用于产生液化烃流的系统和方法以及操作压缩机的方法
【专利摘要】在由电机驱动的压缩机中压缩至少一部分流体。压缩机具有其角度可被调节的可变的进口导流叶片。通过使用供电网提供动力给电机，监测表明供电网状况的信号。通过将该信号与预定标准比较，从所述信号可自动判断是否需要另外进行卸载。在满足所述标准且需要另外进行卸载时，可自动调节可变的进口导流叶片的角度。从而可自动降低压缩机负荷。该压缩机及其操作方法可用作生产液化烃流的系统中的一部分和/或在产生液化烃流过程中的一部分，这种情况下，压缩机可以是制冷压缩机，流体是制冷流体。
【专利说明】用于产生液化烃流的系统和方法以及操作压缩机的方法
【技术领域】
[0001]在第一方面，本发明涉及一种用于生产液化烃流的方法。在第二方面，本发明涉及一种用于生产液化烃流的系统。在另一方面，本发明涉及一种操作压缩机的方法。
【背景技术】
[0002]工业上的常用液化烃流是液化天然气(LNG)，其可通过液化天然气流获得。由于一些原因需要液化天然气。例如，由于液化天然气占据较小空间，不需要在高压下储存，因此，天然气在液化天然气形态下比在气态下更容易储存、更易长距离运输。
[0003]处于授权前的美国专利申请公开N0.2010/0257895号中描述了一种生产液化天然气的全电气化液化天然气设备，其中，为制冷压缩机形式的压缩机用来冷却天然气。制冷压缩机由电机驱动。发电设备提供电能给这些电机。发电设备包含多个发电机单元，每个发电机单元基于由气体或蒸汽涡轮机驱动的发电机工作。
[0004]如果可用电力由于一些原因突然下降或局部中断，那么液化天然气生产过程将停止，将至少花费若干小时之后，制冷压缩机才能再次启动，液化天然气生产过程才能再次稳定运行。
[0005]通过安装备用发电机单元形式的过容量发电设备(基于所谓的N+1原理)，或者通过在小于全容量的情况下运行多个发电机单元(有时称之为保持“热备用”)，可降低这种风险。这些解决方案的共同之处在于，有一个发电机单元停止工作不会带来不利影响，这是因为:与最低限度地被要求传输液化天然气发电设备的总电能要求的N个发电机单元相t匕，根据N+1原理配置有一个备用发电机单元。
[0006]美国文献US2010/0257895中还提出，在发电设备中的发电机单元停止工作的情况下，如果前面确定的总的正负荷备用小于发电机单元在停止工作之前正在提供的电能，那么，优选地，降低压缩机驱动装置的(旋转)速度。根据涡轮压缩机的二次加载特性曲线，从电机中获取的动力根据旋转速度的立方而降低。即使考虑到压缩机驱动速度下降，只要没有达到液化天然气设备的实际能量需要，关闭气体液化设备中的至少一个预定电消耗组件是适宜的。
[0007]美国文献US2010/0257895中提出的卸载解决方案的一个缺点是，进行卸载的响应时间受电机、压缩机以及驱动轴的旋转部件的总转动惯量限制。另一缺点是，US2010/0257895中的解决方案要求压缩机由可变速度的电机驱动。
【发明内容】
[0008]在第一方面，提供了一种生产液化烃流的方法，包括以下步骤:
[0009]-使制冷流体在制冷回路中循环，包括在由电机驱动的制冷压缩机中压缩至少一部分制冷流体，其中，制冷压缩机包括可变的进口导流叶片，可相对于参考位置调节可变的进口导流叶片的角度；
[0010]-从最初为气态的烃流中去除掉热量，从而冷凝至少一部分最初为气态的烃流以形成液化烃流；所述去除掉热量的步骤包括:使所述至少一部分最初为气态的烃流与在制冷回路中循环的至少一部分制冷流体发生热交换；
[0011]-使用供电网提供动力给电机；
[0012]-监测表明供电网状况的信号；
[0013]-通过将该信号与预定标准比较，从所述信号自动判断是否需要另外执行卸载；
[0014]-自动调节可变的进口导流叶片的角度，从而，在满足所述标准且需要另外进行卸载时，降低制冷压缩机的负荷。
[0015]在另一方面，本发明提供了一种用于生产液化烃流的系统，该系统包括:
