天然气液化设备

编号：SM-ZD-44177 天然气液化设备

Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives

编制：____________________

审核：____________________

时间：____________________

本文档下载后可任意修改

天然气液化设备

简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查

和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目

标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。

一、压缩机

压缩机在天然气液化装置中，主要用于增压和气体输送。对于逐级式液化装置，还有不同温区的制冷压缩机，是天然气液化流程中的关键设备之一。天然气液化采用的压缩机，主要有往复式。离心式和轴流式压缩机。往复式压缩机通常用于天然气处理量比较小(100m³/min以下)的液化装置。轴流式压缩机组从20世纪80年代开始用于天然气液化装置，主要用于混合冷剂制冷循环装置。离心式压缩机早已在液化装置中广为采用，主要用于大型液化装置。大型离心式压缩机的功率可高达41000kW。大型离心式压缩机的驱动方式除了电力驱动外，还有汽轮机和燃气轮机两种驱动方式。各种压缩机的适用范匿见图3 -17所示。一般来说，往复式压缩机适用于低排量、高压比的情况，离心式压缩机适用于大排量、低压比的情况。

目前正在发展中的橇装式小型天然气液化装置，则采用小体积的螺杆式压缩机：并可用燃气发动机驱动。

用于天然气液化装置的压缩机，应充分考虑到所压缩的气体是易燃、易爆的危险介质，要求压缩机的轴封具有良好的气密性，电气设施和驱动电动机具有防爆装置。对于深低温的制冷压缩机，还应充分考虑低温对压缩机构件材料的影响，因为很多材料在低温下会失去韧性，发生冷脆损坏。另外，如果压缩机进气温度很低，润滑油也会冻结而无法正常工作，此时应选择无油润滑的压缩机。

(一) 往复式压缩机

往复式压缩机的压比通常是3:1或4:1。压缩机每级增压一般不超过7MPa。小型压缩机最高出口压力一般不超过40MPa，流量范围为0.3～85m³/min。往复式压缩机的结构形式分为立式和卧式两种。卧式压缩机的排量一般比立式压缩机大。大排量的往复式压缩机设计成卧式结构，可以使运转平稳，安装方便。立式结构的往复式压缩机，活塞环的

单边磨损小。往复式压缩机的转速比较低，一般为125～514r/min，综合绝热效率为0.75～0.85。由于往复式压缩机具有效率高、压力范围宽、流量调节方便等特点在天然气工业中应用广泛。其缺点是结构比较复杂，体积大，吸排气阀易磨损，零部件更换多，维修工作量大。

新型的往复式压缩机可改变活塞行程。通过改变活塞行程，使压缩机既可适应满负荷状态运行，也可适应部分负荷状态下运行，减少动力消耗，提高液化系统的经济性，使运转平稳、磨损减少。不仅提高设备的可靠性，也相应延长了压缩机的使用寿命。这种往复压缩机的使用寿命可达二十年以上。新型的往复压缩机以效率、可靠性和可维性作为设计重点，效率超过95%。

(二) 离心式压缩机

离心式压缩机转速高、排量大、体积小，是大型天然气液化装置中的气体增压设备。流线型设计的叶轮具有很高的精度，能确保气体流道的平滑，使设备运转平稳。提高了设备的可靠性。空气动力特性的弹性设计，使动力学特性可以调节，使之适合用户的工作要求。效率可以到80%～90%。

离心式压缩机适用于吸气量14～5660m³/min的情况，每级的最高压力受出口温度的限制(205～232℃)。为了提高压比，离心式压缩机做成多级叶轮，最多达6～8级，每级压比在1.1～1.5之间，小型离心式压缩机最高出口压力可达68MPa，大型机一般只能达到17～20MPa。单级压缩机用于压比较小的场合，如LNG蒸发气体的处理系统，也就是蒸发气(BOG)压缩机。

离心压缩机的壳体有整体型和分开型。整体型离心式压缩机的壳体实际上是圆柱形的壳体，转子安装时是竖起来安装的。分开型的壳体是水平剖分；上下两半组合起来的，转子安装时可水平安装，转子安装好后，将上半部分壳体再连接上。

离心式压缩机的特点是排量大，结构紧凑，摩擦部件少，运行平稳，无流量脉冲现象，操作灵活，易于实现自动控制，维修工作量大大低于往复式压缩机。其缺点是效率较低，只能达到75%～78%，而且偏离工作点越远，效率降得越多。当流量降到某一数值时会发生喘振现象。高效工作区范围窄，相对往复式压缩机来说调节较困难。

离心压缩机的主轴密封装置是非常重要的部件，能防止被压缩的气体向外漏泄，或使漏泄的量控制在允许的范围内。轴封主要有三种形式：机械接触密封、气体密封和浮动炭环密封。机械接触密封经过不断的改进，能确保在运转和停机期间绝对不漏。当压缩机在空转或油泵不工作时，密封结构在停机状态也应不漏泄。对于用惰性气体来作密封材料时，惰性气体向内漏泄的可能性也应尽可能消除。密封的结构形式是可以变化的，取决于处理过程的要求。

气体密封结构采用干燥气体作密封材料，密封结构能控制密封气体只允许漏泄到环境中，而不能向机内漏泄。密封用的气体通常是一前一后地布置。气体缓冲系统应具有性能良好过滤器，防止外来的物体进入密封装置。在轴承盒和密封盒之间，有一个附加的隔离密封，防止润滑油进入密封盒。

浮动炭环密封主要用于排出压力较低的压缩机，允许有少量气体漏泄。这种密封可以干式运转。

由于叶轮和扩压器的标准化设计，压缩机可以在很宽的范围内工作。对不同的使用场合，需要对容量进行控制，压缩机的特性也会产生变化。容量控制主要有四种方法：吸入