diào)壓閥”。低溫罐BOG閃蒸氣主要通過再液化裝置液化，然后通過液泵加壓、氣化器氣化外輸；部分接收站安裝往復(fù)式增壓壓縮機(jī)，直接將BOG閃蒸氣增壓輸送至天然氣管網(wǎng)。天然氣管網(wǎng)壓力為80～100barg,城市中壓管網(wǎng)壓力40～50barg。
LNG液化天然氣接收站工藝特點(diǎn)如下：
（1）LNG液化天然氣接收站的顯著特點(diǎn)是BOG閃蒸氣流量在很大一個(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)。
（2）大流量BOG閃蒸氣一般由卸船工況產(chǎn)生。
（3）小流量BOG閃蒸氣一般由低溫罐靜態(tài)保持工況產(chǎn)生。
低溫罐靜態(tài)保持工況產(chǎn)生的BOG閃蒸氣流量又根據(jù)罐內(nèi)液位不同而變化。以夏季極端情況為例：夏季接收站沒有外輸，低溫罐內(nèi)液位低的工況，產(chǎn)生的BOG閃蒸氣流量甚至達(dá)不到低溫BOG壓縮機(jī)調(diào)節(jié)流量的最低檔位，因此低溫BOG壓縮機(jī)需要間歇啟停機(jī)，以等待罐內(nèi)閃蒸氣增加、壓力升高，同時(shí)保持整個(gè)再液化系統(tǒng)處于低溫循環(huán)。
一般配置2～3臺(tái)低溫BOG壓縮機(jī)，靜態(tài)保持工況運(yùn)行1臺(tái)壓縮機(jī)，卸船工況BOG蒸發(fā)氣流量最大時(shí)同時(shí)運(yùn)行另外1～2臺(tái)壓縮機(jī)。例如：中海油福建、中海油寧波、中海油粵東、中海油深圳、中海油天津、中石油江蘇、中石油大連、中石油唐山、中石化青島、中石化廣西北海LNG接收站都采用2～3臺(tái)BOG壓縮機(jī)的配置。
低溫BOG壓縮機(jī)的上游一般安裝減溫器和分液罐。
減溫器的功能是將液態(tài)天然氣LNG噴淋到BOG蒸發(fā)氣管道中，氣化的過程降低BOG管道氣的溫度以保證壓縮機(jī)入口溫度不超過系統(tǒng)設(shè)定溫度。
減溫器一般應(yīng)用于接收站投產(chǎn)初期，先用氮?dú)庵脫Q管道中的空氣，然后用BOG蒸發(fā)氣置換管道中常溫常壓氮?dú)?，這一過程分三個(gè)步驟：
第一步：隨著BOG氣體與氮?dú)饣旌希獨(dú)獗壤龔?00%降至5%，氮?dú)鈱τ谠倮淠到y(tǒng)是不凝氣會(huì)降低再冷凝系統(tǒng)效率，所以氮?dú)獗壤哂?%時(shí)的混合氣不進(jìn)入再冷凝系統(tǒng)，而直接去低壓火炬。這一步，最開始管道中為常溫的氮?dú)猓缓箅S著儲(chǔ)罐中的低溫BOG氣體進(jìn)入管道，管道中混合氣的溫度不斷降低至-40～-50℃。BOG壓縮機(jī)在這一步的作用僅是傳輸氣體，而不是增壓到再冷凝需要的壓力；BOG壓縮機(jī)設(shè)計(jì)運(yùn)行入口溫度范圍一般為-158～-110℃，為避免入口溫度過高造成壓縮機(jī)排氣溫度超過系統(tǒng)設(shè)定值，可以降低排氣壓力運(yùn)行，打開放空閥，將混合氣傳送到火炬。
第二步：當(dāng)?shù)獨(dú)馀cBOG氣體混合比例小于5%時(shí)，管道內(nèi)混合氣溫度仍然高于壓縮機(jī)正常運(yùn)行所需低溫，這時(shí)的原料氣還是只能去火炬。這一步隨著低溫BOG氣體的增加，混合氣溫度從-40～-50℃降至壓縮機(jī)正常運(yùn)行所需低溫-110℃。這個(gè)過程時(shí)間的長短取決于儲(chǔ)罐與低溫BOG壓縮機(jī)之間管道的長度。另外，減溫器將液態(tài)LNG噴淋到管道中，能夠迅速降低混合氣溫度，減少這一步的時(shí)間，以及減少原料氣去火炬消耗。
第三步：氮?dú)獾幕旌媳壤抵?，管道內(nèi)為純凈的BOG氣體，溫度也滿足壓縮機(jī)正常運(yùn)行所需低溫，關(guān)閉放空閥，增壓至再冷凝器所需壓力，進(jìn)入再冷凝系統(tǒng)，冷循環(huán)系統(tǒng)建立。
減溫器在日常切換啟機(jī)中的應(yīng)用。當(dāng)管道系統(tǒng)中為冷態(tài)BOG氣體，不能抵消壓縮機(jī)啟動(dòng)過程通過旁通閥返回的較高溫度原料氣，這時(shí)候有必要通過減溫器迅速將管道氣體降低至正常運(yùn)行的低溫狀態(tài)。不過，冷態(tài)BOG氣體是否能夠抵消返回的熱態(tài)原料氣取決于儲(chǔ)罐與壓縮機(jī)入口的管線長度。比如中石油唐山LNG接受站夏季較常使用減溫器，而中石油大連LNG接收站較少使用。