[0016]-制冷回路，其被设直成使制冷流体循环，该制冷回路包括制冷压缩机和电机，制冷压缩机用于压缩至少一部分制冷流体，电机接合到制冷压缩机上以驱动制冷压缩机，其中，制冷压缩机包括可变的进口导流叶片，该进口导流叶片的角度可相对于参考位置进行调节；
[0017]-换热器组，其包括至少一个换热器，所述换热器组被设置成去除掉最初为气态的烃流的热量，从而冷凝至少一部分最初为气态的烃流以形成液化烃流，所述至少一个换热器被设置成使所述至少一部分最初为气态的烃流和在制冷回路中循环的至少一部分制冷流体相互之间进行热交换；
[0018]-供电网，其连接到电机上以提供电能给电机；
[0019]-卸载控制器，其被设置成监测表示供电网状况的信号，通过将该信号与预定标准比较而从所述信号自动判断是否需要另外进行卸载；当满足所述标准且需要另外进行卸载时，将可变的进口导流叶片角度调节至一位置上，在该位置中，使制冷压缩机相对于前一状况的载荷而被卸载，从而当不满足所述标准时使可变的进口导流叶片的角度处于前一角度位置上。
[0020]在另一方面，本发明提供了一种操作压缩机的方法，包括以下步骤:
[0021]-在由电机驱动的压缩机中压缩至少一部分流体，其中，该压缩机包括可变的进口导流叶片，该进口导流叶片的角度可被调节；
[0022]-使用供电网提供电能给电机；
[0023]-监测表明供电网状况的信号；
[0024]-通过将该信号与预定标准比较，从所述信号来自动判断是否需要另外进行卸载；
[0025]-自动调节可变的进口导流叶片的角度，从而，当需要另外进行卸载时可降低压缩机负荷。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]现在将通过实例，参照非限制性的附图进一步阐释本发明，附图如下:
[0027]图1简要地示出了用于生产液化烃流的系统；以及
[0028]图2简要地示出了离心式压缩机中的可变进口导流叶片的实施例的非限制性实例。
[0029]为了进行描述，单一的数字标记表示管路以及管路中载运的流。相同的参照标记表示类似部件、流或管路。
【具体实施方式】
[0030]本专利申请说明书描述了用于生产液化烃流的方法和系统。在生产液化烃流的过程中，使用由电机驱动的压缩机。至少一部分流体在压缩机中被压缩。该压缩机具有其角度可调节的可变的进口导流叶片。通过使用供电网提供动力给电机，可监测表明供电网状况的信号。通过将该信号与预定标准比较，可从所述信号自动判断是否需要另外进行卸载。当满足标准且需要另外进行卸载时，可自动调节可变的进口导流叶片的角度，从而自动降低压缩机负荷。
[0031]通过调节可变的进口导流叶片的角度，可以不依赖于降低电机速度就能降低电能需求。因此，可使用目前建议的卸载方法，而不用考虑是使用可变速度的电驱动装置还是使用固定速度的电驱动装置。
[0032]另外，旋转体(如，电机、压缩机和驱动轴的旋转部件)的惯性不会影响执行卸载的响应时间。进口导流叶片的惯性比电机/压缩机系统的旋转部件的惯性要小得多，因此，可以认为:与调节可变的进口导流叶片相关的响应时间可以更少。
[0033]例如，当监测信号表明可用电力下降至低于预定值时，通过调节可变的进口导流叶片的角度可让压缩机卸载。该信号表明供电网状况，该供电状况表明相对于正被消耗的电能而言供电网上的可用电能，从而，当所述可用电力根据监测信号下降至低于一预定值时，则满足所述预定标准。
[0034]这样，通过迅速卸载压缩机可保护供电网，从而可快速降低供电网所要求的电能。
[0035]如果不满足预定标准，就不需要另外进行卸载。
[0036]在一组实施例中，表明供电网状况的信号表示供电网运行时的电网频率。如果电网频率偏离预定的标称电网频率，那么通过该信号可推断出需要另外进行卸载。通常，如果实际电网频率低于标称电网频率，那么需要进行卸载以降低网络的电能要求，这样有助于让实际电网频率返回到标称电网频率下。通过该信号可自动判断是否需要另外进行卸载的步骤包括:将实际的电网频率与预定的标称电网频率进行比较。用于判断是否需要另外进行卸载的预定标准可包括标称电网频率。当实际电网频率下降至低于预定的标称电网频率时，则满足该标准。
