工業(yè)生產(chǎn)工藝之燒結(jié)小結(jié)

工業(yè)生產(chǎn)工藝之燒結(jié)小結(jié)

一．

相關(guān)概念

燒結(jié)是粉末或粉末壓坯加熱到低于其中基本成分的熔點(diǎn)的溫度，然后以一定的方法和速度冷卻到室溫的過(guò)程。燒結(jié)的結(jié)果是粉末顆粒之間發(fā)生粘結(jié)，燒結(jié)體的強(qiáng)度增加，把粉末顆粒的聚集體變成為晶粒的聚結(jié)體，從而獲得所需的物理、機(jī)械性能的制品或材料。

燒結(jié)工藝是指根據(jù)原料特性所選擇的加工程序和燒結(jié)工藝制度。它對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量有著直接而重要的影響。本工藝按照燒結(jié)過(guò)程的內(nèi)在規(guī)律選擇了合適的工藝流程和操作制度，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果，強(qiáng)化燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程，能夠獲得先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，保證實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗。本生產(chǎn)工藝流程有原料的接受，兌灰，拌合，篩分破碎及溶劑燃料的破碎篩分，配料，混料，點(diǎn)火，抽風(fēng)燒結(jié)，抽風(fēng)冷卻，破碎篩分，除塵等環(huán)節(jié)組成。

二．我國(guó)燒結(jié)球團(tuán)現(xiàn)狀

人造塊礦分為燒結(jié)礦和球團(tuán)礦兩類。燒結(jié)適用于粒度較半H的富礦粉造塊，球|圳則適合粒度極細(xì)的鐵精礦成型。燒結(jié)礦足我國(guó)高爐煉鐵使用的最主要的含鐵原料，約占爐料結(jié)構(gòu)70％～80％。球團(tuán)礦作為酸性爐料，是合理爐料結(jié)構(gòu)的重要組成部分，與高堿度燒結(jié)礦搭配可發(fā)揮高堿度燒結(jié)礦的優(yōu)越性。一、我國(guó)燒結(jié)球團(tuán)生產(chǎn)現(xiàn)狀

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)燒結(jié)球團(tuán)行業(yè)也隨之快速發(fā)展，無(wú)論足紅燒結(jié)球團(tuán)產(chǎn)肇、質(zhì)最，還是在工藝和技術(shù)裟備方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，自動(dòng)化水平也大大提高。1．產(chǎn)量高速增長(zhǎng)

201*～201*年問，我國(guó)生鐵產(chǎn)最從1．31億t增加至4．67億t，凈增3．36億t，年增長(zhǎng)率為17．6％；燒結(jié)礦產(chǎn)量從1．68億t增加至5．55億t，凈增3．87億t，年增長(zhǎng)率16．2％；球團(tuán)礦產(chǎn)最從1427萬(wàn)t增加至1．0l億t，凈增8637萬(wàn)t，年增長(zhǎng)率28．2％。近年來(lái)全國(guó)生鐵、燒結(jié)礦和球團(tuán)礦產(chǎn)量見圖1。2．設(shè)備大型化

我國(guó)燒結(jié)不僅在數(shù)量上增長(zhǎng)迅猛，在技術(shù)裝備水平上也有一個(gè)大匕躍。1985年，寶鋼從日本引進(jìn)的450m2燒結(jié)機(jī)投產(chǎn)，

顯示了諸多的優(yōu)勢(shì)，燒結(jié)礦質(zhì)量好、能耗低，勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平高，便于生產(chǎn)管理和環(huán)境保護(hù)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到了囤際先進(jìn)水平。1985201*年的23年間，我國(guó)新建和改造了一大批大犁燒結(jié)機(jī)，截至目前我國(guó)已投產(chǎn)的燒結(jié)機(jī)中，有47臺(tái)300～495m2大型燒結(jié)機(jī)，面積達(dá)17770m2，平均單機(jī)面積378m2。201*年全國(guó)共有豎爐123座，生產(chǎn)能力5609萬(wàn)t；帶式焙燒機(jī)2臺(tái)，生產(chǎn)能力350萬(wàn)t；鏈箅機(jī)一回轉(zhuǎn)窯59條，生產(chǎn)能力7380萬(wàn)t；球團(tuán)礦總生產(chǎn)能力13339萬(wàn)t。繼首鋼開發(fā)成功鏈箅機(jī)一回轉(zhuǎn)窯采用煤粉作燃料之后，鏈箅機(jī)一回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)發(fā)展較快，年生產(chǎn)能力≥120萬(wàn)t有35條生產(chǎn)線，總生產(chǎn)能力6190萬(wàn)t；而其中年生產(chǎn)能力≥200萬(wàn)t有16條生產(chǎn)線，總生產(chǎn)能力3870萬(wàn)t。3．燒結(jié)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)改善

201*～201*年我國(guó)大中型企業(yè)燒結(jié)主要技術(shù)指標(biāo)如下：我國(guó)燒結(jié)日歷作業(yè)率和從業(yè)人員勞動(dòng)生產(chǎn)率逐年穩(wěn)步提升，燒結(jié)礦強(qiáng)度和合格率越來(lái)越高，固體燃料消耗和工序能耗逐年下降，利用系數(shù)和堿度趨于穩(wěn)定，這說(shuō)明我國(guó)燒結(jié)礦的質(zhì)量變好，而能耗指標(biāo)逐年下降。二、燒結(jié)、球團(tuán)存在的主要差距我國(guó)燒結(jié)球團(tuán)雖然在裝備大型化、技術(shù)進(jìn)步、節(jié)能減排等方而取得的顯著的成績(jī)，但由于不同地區(qū)、不同企業(yè)發(fā)展不平衡，處于多層次、不IJ技術(shù)裝備水平并存的發(fā)展階段。燒結(jié)球團(tuán)整體水平與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍存在差距。

1．我圍鋼鐵企業(yè)由于生產(chǎn)集中度低，布局分散，燒結(jié)機(jī)與高爐基本采用一對(duì)一配置，而中小高爐所占比重過(guò)高，導(dǎo)致配備了大量不符合產(chǎn)業(yè)政策準(zhǔn)入條件的燒結(jié)機(jī)(小于180m2)。另外，豎爐球團(tuán)座數(shù)和產(chǎn)能仍占較高比例。

2．我國(guó)燒結(jié)機(jī)臺(tái)數(shù)眾多，重點(diǎn)企業(yè)統(tǒng)計(jì)單位燒結(jié)機(jī)平均面積123m2(在統(tǒng)計(jì)范圍外存在為數(shù)不少的能耗高、環(huán)保條件差的小型帶式燒結(jié)機(jī)、步進(jìn)式和環(huán)式燒結(jié)機(jī))。日本燒結(jié)機(jī)平均而積超過(guò)300mz(日本全國(guó)生產(chǎn)25臺(tái)燒結(jié)機(jī)中有12臺(tái)燒結(jié)面積在4001112以上)。我國(guó)由于歷史原因，燒結(jié)機(jī)單體面積小，裝備水平低，總圖布置緊張，給節(jié)能環(huán)保等技術(shù)采用帶來(lái)困難。

3．我國(guó)煉鐵主要為高爐冶煉，高爐爐料結(jié)構(gòu)以燒結(jié)礦為主(一般所占配比70％～80％)，爐料結(jié)構(gòu)雖與日本、韓國(guó)的爐料結(jié)構(gòu)相似，但日本、韓國(guó)原料主要從澳大利亞、巴西等進(jìn)口優(yōu)質(zhì)富礦粉作原料，我國(guó)燒結(jié)需配備一半左右國(guó)產(chǎn)鐵精粉。歐盟和美國(guó)等由于原料條件和環(huán)保原因，逐步取消燒結(jié)系統(tǒng)，球團(tuán)配比較高，燒結(jié)也采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)富礦粉作原料，燒結(jié)機(jī)設(shè)備趨于大型化。

4．我國(guó)原料條件由于受市場(chǎng)供應(yīng)、價(jià)格、運(yùn)輸?shù)葘�素影響，不得不采用一些品質(zhì)下降的低價(jià)礦、含多組分難冶煉鐵礦粉，與進(jìn)口優(yōu)質(zhì)富礦粉相比含鐵品位低，含硫量高，給后續(xù)污染物的處理帶來(lái)巨大的壓力。

5．我國(guó)球團(tuán)多數(shù)布置在廠區(qū)內(nèi)，且存為數(shù)眾多的豎爐，在礦山建設(shè)的鏈箅機(jī)一回轉(zhuǎn)窯以煤粉作燃料。而國(guó)外球團(tuán)礦主要布置在礦山或鐵礦石出口港，已基本淘汰豎爐，以帶式焙燒機(jī)和鏈箅機(jī)一回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)球團(tuán)礦，燃料為天然氣或重油，生產(chǎn)規(guī)模一般在300萬(wàn)t／a以上。三．燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程