分液罐的作用主要是防止氣體中的凝液造成壓縮機(jī)的液擊。理論上BOG氣體是最干凈干燥的氣體，是不會(huì)存在凝液的可能。LNG接收站都安裝了分液罐，實(shí)際運(yùn)行中其主要凝液來源于減溫器噴淋，以及一些微量重組分。分液罐應(yīng)該保證氣體中最大液滴小于20μm。
低溫BOG壓縮機(jī)下游安裝再冷凝器。再冷凝器的操作溫度和壓力范圍對壓縮機(jī)與再冷凝器之間管線設(shè)計(jì)以及壓縮機(jī)控制邏輯非常重要。再冷凝器底部為從低溫儲(chǔ)罐引入的液態(tài)LNG，其閃蒸出來BOG氣體溫度為-161.6℃，頂部回收的BOG氣體的溫度高低決定了吸收過程的溫差。溫差越大熱應(yīng)力越大，再冷凝器設(shè)計(jì)壁厚越厚，投資成本越高。所以在可行范圍內(nèi)，盡可能減小溫差，減小再冷凝器BOG入口溫度可以減少投資成本。
二、BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)的工藝要求
LNG接收站BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)的工藝要求主要是能夠同時(shí)處理卸船工況和靜態(tài)保持工況。
壓縮機(jī)的流量控制主要由低溫儲(chǔ)罐的壓力控制，儲(chǔ)罐的壓力操作運(yùn)行范圍為5kPa(G)～30kPa(G)，因此壓縮機(jī)的操作入口壓力范圍與之同步。
根據(jù)低溫儲(chǔ)罐與壓縮機(jī)之間管道長度以及管道保冷材料效果不同，壓縮機(jī)操作入口溫度范圍為-160℃～-80℃。
根據(jù)再冷凝工藝設(shè)計(jì)的操作壓力而不同，壓縮機(jī)排氣操作壓力范圍為500～1100kPa(G)。
BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)為往復(fù)式壓縮機(jī)，是容積式壓縮機(jī)，所以壓縮機(jī)流量根據(jù)入口溫度、壓力狀態(tài)不同，LNG接收站BOG壓縮機(jī)流量范圍一般為4,000kg/h～200,000kg/h。
下表列出典型LNG接收站再冷凝工藝處理工況：
三、BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)的選型
世界范圍內(nèi)LNG接收站的BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)采用往復(fù)式壓縮機(jī)，主要有兩種形式：立式迷宮壓縮機(jī)和臥式活塞環(huán)壓縮機(jī)。
1.往復(fù)式壓縮機(jī)能夠?yàn)長NG接收站BOG蒸發(fā)氣再冷凝系統(tǒng)形成高能效的自平衡系統(tǒng)
往復(fù)式壓縮機(jī)為容積式壓縮機(jī)，在不進(jìn)行任何流量控制的情況下，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速和行程都不會(huì)變化，所以壓縮機(jī)排量不會(huì)有任何變化。
對應(yīng)卸船工況，大量的BOG蒸發(fā)氣產(chǎn)生，隨著儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力升高，同時(shí)溫度下降，BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)雖然排量不會(huì)有任何變化，但是其吸入BOG氣體的密度會(huì)升高，所以質(zhì)量流量會(huì)升高，抽走更多BOG蒸發(fā)氣。
對應(yīng)夏季保持工況，儲(chǔ)罐內(nèi)液位低，只有少量的BOG蒸發(fā)氣產(chǎn)生，隨著儲(chǔ)罐內(nèi)壓力下降，同時(shí)溫度上升，BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)雖然排量不會(huì)有任何變化，但是其吸入BOG氣體的密度會(huì)下降，所以質(zhì)量流量會(huì)下降，抽走較少BOG蒸發(fā)氣。
