[发明专利]一种液化天然气低温泵井排气系统及控制方法

说明书

本发明公开一种液化天然气低温泵井排气系统及控制方法，所述系统包括设置于低温储罐中的液位检测仪、与低温储罐内的泵井连接的排气管线、与低温储罐内的泵井连接的外输管线，泵井底部设置低温罐内泵，排气管线内设置排气控制阀，外输管线内设置排液控制阀，液位检测仪、排气控制阀、排液控制阀、低温罐内泵分别与控制单元连接，所述控制单元能够根据液位检测仪检测到的液位控制排气控制阀的开关，从而控制排气时间。本发明通过对储罐内液位进行实时检测，通过公式计算出气相空间的容积，并根据泵的效率曲线计算出泵井顶部空间排气的合理时间，有效避免排气过多或不够的可能性，减少事故的发生。

技术领域

本发明属于LNG领域，具体涉及一种液化天然气低温泵井排气系统及控制方法。

背景技术

天然气作为优质清洁能源，在生产生活中的应用越来越广泛。常压液化天然气(LNG)体积小，便于运输和储存，是天然气的常用形式。但由于LNG在储存过程中会出现大量的闪蒸汽(Boil Off Gas，BOG)，如在LNG储罐使用过程中，在泵停止运行后，泵井内液体随自重回流至储罐，导致泵井内液面至储罐顶部空间充满BOG气体，在每次启泵过程中需要对该部分气体进行排空。

以往的排气做法是对排气控制阀进行时间控制，设置固定的时间进行排气，这样会导致排气不彻底或是排气不完全的现象，严重时，LNG液会直接进入排气管线，造成排气管线剧烈振动，给设备和人员带来危险。因此，在罐内泵启动过程中，液体在泵井内上升，将泵井内的气相空间进行压缩，为了保证这些气体不进入主管线，需要对其进行排气，排气时间要进行严格的控制。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种液化天然气低温泵井排气系统及控制方法，达到自动、智能排气的功能，既可避免BOG气体进入下游工序和液体进入排气管线，又可灵活控制排气时间。

本发明首先提供一种液化天然气低温泵井排气系统，包括设置于低温储罐中的液位检测仪、与低温储罐内的泵井连接的排气管线、与低温储罐内的泵井连接的外输管线，泵井底部设置低温罐内泵，排气管线内设置排气控制阀，外输管线内设置排液控制阀，液位检测仪、排气控制阀、排液控制阀、低温罐内泵分别与控制单元连接，所述控制单元能够根据液位检测仪检测到的液位控制排气控制阀的开关，从而控制排气时间。

所述控制单元根据液位检测仪检测到的液位和低温罐内泵的工作参数，控制排气控制阀和排液控制阀的开关，达到精确控制排气时间的目的。

本发明通过控制单元控制系统的基础参数设置、液位检测仪、排气控制阀、排液控制阀，控制系统根据基础参数的设置实现自动排气功能，实现对排气时间的严格计算和控制。

在本发明中，液位检测仪例如为微波雷达液位检测仪或浮筒式液位检测仪。

液位检测仪用于对储罐内液位进行实时监测，检测到的液位值被输入控制单元进行排气时间计算。

作为优选，排气管线设在用于排液的外输管线的上方。

在本发明中，控制单元例如是可编程控制器(PLC)或集散控制系统(DCS)。

控制单元接收液位检测仪传来的数据，执行计算程序，并输出对排气控制阀和排液控制阀的指令，可以由可编程控制器(PLC)或集散控制系统(DCS)系统实现。

本发明还提供一种控制液化天然气低温泵井排气的方法，包括以下步骤：

1)通过液位检测仪获取泵井气相高度H1：

H1＝H-L，

其中H为泵井的设计高度，L为液位检测仪测得的罐内液位值；

2)计算泵井有效排出体积V2，计算公式V2＝P1*(H₁*3.14*D²/4)/P2，