目前生產(chǎn)上廣泛采用帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)燒結(jié)礦。燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程如圖24所示。主要包括燒結(jié)料的準(zhǔn)備，配料與混合，燒結(jié)和產(chǎn)品處理等工序。1.抽風(fēng)燒結(jié)工藝流程【1】燒結(jié)原料的準(zhǔn)備

①含鐵原料

含鐵量較高、粒度③燃料

主要為焦粉和無(wú)煙煤。

對(duì)燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，揮發(fā)分低，含硫低，成分穩(wěn)定，含水小于10%，粒度小于3mm的占95%以上。2.配料與混合【1】配料

①配料目的：獲得化學(xué)成分和物理性質(zhì)穩(wěn)定的燒結(jié)礦，滿足高爐冶煉的要求。

常用的配料方法：容積配料法和質(zhì)量配料法。

容積配料法是基于物料堆積密度不變，原料的質(zhì)量與體積成比例這一條件進(jìn)行的。準(zhǔn)確性較差。

②質(zhì)量配料法是按原料的質(zhì)量配料。比容積法準(zhǔn)確，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。【2】混合

①混合目的：使燒結(jié)料的成分均勻，水分合適，易于造球，從而獲得粒度組

成良好的燒結(jié)混合料，以保證燒結(jié)礦的質(zhì)量和提高產(chǎn)量。

②混合作業(yè)：加水潤(rùn)濕、混勻和造球。

●根據(jù)原料性質(zhì)不同，可采用一次混合或二次混合兩種流程。一次混合的目的：潤(rùn)濕與混勻，當(dāng)加熱返礦時(shí)還可使物料預(yù)熱。二次混合的目的：繼續(xù)混勻，造球，以改善燒結(jié)料層透氣性。

用粒度10～Omm的富礦粉燒結(jié)時(shí)，因其粒度已經(jīng)達(dá)到造球需要，采用一次

混合，混合時(shí)間約50s。

●使用細(xì)磨精礦粉燒結(jié)時(shí)，因粒度過(guò)細(xì)，料層透氣性差，為改善透氣性，

必須在混合過(guò)程中造球，所以采用二次混合，混合時(shí)間一般不少于2．5～3min。我國(guó)燒結(jié)廠大多采用二次混合。3．燒結(jié)生產(chǎn)

燒結(jié)作業(yè)是燒結(jié)生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)，它包括布料、點(diǎn)火、燒結(jié)等主要工序�！�1】布料

●將鋪底料、混合料鋪在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上的作業(yè)。

●當(dāng)采用鋪底料工藝時(shí)，在布混合料之前，先鋪一層粒度為10～25mm，厚度為20～25mm的小塊燒結(jié)礦作為鋪底料，其目的是保護(hù)爐箅，降低除塵負(fù)荷，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子壽命，減少或消除爐箅粘料。

●鋪完底料后，隨之進(jìn)行布料。布料時(shí)要求混合料的粒度和化學(xué)成分等沿臺(tái)車縱橫方向均勻分布，并且有一定的松散性，表面平整。目前采用較多的是圓輥布料機(jī)布料。【2】點(diǎn)火

●點(diǎn)火操作是對(duì)臺(tái)車上的料層表面進(jìn)行點(diǎn)燃，并使之燃燒。

●點(diǎn)火要求有足夠的點(diǎn)火溫度，適宜的高溫保持時(shí)間，沿臺(tái)車寬度點(diǎn)火均

勻。

●點(diǎn)火溫度取決于燒結(jié)生成物的熔化溫度。�？刂圃�1250±50℃�！顸c(diǎn)火時(shí)間通常40～60s。●點(diǎn)火真空度4～6kPa。●點(diǎn)火深度為10～20mm�！�3】燒結(jié)

●控制燒結(jié)的風(fēng)量、真空度、料層厚度、機(jī)速和燒結(jié)終點(diǎn)。

燒結(jié)風(fēng)量：平均每噸燒結(jié)礦需風(fēng)量為3200m3，按燒結(jié)面積計(jì)算為(70～90)m3/(cm2．min)。

●真空度：決定于風(fēng)機(jī)能力、抽風(fēng)系統(tǒng)阻力、料層透氣性和漏風(fēng)損失情況。

料層厚度：合適的料層厚度應(yīng)將高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)結(jié)合起來(lái)考慮。國(guó)內(nèi)一般采用料層厚度為250～500mm。

●機(jī)速：合適的機(jī)速應(yīng)保證燒結(jié)料在預(yù)定的燒結(jié)終點(diǎn)燒透燒好。實(shí)際生產(chǎn)

中，機(jī)速一般控制在1.5～4m/min為宜。

燒結(jié)終點(diǎn)的判斷與控制：控制燒結(jié)終點(diǎn)，即控制燒結(jié)過(guò)程全部完成時(shí)臺(tái)車所處的位置。中小型燒結(jié)機(jī)終點(diǎn)一般控制在倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱處，大型燒結(jié)機(jī)控制在倒數(shù)

●一般可分為5層，各層中的反應(yīng)變化情況如圖25所示。點(diǎn)火開始以

后，依次出現(xiàn)燒結(jié)礦層，燃燒層，預(yù)熱層，干燥層和過(guò)濕層。然后后四層又相繼消失，最終只剩燒結(jié)礦層。

①燒結(jié)礦層

經(jīng)高溫點(diǎn)火后，燒結(jié)料中燃料燃燒放出大量熱量，使料層中礦物產(chǎn)生熔融，

隨著燃燒層下移和冷空氣的通過(guò)，生成的熔融液相被冷卻而再結(jié)晶(10001100℃)凝固成網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦。

這層的主要變化是熔融物的凝固，伴隨著結(jié)晶和析出新礦物，還有吸入的冷空氣被預(yù)熱，同時(shí)燒結(jié)礦被冷卻，和空氣接觸時(shí)低價(jià)氧化物可能被再氧化。

②燃燒層

燃料在該層燃燒，溫度高達(dá)1350～1600℃，使礦物軟化熔融黏結(jié)成塊。

該層除燃燒反應(yīng)外，還發(fā)生固體物料的熔化、還原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反應(yīng)。

③預(yù)熱層

由燃燒層下來(lái)的高溫廢氣，把下部混合料很快預(yù)熱到著火溫度，一般為

400～800℃。

此層內(nèi)開始進(jìn)行固相反應(yīng)，結(jié)晶水及部分碳酸鹽、硫酸鹽分解，磁鐵礦局部被氧化。

④干燥層

干燥層受預(yù)熱層下來(lái)的廢氣加熱，溫度很快上升到100℃以上，混合料中的游離水大量蒸發(fā)，此層厚度一般為l0～30mm。

實(shí)際上干燥層與預(yù)熱層難以截然分開，可以統(tǒng)稱為干燥預(yù)熱層。該層中料球被急劇加熱，迅速干燥，易被破壞，惡化料層透氣性。

⑤過(guò)濕層從干燥層下來(lái)的熱廢氣含有大量水分，料溫低于水蒸氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，廢氣中的水蒸氣會(huì)重新凝結(jié)，使混合料中水分大量增加而形成過(guò)濕層。此層水分過(guò)多，使料層透氣性變壞，降低燒結(jié)速度。

●燒結(jié)過(guò)程中的基本化學(xué)反應(yīng)①固體碳的燃燒反應(yīng)固體碳燃燒反應(yīng)為：

反應(yīng)后生成C0和C02，還有部分剩余氧氣，為其他反應(yīng)提供了氧化還原氣體和熱量。

燃燒產(chǎn)生的廢氣成分取決于燒結(jié)的原料條件、燃料用量、還原和氧化反應(yīng)的發(fā)展程度、以及抽過(guò)燃燒層的氣體成分等因素。

②碳酸鹽的分解和礦化作用

燒結(jié)料中的碳酸鹽有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等，其中以CaC03為主。在燒結(jié)條件下，CaC03在720℃左右開始分解，880℃時(shí)開始化學(xué)沸騰，其他碳酸鹽相應(yīng)的分解溫度較低些。

碳酸鈣分解產(chǎn)物Ca0能與燒結(jié)料中的其他礦物發(fā)生反應(yīng)，生成新的化合物，這就是礦化作用。反應(yīng)式為：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CaCO3+Fe2O3=CaOFe2O3+CO2