因此，往復(fù)式BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)，隨著儲(chǔ)罐內(nèi)壓力和溫度的變化能夠自動(dòng)調(diào)整質(zhì)量流量，形成自平衡在冷凝系統(tǒng)，提高能效、減少控制調(diào)節(jié)和浪費(fèi)。
2.BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)自平衡系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)的范圍：
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，假設(shè)壓力和體積不變，若溫度變化范圍為-160～-80℃，即113～193K，物質(zhì)的量極端的變化范圍為70%；假設(shè)溫度和體積不變，若壓力變化范圍為105～130kPa(a)，物質(zhì)的量極端的變化范圍為23%。
因此，就LNG接收站BOG蒸發(fā)氣再冷凝的應(yīng)用，溫度變化對壓縮機(jī)質(zhì)量流量影響較大，壓力變化對壓縮機(jī)質(zhì)量流量影響較小。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程這種對質(zhì)量流量的影響是以乘積的形式疊加，而且由于工藝特性，BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)質(zhì)量流量的范圍非常大，兩個(gè)極端工況質(zhì)量流量差別甚至能夠達(dá)到2倍。
3.BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)設(shè)計(jì)工況的確定
如上所述，BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)質(zhì)量流量變化范圍這么大，怎么樣選型才適合呢？下圖為BOG蒸發(fā)氣壓縮機(jī)不進(jìn)行流量控制時(shí)的運(yùn)行曲線舉例。
首先，工藝設(shè)計(jì)能夠確定，卸船工況需要保證的質(zhì)量流量、壓力高值和溫度低值條件；保持工況需要保證的質(zhì)量流量、壓力低值和溫度高值條件；以及操作運(yùn)行需要保證的質(zhì)量流量、壓力中值和溫度中值條件。壓縮機(jī)選型時(shí)可以逐個(gè)計(jì)算，比較選出最惡劣的工況作為壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)工況。
但是，現(xiàn)實(shí)情況是工藝設(shè)計(jì)都是對現(xiàn)場工況的假定和計(jì)算，工藝設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算卸船時(shí)要保證的最大質(zhì)量流量，就需要計(jì)算假定入口壓力和溫度等條件。此時(shí)需要注意，如果溫度設(shè)定比實(shí)際高，同時(shí)壓力設(shè)定比實(shí)際低時(shí)，會(huì)造成選型壓縮機(jī)流量大于實(shí)際需要，儲(chǔ)罐壓力升高，溫度下降時(shí)，很快就能把低溫儲(chǔ)罐中BOG蒸發(fā)氣抽光，需要經(jīng)常停機(jī)，這種粗放型設(shè)計(jì)會(huì)造成投資成本上升和浪費(fèi)。由于入口壓力和溫度條件對于壓縮機(jī)選型的影響比較大，所以，工藝設(shè)計(jì)計(jì)算假定入口壓力和溫度時(shí)，不應(yīng)留太多裕量。
另外，由于BOG壓縮機(jī)質(zhì)量流量隨儲(chǔ)罐內(nèi)溫度和壓力變化范圍很大，當(dāng)壓縮機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)工況選型確定以后，需要計(jì)算一個(gè)電機(jī)核算工況。當(dāng)入口壓力達(dá)到儲(chǔ)罐安全閥設(shè)定值30kPa(g),溫度低值-160℃條件下，質(zhì)量流量達(dá)到最大，同時(shí)電機(jī)的功率消耗達(dá)到最大，電機(jī)選擇需要根據(jù)這個(gè)核算工況確定。否則，電機(jī)可能在安全閥還沒有啟動(dòng)時(shí)超載損壞。當(dāng)然，如果系統(tǒng)并不需要極限高值流量時(shí)，也可以通過別的方法保護(hù)壓縮機(jī)電機(jī)，例如旁路回流以降低質(zhì)量流量和軸功率。
4.立式迷宮壓縮機(jī)與臥式活塞環(huán)壓縮機(jī)的液化天然氣蒸發(fā)氣應(yīng)用區(qū)別
4.1立式迷宮壓縮機(jī)和臥式活塞環(huán)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)對比分析：
立式迷宮壓縮機(jī)
壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式：往復(fù)式壓縮機(jī)，立式結(jié)構(gòu)
氣缸密封形式：迷宮密封，非接觸式氣態(tài)密封
材質(zhì)：氣缸和活塞均為高鎳球墨鑄鐵Ni35%；無活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)；氣缸和活塞耐低溫，膨脹系數(shù)相同，操作溫度范圍很寬-160℃～200℃；開機(jī)不需要預(yù)冷；迷宮活塞不屬于易損件。
排氣溫度限制：非接觸、迷宮式結(jié)構(gòu)、金屬材質(zhì)，對于排氣溫度的機(jī)械耐溫小于200℃。
活塞速度限制：非接觸式密封，速度越高，密封效率越高。在考慮壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速限制條件下，活塞速度應(yīng)不高于5m/s。
活塞直徑限制：受限于壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)、鑄造工藝限制，曲軸之間的距離決定活塞直徑，一般也不宜超過900mm。
主填料密封形式：迷宮密封，非接觸式氣態(tài)密封，立式結(jié)構(gòu)；填料環(huán)磨損慢；壓縮機(jī)為承壓設(shè)計(jì)，無吹掃密封。
將密封氣導(dǎo)向壓縮機(jī)入口，回收工藝氣。
無工藝氣損失和密封氣消耗。
隔冷設(shè)施：低溫氣缸與壓縮機(jī)中體之間設(shè)置隔冷水套，防止冷能傳遞到鑄鐵材質(zhì)的中體和曲軸箱，造成變形和應(yīng)力。
活塞桿形式：立式。
往復(fù)質(zhì)量由曲軸主軸承承擔(dān)。
對壓縮機(jī)基礎(chǔ)有往復(fù)沖擊力。
十字頭僅導(dǎo)向，不承擔(dān)重力。
十字頭不屬于易損件。
不需要安裝活塞桿沉降探頭。
臥式活塞環(huán)壓縮機(jī)
壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式：往復(fù)式壓縮機(jī)，臥式結(jié)構(gòu)
氣缸密封形式：活塞環(huán)密封，無油干摩擦接觸式密封。
材質(zhì)：氣缸為不銹鋼，活塞為鋁合金；活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)為非金屬材質(zhì)；密封結(jié)構(gòu)的活塞、活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)、氣缸分別為金屬和非金屬材質(zhì)，膨脹系數(shù)不同。
非金屬導(dǎo)向環(huán)設(shè)計(jì)溫度為低溫，運(yùn)行在常溫或高溫會(huì)加速磨損。因此，壓縮機(jī)開機(jī)需要預(yù)冷，以降低非金屬導(dǎo)向環(huán)磨損。
如果不預(yù)冷啟機(jī)，冷硬的非金屬活塞環(huán)還會(huì)擠傷較軟鋁材質(zhì)的活塞。
活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)為易損件。
排氣溫度限制：隨著排氣溫度的升高，導(dǎo)向環(huán)、活塞環(huán)的磨損并不是線性增加，而是指數(shù)式增加。對于低溫應(yīng)用要求應(yīng)該更加嚴(yán)格，排氣溫度宜小于80℃。如果超溫應(yīng)該減小單級(jí)壓縮比，增加壓縮級(jí)數(shù)，以保證易損件能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
活塞速度限制：接觸式密封，為降低活塞環(huán)磨損的速度，應(yīng)控制活塞干摩擦速度不高于3m/s；同時(shí)，也需要考慮壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速限制。