如果礦化作用不完全，將有殘留的自由Ca0存在，在存放過(guò)程中，它將同大氣中的水分進(jìn)行消化作用：CaO+H2O=Ca(OH)2

使燒結(jié)礦的體積膨脹而粉化。

③鐵和錳氧化物的分解、還原和氧化

鐵的氧化物在燒結(jié)條件下，溫度高于l300℃時(shí)，F(xiàn)e203可以分解

Fe304在燒結(jié)條件下分解壓很小，但在有Si02存在、溫度大于1300℃時(shí)，也可能分解

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LNG生產(chǎn)工藝小結(jié)

發(fā)布時(shí)間：201*-01-27

來(lái)源方式：原創(chuàng)

201*年3月23日,社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社在京發(fā)布了《低碳經(jīng)濟(jì)藍(lán)皮書：中國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展報(bào)告(201*)》。藍(lán)皮書制定節(jié)能減排總量指標(biāo)，確保有節(jié)能減排效果、有高質(zhì)量生活環(huán)境的適度增長(zhǎng)。隨著低碳經(jīng)濟(jì)的來(lái)臨，LNG作為一種綠色環(huán)保的清潔能源越來(lái)越受到青睞，很多國(guó)家都將LNG列為首選燃料，是現(xiàn)今世界能源供應(yīng)中需求增長(zhǎng)最快的一種燃料。因此，大力發(fā)展LNG液化廠是大力發(fā)展清潔能源，治理大氣污染緩解溫室效應(yīng)迫在眉睫的任務(wù)。

作為L(zhǎng)NG工廠的工藝操作員工，我們的任務(wù)就是生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)清潔的LNG產(chǎn)品，其關(guān)鍵技術(shù)就是天然氣的液化技術(shù)，而天然氣作為液化裝置的原料氣，首先必須對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理的目的就是脫除有害雜質(zhì)和液化深冷過(guò)程中可能結(jié)晶的物質(zhì)，即天然氣中的硫化氫、二氧化碳、水、汞、重?zé)N等，這樣就可避免低溫下水與烴類組分凍結(jié)而堵塞設(shè)備和管道，提高天然氣的熱值，滿足氣體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，保證天然氣在深冷條件下液化裝置能正常運(yùn)行，還可以避免腐蝕性雜質(zhì)腐蝕管道及設(shè)備。我廠的天然氣預(yù)處理單元分為過(guò)濾增壓、脫酸、脫水脫汞。

過(guò)濾增壓?jiǎn)卧�：主要監(jiān)測(cè)入廠壓力及原料氣壓縮機(jī)的各項(xiàng)性能功能參數(shù)指標(biāo)。

1、入廠壓力波動(dòng)或異常會(huì)影響后系統(tǒng)的操作，會(huì)造成減產(chǎn)，嚴(yán)重會(huì)損壞設(shè)備以及停車；

2、原料氣壓縮機(jī)及油泵的各項(xiàng)參數(shù)正常工作下保持在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，溫度在一天內(nèi)會(huì)隨著環(huán)境溫度的變化有1-8℃的起伏，如果超出這個(gè)范圍或者在短時(shí)間內(nèi)變化幅度大就要通知外操儀表處理了;3、壓縮機(jī)進(jìn)出口壓力、振動(dòng)、油位、油壓、電流等都是重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的參數(shù)。脫酸單元：

1、要注意各個(gè)泵的運(yùn)行情況，包括電流壓力等，出現(xiàn)異常要及時(shí)切換處理；

2、脫酸單元最常見得問題就是發(fā)泡，吸收塔壓差變大、貧胺罐液位降低、脫酸氣分離罐帶液、解析塔壓差變大、吸收塔液位波動(dòng)都是發(fā)泡的征兆，出現(xiàn)這種情況要聯(lián)系儀表人員檢查儀表，排除儀表故障后聯(lián)系外操添加消泡劑，加消泡劑后20分鐘左右要嚴(yán)密注意吸收塔的液位，一般情況吸收塔液位要快速上漲，中控操作人員要將液控閥打到手動(dòng)，根據(jù)液位升降速度給開度，閥開度不宜過(guò)大或過(guò)小（20%-80%之間），防止高壓竄低壓，處理后要聯(lián)系化驗(yàn)分析二氧化碳的含量，以防含量超標(biāo)影響液化操作；3、吸收塔發(fā)泡時(shí)，脫酸氣分離罐液量大，其液控閥口徑小須中控與現(xiàn)場(chǎng)旁通配合排液；4、要控制好解析塔塔頂溫度、回流罐的回流量，保證解析效果；

5、停胺循環(huán)前一定先將蒸汽控制閥關(guān)掉并通知外操將閥隔出（此閥有漏），否則干燒塔底再沸器及其他，造成嚴(yán)重后果，胺循環(huán)建好后再投蒸汽閥；6、胺濃度不可低于40，盡量不給貧氨罐補(bǔ)水，濃度高則可補(bǔ)水，運(yùn)行過(guò)程中要注意貧氨罐的液位，排污后要記得關(guān)閥，否則造成貧氨罐液位低，使貧氨增壓泵抽空引發(fā)全廠停車。脫水脫汞單元：

1、此單元為程序控制單元，最主要的目的就是保證脫水脫汞的效果，由于北方冬天氣溫低，程控閥開關(guān)不靈敏超時(shí)、管道有液凍堵導(dǎo)致充泄壓不及時(shí)會(huì)觸動(dòng)連鎖；

2、我廠再生氣加熱爐冬季溫度設(shè)定在285-290攝氏度,保證再生效果；2、脫水單元超過(guò)一小時(shí)沒投用，啟動(dòng)后須聯(lián)系化驗(yàn)測(cè)露點(diǎn)。

天然氣的預(yù)處理主要是保障液化單元的順利進(jìn)行，液化單元是生產(chǎn)LNG的核心部分，我廠采用的是混合冷劑循環(huán)制冷，以五種冷劑氮?dú)狻⒓淄�、乙烯、丙烷、異戊烷五種冷劑為工質(zhì)，進(jìn)行逐級(jí)冷凝、節(jié)流得到不同溫度水平的制冷量實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)LNG。液化單元的實(shí)質(zhì)就是通過(guò)天然氣換熱不斷釋放其內(nèi)能，繼而降低天然氣溫度，最終實(shí)現(xiàn)“由氣變液”的過(guò)程。天然氣的液化分為預(yù)冷和深冷，預(yù)處理后的天然氣導(dǎo)入冷箱，經(jīng)預(yù)冷后分離掉重?zé)N回到冷箱經(jīng)深冷、節(jié)流后送入儲(chǔ)罐。冷劑循環(huán)通過(guò)J-T閥膨脹，以不同溫度級(jí)為冷箱提供冷量。原料氣和冷劑的流量、溫度、壓力，冷劑的配比，原料氣的成分都會(huì)影響到液化效果以及生產(chǎn)能耗。冷劑壓縮機(jī)：

1、喘振：操作過(guò)程中要控制好壓縮機(jī)出入口壓力，使一二段壓比在設(shè)定范圍內(nèi)，保證一二段流量，避免一二段防喘閥PV值接近喘振點(diǎn)，提轉(zhuǎn)速使跳過(guò)喘振點(diǎn)，注意壓縮機(jī)功率；

2、帶液：冷劑壓縮機(jī)壓縮的介質(zhì)為混合烴，過(guò)程中有相變，所以嚴(yán)禁液體進(jìn)入設(shè)備，操作過(guò)程中要控制冷機(jī)壓縮機(jī)入口分離器液位不可過(guò)高，入口溫度一般控制在20℃以上，保證熱線投用。冷箱：

1、冷箱上部溫度主要由異戊烷和丙烷控制，T1溫度過(guò)低說(shuō)明異戊烷氣化不好，可通過(guò)補(bǔ)丙烷來(lái)加大異戊烷的氣化效果，達(dá)到T1升溫的效果；

2、冷箱中部溫度主要由乙烯決定，TI50503溫度回升或不穩(wěn)定，可補(bǔ)充乙烯，由于目前TI50503溫度控制過(guò)低，天然氣中大部分乙烷在淺冷區(qū)已經(jīng)被分離到重?zé)N分離罐中，造成生產(chǎn)LNG產(chǎn)量小，相對(duì)耗氣量大，而且熱值降低，所以現(xiàn)在溫度控制在-62攝氏度以上；

3、冷箱下部溫度主要由氮?dú)夂图淄閬?lái)控制，補(bǔ)充過(guò)程中要參考色譜分析，控制好氮?dú)饧淄榈谋壤�。公用工程單元作為輔助單元起到了重要的作用空壓機(jī)、制氮機(jī)、液氮罐

1、提供保護(hù)氣、密封氣，保證冷箱和大罐夾層微正壓、起絕熱保冷的作用，也用于檢修、吹掃、置換等；2、提供儀表風(fēng)，保證全場(chǎng)閥門正常工作，PI8103控制大于5公斤；3、冷劑補(bǔ)充氮?dú)狻⒗鋭�壓縮機(jī)潤(rùn)滑油隔離氣，PI8101控制在3公斤以上，低于3公斤，油泵聯(lián)鎖停，引發(fā)全廠停車；

4、現(xiàn)工廠用制氮機(jī)出口氮?dú)馓峁└綦x氣，要嚴(yán)密監(jiān)測(cè)PI8102在3公斤以上。循環(huán)水

1、循環(huán)水停運(yùn)后長(zhǎng)時(shí)間不開，要將系統(tǒng)中水排盡，以防凍堵；2、再次開啟循環(huán)水后要進(jìn)行高點(diǎn)排水。

以上是我作為內(nèi)操在日常操作過(guò)程中積累的一些經(jīng)驗(yàn)，有不足之處懇請(qǐng)批評(píng)指正。在今后的工作生活中,我會(huì)繼續(xù)保持良好的工作狀態(tài)，繼續(xù)深入學(xué)習(xí)本專業(yè)知識(shí),提高自己的專業(yè)技能。

LNG項(xiàng)目及其相關(guān)儀表簡(jiǎn)介

一、LNG行業(yè)背景

天然氣是一種多組分的混合氣體，主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣，以及微量的惰性氣體，如氦和氬等。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態(tài)存在，戊烷以上為液體。

液化天然氣（LiquefiedNaturalGas,簡(jiǎn)稱LNG）技術(shù)主要包括天然氣預(yù)處理、液化、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、利用五個(gè)系統(tǒng)。一般生產(chǎn)工藝過(guò)程是：天然氣經(jīng)過(guò)凈化處理（脫水、脫重?zé)N、脫二氧化碳?xì)怏w）后，采用節(jié)流、膨脹或制冷劑循環(huán)制冷工藝，使甲烷變成液體。液化后的天然氣具有如下特點(diǎn):（1）液化天然氣的體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600，大大方便儲(chǔ)存和運(yùn)輸。

液化天然氣比水輕，其重量?jī)H為同體積水的45%。便于進(jìn)行經(jīng)濟(jì)可靠的運(yùn)輸。LNG用于城市干線供氣和支線管網(wǎng)，可節(jié)省大量的工程投資，而且經(jīng)濟(jì)，供氣范圍廣。（2）LNG儲(chǔ)存效率高、占地少、投資省。

例如，一座100m3的低溫儲(chǔ)罐所裝LNG量(罐內(nèi)壓力為0.1MPa，溫度為－162℃),相當(dāng)于6座體積為1000m3的天然氣球罐（內(nèi)壓為1MPa，溫度為常溫）所裝天然氣量。但后者的投資要比前者高8倍。（3）有利于城市負(fù)荷的調(diào)節(jié)，生產(chǎn)過(guò)程釋放出的冷量可以利用。

LNG氣化時(shí)的冷量，用作冷藏、冷凍、溫差發(fā)電等。因此，有的調(diào)峰裝置就和冷凍廠進(jìn)行聯(lián)合建設(shè)。按目前LNG生產(chǎn)的工藝技術(shù)水平，可將天然氣液化生產(chǎn)所消耗能量的50%加以利用。（4）LNG用作汽車燃料經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保。

LNG可用作優(yōu)質(zhì)的車用燃料，與燃油汽車相比，具有抗爆性好，燃燒完全、排氣污染少、發(fā)動(dòng)機(jī)壽命長(zhǎng)、降低運(yùn)輸成本等優(yōu)點(diǎn)。LNG與壓縮天然氣和壓縮石油氣汽車相比更加經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保。液化天然氣汽車是以LNG工廠生產(chǎn)的低溫液態(tài)天然氣為燃料的新一代天然氣卡車，其突出優(yōu)點(diǎn)是排放尾氣污染量是其它車型的1/10,節(jié)能減排效果尤其明顯。另外LNG能量密度大，氣液體積比為625／1，汽車?yán)m(xù)駛里程長(zhǎng)；建站投資少，占地少，無(wú)大型動(dòng)力設(shè)備，運(yùn)行成本低；加氣站無(wú)噪音；LNG可用專用槽車運(yùn)輸，建站不受天然氣管網(wǎng)制約，因此便于規(guī)�；�推廣。更重要的一點(diǎn)是可將LNG用泵升壓汽化后轉(zhuǎn)化為CNG，對(duì)CNG汽車加氣，而不需要提供CNG專用壓縮機(jī)。（5）生產(chǎn)、使用比較安全。液化天然氣安全性高，其著火溫度為650℃；比汽油高230多度；LNG爆炸極限4.7%～15%，汽油為1%～5%，高出3～4.7倍；LNG密度為470Kg/m3左右，汽油為700Kg/m3左右；不含一氧化碳，不會(huì)引起一氧化碳中毒。氣態(tài)天然氣密度比空氣輕，如有泄露易于飄散。在泄露處不容易聚集而引起火災(zāi)或爆炸。燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生一氧化碳等有毒氣體，不會(huì)危害人體健康。正因?yàn)長(zhǎng)NG具有低溫、輕質(zhì)、易蒸發(fā)的特性，可防止被人盜取造成損失。

（6）有利于保護(hù)環(huán)境，減少污染。屬于國(guó)家重點(diǎn)扶持的新興產(chǎn)業(yè)。

天然氣是公認(rèn)的最清潔的燃料。天然氣燃燒后生成二氧化碳和水，與煤炭和重油比較，燃燒天然氣產(chǎn)生的有害物質(zhì)大幅度減少，如以天然氣代替燃煤，可減少氮氧化物排放量80-90%，一氧化碳排放量可減少52%。而液化天然氣則使天然氣在液化過(guò)程中進(jìn)一步得到凈化，甲烷純度更高，不含二氧化碳、硫化物等。并杜絕二氧化硫的排放和城市酸雨的產(chǎn)生。更有利于保護(hù)環(huán)境，減少污染。屬于國(guó)家重點(diǎn)扶持的新興產(chǎn)業(yè)。

二、LNG行業(yè)的發(fā)展

天然氣在投入生產(chǎn)和應(yīng)用初期，就產(chǎn)生了液化天然氣（LNG）和壓縮天然氣（CNG）兩種形式。由于液化后的天然氣能量密度高，解決遠(yuǎn)洋和邊遠(yuǎn)地區(qū)所開發(fā)天然氣的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸問題，利用LNG船運(yùn)方式已成為目前運(yùn)送天然氣的一條便捷途徑。LNG是一種清潔、高效的能源。由于進(jìn)口LNG有助于能源消費(fèi)國(guó)實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)多元化、保障能源安全，而出口LNG有助于天然氣生產(chǎn)國(guó)有效開發(fā)天然氣資源、增加外匯收入、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因而LNG貿(mào)易正成為全球能源市場(chǎng)的新熱點(diǎn)。

天然氣作為清潔能源越來(lái)越受到青睞，很多國(guó)家都將LNG列為首選燃料，天然氣在能源供應(yīng)中的比例迅速增加。液化天然氣正以每年約12%的高速增長(zhǎng)，成為全球增長(zhǎng)最迅猛的能源行業(yè)之一。近年來(lái)全球LNG的生產(chǎn)和貿(mào)易日趨活躍，LNG已成為稀缺清潔資源，正在成為世界油氣工業(yè)新的熱點(diǎn)。為保證能源供應(yīng)多元化和改善能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，一些能源消費(fèi)大國(guó)越來(lái)越重視LNG的引進(jìn)，日本、韓國(guó)、美國(guó)、歐洲都在大規(guī)模興建LNG接收站。國(guó)際大石油公司也紛紛將其新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)轉(zhuǎn)向LNG業(yè)務(wù)，LNG將成為石油之后下一個(gè)全球爭(zhēng)奪的熱門能源商品。

中國(guó)天然氣利用極為不平衡，天然氣在中國(guó)能源中的比重很小。從中國(guó)的天然氣發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，天然氣資源有限，天然氣產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于需求，供需缺口越來(lái)越大。盡管還沒有形成規(guī)模，但是LNG的特點(diǎn)決定LNG發(fā)展非常迅速。可以預(yù)見，在未來(lái)10-20年的時(shí)間內(nèi)，LNG將成為中國(guó)最主要的清潔能源。201*年中國(guó)進(jìn)口290多萬(wàn)噸LNG，201*年全年進(jìn)口量是201*年全年進(jìn)口量的3倍多。201*年中國(guó)液化天然氣進(jìn)口總量為350萬(wàn)噸，201*年進(jìn)口LNG量約為930萬(wàn)噸（約合130.2億m3/y），約占全球LNG貿(mào)易量的5.6%。到201*年，我國(guó)進(jìn)口LNG可達(dá)到1710萬(wàn)噸（約合240億m3/y）；預(yù)計(jì)201*年，LNG進(jìn)口量將7840萬(wàn)噸。