活塞直徑限制：受限于活塞質(zhì)量，活塞越大，重力越大，活塞環(huán)磨損越快，應(yīng)限制活塞直徑小于600mm。
主填料密封形式：彈簧作用于填料環(huán)，抱緊活塞桿，接觸式密封，臥式結(jié)構(gòu)，填料環(huán)磨損快；有吹掃密封氣、氮?dú)狻?/p>
泄露工藝氣與密封氣氮?dú)饣旌?，為不凝氣，排放火炬有工藝氣損失和密封氣消耗。
隔冷設(shè)施：通常不設(shè)設(shè)置隔冷水套，冷能可以傳遞到中體和曲軸箱等鑄件，造成應(yīng)力和扭曲，甚至可能會(huì)出現(xiàn)脆性破壞，同時(shí)也會(huì)影響傳動(dòng)部件的配合關(guān)系。
活塞桿形式：臥式。
往復(fù)質(zhì)量由導(dǎo)向環(huán)和十字頭滑履承擔(dān)，造成易損件導(dǎo)向環(huán)和十字頭滑履磨損。而且，運(yùn)行一段時(shí)間后活塞桿會(huì)沉降，造成填料環(huán)、刮油環(huán)等易損件偏磨，加速易損件磨損。
需要安裝活塞桿沉降探頭，監(jiān)控導(dǎo)向環(huán)磨損情況，以避免活塞磨缸。
4.2立式迷宮壓縮機(jī)和活塞環(huán)壓縮機(jī)可靠性對比分析:
由于迷宮密封形式的采用，使得立式迷宮密封式壓縮機(jī)的可靠性得到了有效地增強(qiáng)，通?；钊h(huán)密封平均無故障時(shí)間MTBF＜10,000hrs，而迷宮密封MTBF＜60,000hrs。立式迷宮壓縮機(jī)較高的MTBF使業(yè)主和總包公司都趨向于更多的使用這種個(gè)更可靠性的壓縮機(jī)。
4.3立式迷宮壓縮機(jī)和活塞環(huán)壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)性對比分析：
雖然國產(chǎn)立式迷宮壓縮機(jī)一次性采購成本比臥式活塞環(huán)壓縮機(jī)平均高出15%～20%，但維修成本和運(yùn)行成本等方面，活塞環(huán)壓縮機(jī)比立式迷宮壓縮機(jī)要高出很多。由于兩種類型壓縮機(jī)功率大致相同，此處不做能耗方面的比較。
兩種形式壓縮機(jī)維修成本主要體現(xiàn)在易損件的價(jià)格及更換周期，如表1所示。立式迷宮壓縮機(jī)由于易損件相對較少，壽命相對較長，其維修成本僅約為臥式往復(fù)維修成本的63%。
注：測算根據(jù)廠商提供典型數(shù)據(jù)，單臺(tái)BOG壓縮機(jī)平均運(yùn)行3337h，單臺(tái)設(shè)備運(yùn)行期限25年。
根據(jù)韓國平澤市某LNG接收站實(shí)際運(yùn)行記錄及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，兩種形式的BOG壓縮機(jī)運(yùn)行成本比較如表2所示。立式壓縮機(jī)相比臥式壓縮機(jī)，運(yùn)行成本大大降低。
對于低溫BOG壓縮的應(yīng)用，立式迷宮式壓縮機(jī)相比臥式活塞環(huán)壓縮機(jī)備件少、大修周期長、運(yùn)行成本更低，因此立式迷宮式壓縮機(jī)更適用于低溫BOG工況。
結(jié)語
LNG液化天然氣接收站在國內(nèi)分布的越來越多，BOG壓縮機(jī)的選型關(guān)系到整個(gè)LNG接收站的運(yùn)行成本和正常生產(chǎn)運(yùn)行，應(yīng)引起高度重視。立式迷宮壓縮機(jī)雖然一次性投入較多，但運(yùn)行維修成本較低。
參考文獻(xiàn)
①國家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)石油天然氣發(fā)展“十三五”規(guī)劃的通知
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③中化人民共和國石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T3143-2012——石油化工往復(fù)壓縮機(jī)工程技術(shù)規(guī)范
④《調(diào)溫器在LNG接收站的應(yīng)用》作者：劉攀攀，中國學(xué)術(shù)期刊電子出版社，2018年，第17期
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