在中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的同時(shí)，為保障經(jīng)濟(jì)的能源動(dòng)力卻極度緊缺。中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，石油、天然氣只占到很小的比例，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平。隨著國(guó)家對(duì)能源需求的不斷增長(zhǎng)，引進(jìn)LNG將對(duì)優(yōu)化中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，有效解決能源供應(yīng)安全、生態(tài)環(huán)境保護(hù)的雙重問題，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。

中國(guó)對(duì)LNG產(chǎn)業(yè)的發(fā)展越來(lái)越重視，中國(guó)正在規(guī)劃和實(shí)施的沿海LNG項(xiàng)目有：廣東、福建、浙江、上海、江蘇、山東、遼寧等，這些項(xiàng)目將最終構(gòu)成一個(gè)沿海LNG接收站與輸送管網(wǎng)。按照中國(guó)的LNG使用計(jì)劃，201*年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力將達(dá)到900億立方米，而2020年為2400億立方米。而在進(jìn)口天然氣方面，發(fā)改委預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)要進(jìn)口350億立方米，相當(dāng)于2500萬(wàn)噸/年，是廣東省接收站的總量的7倍。中國(guó)建成的LNG衛(wèi)星站已超過(guò)40個(gè)、調(diào)峰站1座、LNG工廠2座，正在建設(shè)中的LNG工廠有4座，規(guī)劃中的LNG接收站全部建成后總儲(chǔ)存中轉(zhuǎn)能力可達(dá)1800萬(wàn)噸／年。LNG在中國(guó)的發(fā)展，不亞于燃?xì)忸I(lǐng)域的一場(chǎng)革命。中國(guó)的城市能源從煤炭煤制氣LPG管道天然氣LNG，走過(guò)了漫長(zhǎng)過(guò)程，代表了中國(guó)能源的發(fā)展歷程。中國(guó)也有望成為亞太地區(qū)新興的LNG市場(chǎng)。專家預(yù)計(jì)，201*年中國(guó)LNG進(jìn)口將超過(guò)1710萬(wàn)噸，2020年則將會(huì)成倍增長(zhǎng)。國(guó)際天然氣市場(chǎng)將逐漸轉(zhuǎn)為賣方市場(chǎng)，供應(yīng)趨于緊張。從目前規(guī)劃看，中國(guó)石油一期（201*年）LNG能力約1250萬(wàn)噸；中國(guó)石化一期能力600萬(wàn)至900萬(wàn)噸；中國(guó)海洋石油一期能力約1200萬(wàn)噸。換算下來(lái)，僅一期能力，中國(guó)石油相當(dāng)于引進(jìn)約167億立方米天然氣，中國(guó)石化約為80億至120億立方米，中國(guó)海洋石油約160億立方米。因此隨著能源價(jià)格不斷上升和液化天然氣轉(zhuǎn)變，LNG產(chǎn)業(yè)化的趨勢(shì)已銳不可當(dāng)，有著非常大的發(fā)展空間。中國(guó)的LNG產(chǎn)業(yè)正處在蓬勃發(fā)展的階段。我國(guó)政府已把天然氣利用作為優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、改善大氣環(huán)境的主要措施，鼓勵(lì)發(fā)展液化天然氣項(xiàng)目。

三、LNG生產(chǎn)工藝

自1964年首次實(shí)現(xiàn)LNG工業(yè)生產(chǎn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)近40多年的發(fā)展，LNG的液化、貯存、運(yùn)輸、再氣化等技術(shù)環(huán)節(jié)和設(shè)備制造都已趨于成熟，運(yùn)輸安全可靠，輸配較為靈活。迄今為止，世界上在天然氣液化領(lǐng)域中成熟的液化工藝主要有以下三種：階式制冷循環(huán)工藝、混合制冷循環(huán)工藝和膨脹機(jī)制冷循環(huán)工藝。

我國(guó)LNG工業(yè)起步很晚，第一套裝置是1999年，河南濮陽(yáng)中原油田，在引進(jìn)法國(guó)制冷技術(shù)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)，以國(guó)產(chǎn)設(shè)備為主建成；并于201*年10月投入運(yùn)行，其生產(chǎn)能力為15萬(wàn)立方米/日。201*年上海全套引進(jìn)了法國(guó)的技術(shù)和設(shè)備，在浦東建成日處理為10萬(wàn)立方米的裝置一套；但其主要功能是為了保證穩(wěn)定地向上海市供氣，作為調(diào)峰使用，未做商業(yè)運(yùn)營(yíng)。

1、典型的天然氣液化流程

天然氣液化的工藝過(guò)程基本包括脫碳脫硫、脫水脫汞等預(yù)處理系統(tǒng)及制冷液化系統(tǒng)、同時(shí)也相應(yīng)具體副產(chǎn)品回收、儲(chǔ)存、裝車、及輔助系統(tǒng)等，主工藝流程包括天然氣預(yù)處理和液化工藝。一個(gè)典型的天然氣液化流程如下圖所示。

圖一、典型的天然氣液化流程

2、天然氣液化預(yù)處理工藝

天然氣中含二氧化碳、硫化氫、水分、和汞等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在會(huì)腐蝕設(shè)備及在低溫下凍結(jié)而阻塞設(shè)備和管道。若天然氣中含有水分，則在液化裝置中，水在低于零度時(shí)將以冰或霜的形式凍結(jié)在換熱器的表面和節(jié)流閥的工作部分，另外，防止半穩(wěn)定的固態(tài)化合物。酸性氣體不但對(duì)人體有害，對(duì)設(shè)備管道有腐蝕作用，而且因其沸點(diǎn)較高，在降溫過(guò)程中易呈固體析出，必須脫除。

(1)、脫除酸性氣體常稱為脫硫脫碳，習(xí)慣上稱為脫酸，用于天然氣脫除CO2的方法有溶劑吸收法、物理吸收法和氧化還原法。

圖1、天然氣脫酸氣方法特點(diǎn)

目前普遍公認(rèn)和廣泛應(yīng)用的是溶劑吸收法。溶劑吸收法所用溶劑主要有一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、二異丙醇胺（DIPA）、甲基二乙醇胺（MDEA）等。通常MDEA和DIPA用于選擇性脫除CO2和H2S，而MEA和DEA用于非選擇性脫除CO2和H2S，其中DEA適用于原料氣中含COS的場(chǎng)合，溶劑吸收法工藝流程如下圖：

圖2、胺法除酸氣工藝流程圖

原料酸性天然氣進(jìn)入裝置后，首先進(jìn)入原料氣入口分離器，除去原料氣中的液體和固體雜質(zhì)。收集到的液體排出系統(tǒng)。以避免液體帶入凈化單元，污染吸收劑。天然氣離開入口分離器后，進(jìn)入吸收塔，胺溶液由塔頂流下，與原料氣逆向接觸，將原料氣中酸性氣體濃度降低到要求指標(biāo)以下。離開吸收塔，塔底的富胺進(jìn)入富胺閃蒸罐，閃蒸后的胺液流經(jīng)貧/富胺換熱器換熱后，再進(jìn)入胺再生塔，將胺液中的二氧化碳脫除。吸收塔底出來(lái)的富含酸性氣體的胺溶液進(jìn)入胺再生系統(tǒng)。

胺再生:胺再生塔塔頂氣相經(jīng)塔頂?shù)陌吩偕�塔冷凝器冷卻至65℃左右，經(jīng)分離后氣體去放空系統(tǒng)，液體作為回流全部返回胺再生塔，來(lái)自胺再生塔的胺液經(jīng)再生塔底泵輸送到胺再生塔重沸器加熱，加熱產(chǎn)生的氣相返回胺再生塔；液相從胺再生塔重沸器底出來(lái)經(jīng)富胺/貧胺換熱器冷卻后，進(jìn)入貧胺緩沖罐。貧胺緩沖罐中的貧胺溶液由貧胺進(jìn)料泵抽出加壓后，經(jīng)貧胺冷卻器冷卻后，進(jìn)入吸收塔頂部，開始一個(gè)新的循環(huán)。為防止胺溶液發(fā)泡，系統(tǒng)中需增加消泡劑罐、胺過(guò)濾器以及新鮮胺液補(bǔ)充裝置等。

(2)、天然氣脫水按原理可分為低溫脫水、固體干燥劑吸附和溶劑吸收三大類。低溫脫水和溶劑吸收法脫水深度較低，不能用于深冷裝置；因此天然氣液化脫水必須采取固體吸附法，固體干燥劑常見的是硅膠法、分子篩法或這兩種方法的混合使用。

圖3、天然氣脫水方法特點(diǎn)

由于分子篩具有吸附選擇能力強(qiáng)、低水汽分壓下的高吸附特性，以及同時(shí)可以進(jìn)一步脫除殘余酸性氣體，所以液化天然氣工藝較常使用分子篩脫水法，分子篩脫水法工藝流程圖如下：

圖4、分子篩吸附法脫水工藝流程

脫水部分設(shè)兩臺(tái)干燥器切換操作，其中一個(gè)脫水，另一個(gè)再生。

脫水：從吸收塔塔頂過(guò)濾器出來(lái)的天然氣進(jìn)入干燥器頂部，通過(guò)分子篩吸附脫除水分后，從干燥器底部出來(lái)，經(jīng)干燥器出口過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入天然氣液化單元。達(dá)到指標(biāo)后的原料氣，離開分子篩床層后，進(jìn)入脫汞、脫塵系統(tǒng)，進(jìn)行過(guò)濾。然后進(jìn)入液化單元。

再生：再生氣通過(guò)再生氣加熱爐加熱至再生溫度。然后從干燥器底部進(jìn)入，將分子篩吸附的水分脫除掉。再生氣從干燥器頂部出來(lái)，經(jīng)再生氣冷卻器冷卻后，進(jìn)入再生氣分液罐分液。氣體從再生氣分液罐頂部出來(lái)，增壓后由原料氣入口分離器前進(jìn)入系統(tǒng)；液體從再生氣分液罐底部出來(lái)，進(jìn)入回收罐進(jìn)行回收。干燥器出來(lái)的氣體在一定溫度下恒溫一小時(shí)后，即可認(rèn)為脫水合格，再生結(jié)束。

(3)、苯的脫除目前有采用異戊烷溶解脫苯和吸附劑固定床脫苯的工藝，并獲得了較好的效果，目前多采用吸附劑固定床進(jìn)行吸附脫苯。

(4)、汞會(huì)嚴(yán)重腐蝕鋁制設(shè)備，污染環(huán)境，危害人員，在原料氣含有超標(biāo)汞的情況下，通常選擇固體吸附法來(lái)脫出天然氣中的汞。

3、天然氣液化工藝

迄今為止，在天然氣液化領(lǐng)域中成熟的液化工藝主要有以下三種：階式制冷循環(huán)工藝、混合制冷循環(huán)工藝和膨脹機(jī)制冷循環(huán)工藝。(1)、階式制冷循環(huán)工藝

用丙烷（或丙烯）、乙烷（或乙烯）、甲烷（或氮?dú)猓┑燃兝鋭┻M(jìn)行的三級(jí)制冷，使天然氣在多個(gè)溫度等級(jí)的制冷劑中與相應(yīng)的制冷劑換熱，從而使其冷卻和液化。階式制冷工藝操作靈活，開停車快捷，易于初期開車投產(chǎn)。其缺點(diǎn)是需要三個(gè)大型循環(huán)壓縮機(jī)，以及相當(dāng)數(shù)量的冷換設(shè)備；流程長(zhǎng)、設(shè)備多、控制復(fù)雜等。工藝流程如下圖

圖5、階式制冷工藝流程圖

由丙烷、乙烯和甲烷為制冷劑的3個(gè)制冷循環(huán)階組成，冷劑通過(guò)壓縮機(jī)壓縮后經(jīng)過(guò)冷卻節(jié)流進(jìn)入冷劑換熱器，逐級(jí)提供天然氣液化所需的冷量，制冷溫度梯度分別為－30℃、－90℃及－150℃左右。凈化后的原料天然氣在3個(gè)制冷循環(huán)的冷卻器中逐級(jí)冷卻、冷凝、液化并過(guò)冷，經(jīng)節(jié)流降壓后獲得低溫常壓液態(tài)天然氣產(chǎn)品，送至儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。(2)、混合制冷劑制冷循環(huán)工藝

采用N2和C1～C5烴類混合物作為循環(huán)制冷劑的工藝。該工藝的特點(diǎn)是在制冷循環(huán)中采用混合制冷劑，只需要一臺(tái)壓縮機(jī)，簡(jiǎn)化了流程，降低了造價(jià)。混合冷劑的組成比例應(yīng)按照天然氣原料的組成、壓力、工藝流程而異，因此對(duì)冷劑的配比和原料氣的氣質(zhì)要求更為嚴(yán)格，一旦確定是不容易改變的�；旌现评涔に嚵鞒虉D如下：

圖6、混合制冷工藝流程圖

制冷劑循環(huán)系統(tǒng)自成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)。混合制冷劑被制冷壓縮機(jī)壓縮后，經(jīng)水（空氣）冷卻后在不同溫度下逐級(jí)冷凝分離，節(jié)流后分別進(jìn)入冷箱（換熱器）的不同溫度段，給原料天然氣提供冷量。原料天然氣經(jīng)“三脫”處理后，進(jìn)入冷箱（換熱器）逐級(jí)冷卻冷凝、節(jié)流、降壓后獲得液態(tài)天然氣產(chǎn)品(3)、氮?dú)馀蛎洐C(jī)制冷循環(huán)工藝

利用透平膨脹機(jī)制冷原理，以氮?dú)鉃榻橘|(zhì)，進(jìn)行密閉循環(huán)制冷，該工藝的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少、維修方便，而且通用性比較強(qiáng)，但其缺點(diǎn)是能耗比較高，一般比階式制冷工藝高35%左右。1-脫水器，2-脫CO2塔，3-水冷器，4-返回氣壓縮機(jī)，5、6、7-換熱器，8-過(guò)冷器，9-儲(chǔ)槽，10-膨脹機(jī)，11-壓縮機(jī)

圖7、天然氣膨脹制冷工藝流程圖

氮?dú)馔ㄟ^(guò)壓縮冷卻膨脹產(chǎn)生天然氣液化所需的冷量。系統(tǒng)液化率主要取決于膨脹比和膨脹效率。

三、自動(dòng)化儀表在LNG行業(yè)的應(yīng)用

自動(dòng)化儀表系統(tǒng)要能保證原料氣經(jīng)過(guò)凈化、冷凝至液化一系列工藝過(guò)程的安全操作、運(yùn)行，由于裝置內(nèi)介質(zhì)多為易燃易爆，部分為低溫、高壓，要求確�？刂葡到y(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)儀表運(yùn)行可靠。裝置內(nèi)儀表防爆優(yōu)先采用不低于ExibIICT4的本安防爆系統(tǒng)，適用隔離型安全柵。對(duì)熱電阻、熱電偶、質(zhì)量流量計(jì)、電磁閥、在線氣象色譜，選用隔爆型，其防爆等級(jí)不低于ExibIICT4,電磁閥選用直動(dòng)式進(jìn)口產(chǎn)品

儀表選型本著技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、維修方便和經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行�，F(xiàn)場(chǎng)儀表原則上均帶就地顯示表頭，以便觀察和調(diào)試，現(xiàn)場(chǎng)儀表的防護(hù)等級(jí)不低于IP55。1、壓力、液位、差壓變送器

1.1變送器技術(shù)簡(jiǎn)述

傳感器：可以同時(shí)測(cè)量(△P)，靜壓(SP)和溫度(T)，進(jìn)行靜壓(SP)和溫度(T)的補(bǔ)償。

膜盒：傳感器通過(guò)硅油封裝在膜盒的頸部，膜盒本身也由高壓側(cè)和低壓側(cè)相互隔離的兩部分組成。在過(guò)程檢測(cè)中工藝流體的高壓和低壓分別作用于膜盒的高壓側(cè)和低壓側(cè)，通過(guò)硅油傳輸?shù)絺鞲衅鞯牟煌�部位，使變送器最終輸出相應(yīng)的電流值(4～20mADC)。

1.2精度：精度要求達(dá)到0.075%(包括線性、變差性和重復(fù)性在內(nèi)的綜合影響誤差)。1.3可靠性：平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF)>470years(470年)。

1.4穩(wěn)定性：五年的穩(wěn)定性達(dá)滿量程的±0.05%，即每年穩(wěn)定性為滿量程的±0.01%。1.5所有就地安裝的智能變送器均為全天候型的。

1.6智能變送器外殼的防護(hù)等級(jí)為IP67，防爆等級(jí)為EExdIICT5,T6。1.7智能變送器的電器接口為1/2”NPT內(nèi)螺紋。1.8智能變送器的測(cè)量介質(zhì)接口為1/2”NPT或1/4”NPT。1.9智能變送器均帶有現(xiàn)場(chǎng)指示表。壓力變送器：線性刻度直讀差壓變送器(一般)：線性刻度直讀差壓變送器(流量)：方根刻度直讀差壓變送器(液位)：線性刻度0~100%

1.10每臺(tái)變送器的銘牌上均標(biāo)有變送器的位號(hào)及量程，以方便檢查和安裝。2、安全柵

①產(chǎn)品技術(shù)概述

隔離柵均為DIN35mm導(dǎo)軌密集安裝。大部分產(chǎn)品供電電壓采用專利技術(shù)的交直流通用電源供電，交流為20-250VAC，直流為20-125VDC，不分正負(fù)極，接線簡(jiǎn)單方便。

模擬量產(chǎn)品采用最先進(jìn)的脈寬調(diào)制技術(shù)處理。

模擬量輸入產(chǎn)品為變送器供電電壓大17VDC，可連接各廠家變送器。所有產(chǎn)品輸入，輸出及電源三隔離，端子可拆卸，便于更換及接線。支持HART協(xié)議的安全柵端子上帶有2mm插孔，可直接連接HART手操器②.設(shè)計(jì)依據(jù)

隔離柵環(huán)境溫度:-25+70℃隔離柵防護(hù):IP20

隔離柵精度等級(jí)：≤0.1%隔離柵的防爆等級(jí)：[EEXia]Iic模擬量輸入隔離柵負(fù)載電阻≤500Ω模擬量輸出隔離柵負(fù)載電阻≤600Ω③.應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備GB3836.1-201*\\GB3836.4-201*。

3、浮筒液位計(jì)

1)概述：浮筒液位計(jì)是新型物位儀表之一，是模擬、數(shù)字與微處理器相結(jié)合的產(chǎn)品。按其信號(hào)變送部分的不同分為智能型和非智能型。不僅可以在現(xiàn)場(chǎng)直觀地顯示出液位的變化，還可以輸出4～20mA模擬信號(hào)和疊加在此信號(hào)上符合HART協(xié)議的數(shù)字信號(hào)。智能型采用了HART總線技術(shù)，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表的遠(yuǎn)程組態(tài)、監(jiān)測(cè)、維護(hù)及校準(zhǔn)等功能，構(gòu)成生產(chǎn)過(guò)程測(cè)量、監(jiān)督管理系統(tǒng)。該型儀表具有高精度、低漂移，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于臟污、易燃易爆及腐蝕性介質(zhì)及其它類介質(zhì)液位的測(cè)量及液位信號(hào)的變送，是石油、化工、冶金、電力及輕工等工業(yè)部門生產(chǎn)過(guò)程控制中用于液位測(cè)量的理想儀表。2)主要性能及技術(shù)指標(biāo)：性能及技術(shù)指標(biāo)：非智能智能供電電壓：24VDC24VDC

輸出信號(hào)：4～20mA4～20mA＋HRAT協(xié)議精度等級(jí)：0.5％FS，1％FS0.5％FS，1％FS現(xiàn)場(chǎng)指示：電流表液晶顯示表

調(diào)試方法：現(xiàn)場(chǎng)旋紐現(xiàn)場(chǎng)磁控開關(guān)；調(diào)試軟件＋PC機(jī)；手持器（遠(yuǎn)程）阻尼時(shí)間選擇：0.2～1.67秒0～199秒現(xiàn)場(chǎng)及遠(yuǎn)程組態(tài)：無(wú)有

現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程組態(tài)超出量程報(bào)警及診斷：無(wú)有

環(huán)境溫度：－40～70℃－40～70℃（現(xiàn)場(chǎng)指示－30～70℃）工作溫度：見變送器表頭與環(huán)境溫度和過(guò)程溫度對(duì)照?qǐng)D負(fù)載電阻：見負(fù)載特性圖浮筒及重量：見產(chǎn)品標(biāo)牌點(diǎn)源因入口：1/2″NPT防護(hù)等級(jí)：IP654、磁翻板液位計(jì)

磁翻板液位計(jì)主要由本體部分、就地指示器、遠(yuǎn)傳變送器以及上、下限報(bào)警器等幾部分組成。磁翻板液位計(jì)通過(guò)與工藝容器相連的筒體內(nèi)浮子隨液面（或界面）的上下移動(dòng)，由浮子內(nèi)的磁鋼利用磁耦合原理驅(qū)動(dòng)磁性翻板指示器，用紅藍(lán)兩色明顯直觀地指示出工藝容器內(nèi)的液位或界位。5、節(jié)流裝置

1)概述：節(jié)流裝置是歷史最為悠久，應(yīng)用最為廣泛的流量測(cè)量?jī)x表，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、性能穩(wěn)定，精確度高等優(yōu)點(diǎn)�？捎糜诂F(xiàn)代工業(yè)中的液體、蒸汽和氣體的流量測(cè)量。在石油、化工、電力、輕工、給水、輸氣等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

2)供貨商根據(jù)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)（ISO5167）對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行核算并提供計(jì)算書。3)每套節(jié)流裝置帶一個(gè)頂絲，頂絲材質(zhì)為不銹鋼。4)節(jié)流元件手柄應(yīng)標(biāo)明如下信息：

a.流向b.孔板位置c.孔徑d.管道公稱直徑e.公稱壓力f.材質(zhì)

6、金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)

量程范圍：要按采購(gòu)計(jì)劃表中的要求進(jìn)行配置，確保其性能可靠。輸出信號(hào)：就地顯示（指針式）。

連接方式：法蘭尺寸及連接按技術(shù)規(guī)格書要求，同時(shí)與買方及時(shí)溝通，以便買方確認(rèn)附件的采購(gòu)和安裝。儀表外殼材料及密封：儀表外殼材質(zhì)：按技術(shù)規(guī)格書要求并進(jìn)行環(huán)氧樹脂靜電噴涂。防護(hù)等級(jí)：IP67。

表體測(cè)量管經(jīng)過(guò)國(guó)際CE認(rèn)證。

電纜接口：M20Χ15，M16Χ15，1/2″NPT，按技術(shù)規(guī)格書要求選定。危險(xiǎn)場(chǎng)所：所有儀表為本質(zhì)安全型。防爆認(rèn)證：ATEX2181ExiaiiCT6T3。7、熱電阻、熱電偶、雙金屬溫度計(jì)

熱電阻、熱電偶和雙金屬溫度計(jì)都是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度信號(hào)進(jìn)行采集和輸出。熱電阻包含鎧裝護(hù)套管、智能溫變和檢測(cè)元器件，輸出4-20mA模擬量信號(hào)。熱電偶包含鎧裝護(hù)套管、雙支PT100檢測(cè)芯。雙金屬溫度計(jì)包含鎧裝護(hù)套管、表頭和雙支檢測(cè)芯。滿足規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

傳感器滿足ISO9001:201*質(zhì)量保證體系及英國(guó)國(guó)家質(zhì)量體系NQA認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：熱電阻根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：JB/T8622-1997熱電偶根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)號(hào)JB/T-9238-1999鎧裝絲根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JB/T5582-91

防爆產(chǎn)品根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB3836-.1-201*GB3836.2-201*法蘭標(biāo)準(zhǔn)按HG20594-97

工程設(shè)計(jì)時(shí)用戶應(yīng)提供數(shù)據(jù)表中溫度傳感器的數(shù)量、量程、工作溫度和設(shè)計(jì)壓力等參數(shù)。供方必須對(duì)所供設(shè)備進(jìn)行100%的試驗(yàn)和檢驗(yàn)，其內(nèi)容至少應(yīng)包括：溫度儀表的套管打壓實(shí)驗(yàn)溫度儀表的溫度測(cè)度檢驗(yàn)熱電阻的浸水實(shí)驗(yàn)

熱電阻的電阻值標(biāo)準(zhǔn)油槽實(shí)驗(yàn)鎧裝絲絕緣測(cè)試鎧裝絲探傷測(cè)試

鎧裝絲的耐振動(dòng)實(shí)驗(yàn)等。8、壓力表

量程范圍：按采購(gòu)計(jì)劃表中的要求進(jìn)行配置，確保其性能可靠。輸出信號(hào)：就地顯示（指針式）。

連接方式：按技術(shù)規(guī)格書要求，同時(shí)與買方及時(shí)溝通，以便買方確認(rèn)附件的采購(gòu)和安裝。儀表外殼材料及密封

儀表外殼材質(zhì)：按技術(shù)規(guī)格書要求。防護(hù)等級(jí)：IP65。

連接接口：M20Χ15，按技術(shù)規(guī)格書要求選定。9、干燥塔控制系統(tǒng)

硬件組成

系統(tǒng)配置如下圖：

圖1干燥塔控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

本控制系統(tǒng)選用的Quantum系列自動(dòng)控制系統(tǒng)是Schneider公司九十年代推出的最新型控制系統(tǒng)，它延續(xù)了Schneider公司一貫的設(shè)計(jì)思想，產(chǎn)品不僅質(zhì)量高、性能可靠，而且兼容性好。系統(tǒng)已在國(guó)內(nèi)外諸多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)組件的設(shè)計(jì)符合真正的工業(yè)等級(jí)，滿足國(guó)內(nèi)、國(guó)際的安全標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)易配置、易接線、易維護(hù)、隔離性好，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，抗腐蝕，可適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境。所有部件均可帶電插拔、交換。平均無(wú)故障時(shí)間為150000小時(shí)以上（合17.36年）。9.1QuantumPLC雙機(jī)熱備系統(tǒng)主站簡(jiǎn)介

雙機(jī)熱備控制系統(tǒng)中的CPU模塊內(nèi)置Intel中央處理單元，集成了DCS和PLC系統(tǒng)的特點(diǎn)，能高速準(zhǔn)確地處理開關(guān)量及生產(chǎn)工藝中大量的模擬量回路,能夠充分滿足系統(tǒng)控制要求�？刂破鳠醾涮匦�:

a、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸：每個(gè)掃描周期均傳送數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息。b、光纜連接：10M通訊,使用中繼器熱備系統(tǒng)可相隔3km之外。

c、自動(dòng)程序下裝功能：快速、有效只需下裝一次程序，不需編程器即可傳送程序。d、配置不需要編程工作：使用Concept進(jìn)行配置。e、CHS模塊：

--可熱更換，無(wú)停機(jī)時(shí)間。--可定時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)方的健康狀態(tài)。--向后備控制器傳送數(shù)據(jù)。

--初始化和向后備系統(tǒng)無(wú)擾控制切換。f、模塊熱插拔：減少更換時(shí)間。g、完善的機(jī)構(gòu)認(rèn)證：

--所有Quantum均通過(guò)CE認(rèn)證（歐洲通用安全標(biāo)準(zhǔn)）--廣泛的機(jī)構(gòu)認(rèn)證-UL,CSA和FM

--應(yīng)用范圍擴(kuò)展到FactoryMutualClassI,Div2GroupsA-Dh、熱備的切換方式：

--一般在一個(gè)周期內(nèi)完成切換，最差情況也要在兩個(gè)掃描周期完成切換。--鑰匙開關(guān)手動(dòng)切換：將主控機(jī)鑰匙開關(guān)從RUN切到OFFLINE。--通過(guò)人機(jī)界面或編程器切換：將命令字轉(zhuǎn)換位置位。--自動(dòng)切換：電源失效；CPU失效；RIO失效(電纜或模板)。9.2遠(yuǎn)程I/O站：

Quantum系統(tǒng)在該方案的配置中，系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)都大于等于設(shè)計(jì)要求。每一路輸出控制點(diǎn)都可有三種故障狀態(tài)：（1）保護(hù)上次最后的輸出狀態(tài)；（2）全部關(guān)斷；（3）可根據(jù)用戶工藝的要求具體設(shè)置每一路輸出點(diǎn)的狀態(tài)。這樣就保證系統(tǒng)在任何時(shí)候就處在高可靠性狀態(tài)，使各種設(shè)備都處在安全生產(chǎn)狀態(tài)，以減少事故發(fā)生的可能性。

9.3、PLC與DCS系統(tǒng)通訊：

該Quantum控制系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊采用MODBUS協(xié)議，以滿足系統(tǒng)可靠性的要求，并協(xié)助DCS系統(tǒng)廠家完成該P(yáng)LC系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的通訊。總之，該設(shè)計(jì)方案是在滿足設(shè)計(jì)規(guī)格書中要求的基礎(chǔ)上，充分體現(xiàn)ModiconQuantum自動(dòng)化產(chǎn)品的高可靠、易維護(hù)、強(qiáng)兼容、快升級(jí)等四大特點(diǎn)，是系統(tǒng)配置的優(yōu)化組合。

壓縮天然氣（CNG）儲(chǔ)運(yùn)簡(jiǎn)介CNG儲(chǔ)運(yùn)是將天然氣進(jìn)行高度壓縮至20～25MPa,再用高壓氣瓶組槽車通過(guò)公路運(yùn)輸,或?qū)⑻烊粴獬淙胍粋�(gè)管束容器(由高級(jí)鋼管制成)中,將容器固裝在運(yùn)輸船上海運(yùn),還可以將管束容器制成鐵路運(yùn)輸槽車的形式通過(guò)鐵路運(yùn)輸,在使用地的減壓站(輸配站)將高壓天然氣經(jīng)1～2級(jí)減壓(1.6MPa左右),然后泵入儲(chǔ)罐,或進(jìn)一步調(diào)壓進(jìn)入城市管網(wǎng)。與氣瓶組相比,管束容器雖然略重,但制作工藝較為簡(jiǎn)單,相同容積的造價(jià)更低,使用安全性及靈活性也好于高壓氣瓶組。CNG儲(chǔ)運(yùn)適用于零散用戶及車用燃?xì)獾挠脷?技術(shù)難度低,成熟度高,在我國(guó)得到了一定程度的應(yīng)用。LNG供應(yīng)鏈在常壓下,當(dāng)溫度降至-163℃時(shí),天然氣由氣體轉(zhuǎn)化為液體,即所謂的LNG。LNG是一種無(wú)毒、無(wú)色、無(wú)氣味的液體,在-163℃下的密度約為425kg/m3。LNG的最主要優(yōu)點(diǎn)是體積縮小到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣態(tài)體積的1/600左右,因此在某些特定條件下,以LNG形式進(jìn)行天然氣儲(chǔ)運(yùn)可能比氣態(tài)天然氣更經(jīng)濟(jì)。LNG運(yùn)輸是目前天然氣遠(yuǎn)洋輸送的主要手段,是提高海洋、荒漠地區(qū)天然氣開發(fā)利用率的有效方法,同時(shí),LNG輸送成本僅為管道輸送的1/6～1/7,并可降低因氣源不足敷設(shè)管道而造成的風(fēng)險(xiǎn)。是,LNG工廠規(guī)模龐大,設(shè)備昂貴,凈化、液化工藝復(fù)雜,運(yùn)行費(fèi)用較高,日產(chǎn)400m3的LNG工廠一次性投資在1×108元人民幣以上。世界上大多數(shù)LNG都是采用船運(yùn)的方式,LNG船結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)要求高,耗資巨大。另外,由于儲(chǔ)存溫度低,LNG一旦發(fā)生泄漏將很快形成爆炸云團(tuán),因此,在生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中危險(xiǎn)性很高。&N9j#{-Q*b0{;X&J(m*L

采用LNG形式供應(yīng)天然氣的過(guò)程稱為L(zhǎng)NG供應(yīng)鏈,它包括天然氣液化、LNG儲(chǔ)存、LNG運(yùn)輸和裝卸、LNG再氣化等環(huán)節(jié)。根據(jù)液化的目的,天然氣液化廠通常分為基本負(fù)荷型和調(diào)峰型�；�本負(fù)荷型液化廠的目的是將天然氣以液態(tài)形式運(yùn)輸?shù)较�費(fèi)地,其特點(diǎn)是全年連續(xù)運(yùn)行且產(chǎn)量比較均衡。調(diào)峰型液化廠的目的是為天然氣供氣系統(tǒng)提供一種儲(chǔ)氣調(diào)峰方式,當(dāng)管道供氣量大于用氣量時(shí),將多余的天然氣液化后儲(chǔ)存于液化廠的LNG儲(chǔ)罐中,當(dāng)管道供氣量小于用氣量時(shí)將儲(chǔ)存的LNG再氣化并補(bǔ)充到供氣系統(tǒng)中。儲(chǔ)存LNG通常采用低溫、常壓方式,儲(chǔ)存溫度在-161℃以下,壓力一般不超過(guò)0.03MPa。LNG儲(chǔ)罐分為地上金屬罐、地上金屬/混凝土罐、地下罐三類,大型LNG儲(chǔ)罐的日蒸發(fā)率一般在0.04%～0.1%之間。LNG的運(yùn)輸方式包括水運(yùn)和陸上罐車運(yùn)輸。LNG再氣化的目的是將液化天然氣重新轉(zhuǎn)化為氣態(tài)以便向用戶供氣。再氣化過(guò)程是在專用蒸發(fā)器中進(jìn)行的,它分為開式管架蒸發(fā)器(ORV)、淹沒燃燒式蒸發(fā)器(SCV)和空溫式蒸發(fā)器。

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