[0037]在优选的实施例中，压缩机配置为制冷压缩机的结构形式，从而，流体是制冷流体，例如其可使用在用于生产液化烃流的系统和/或过程中。合适地，可仅通过电机驱动压缩机。
[0038]所提出的卸载方法还可用于防止由于周围温度升高而引起的过载。如果压缩机配置为用于压缩至少一部分制冷流体的制冷压缩机的结构形式，这是特别有利的，在操作液化烃流生产工艺的过程中可采用这种卸载方法。周围温度升高通常会增加对烃流进行液化所需的电能要求。另外，如果供电网通过一个或多个气体涡轮机提供动力，那么由于周围温度升高将会降低可用电力。
[0039]所提出的卸载方法可与依赖所谓的“孤网模式”(island-mode)发电设备运行的压缩机组合使用，在此种模式中，通过专用的发电设备提供动力给供电网，例如，还可通过从家用电网或工业电网(其他耗电设备也连接到其上)输入电能来提供动力给供电网。
[0040]如果压缩机包括其角度可调节的可变的进口导流叶片，那么，执行所提出的卸载方法就不要求对设备做大量调整。通过改变现有的控制系统(其通常已经处于合适位置上，用于控制进口导流叶片配置)，或增加一种专用控制系统，可实施所述方法。
[0041]图1示出了在生产液化烃流的方法和系统中操作压缩机的方法。在一些实施例中压缩机是制冷压缩机和/或流体是制冷流体，但是，下面涉及压缩机的操作的相关技术知识并不局限于或受限于这些实施例。
[0042]图1中所示的系统使用至少一个制冷回路，包括被设置成使制冷流体110循环的第一制冷回路100。所述至少一个制冷回路中的每个制冷回路包括为制冷压缩机120形式的压缩机，用于压缩在制冷回路100中循环的至少一部分制冷流体110。每个制冷压缩机通常通过机械驱动轴125与电机130接合，所述驱动轴在相应制冷压缩机120和电机130之间伸展以驱动相应制冷压缩机120的电机旋转。
[0043]电机130连接到供电网400上，从而将动力提供给电机130。供电网包括电源(其通常为发电设备410的形式)和连接到电源上的配电网420。发电设备可以是“孤网模式”类型的，是一种用于提供动力给烃液化设备的专用发电设备；或者，发电设备可以是外部电源，其电力可输入设备中。配电网420可连接到母线430上，以通过电力线路140供电给所述至少一个电机130。
[0044]在图1的实施例中，所述至少一个制冷回路还包括可选的第二制冷回路200，以使第二制冷流体210循环。该第二制冷回路包括第二制冷压缩机220、第二电机230、第二电力线路240和第二机械驱动轴125，它们之间的相互关系与第一制冷回路100中的上述部件之间的相互关系相似。
[0045]图1中所示的系统还包括换热器组300。因为许多不同类型的换热器组300在本领域是公知的，因此十分简要地示出了换热器组。换热器组300被设置成去除掉最初为气态的烃流10中的热量，从而冷凝至少一部分最初为气态的烃流10，以形成液化烃流90。换热器组通常包括至少一个换热器，其被设置成使所述至少一部分最初为气态的烃流10与在制冷回路100中循环的至少一部分制冷流体110之间相互热交换。
[0046]压缩机可以是配置有可变进口导流叶片的任何类型压缩机，包括轴流式压缩机(如，通用电气公司制造的AN200轴流式压缩机)以及离心式压缩机。
[0047]进口导流叶片通常安装在市售制冷压缩机上以提高效率和扩大操作范围。进口导流叶片通常安装在第一压缩级上，但是，例如在具有多个压缩级的整体齿轮式压缩机的情况下，进口导流叶片也可安装在随后的一个或多个压缩级(如，第二压缩级)上。
[0048]进口导流叶片通常设置成径向定位在压缩机的蒸汽流中的翼型结构。适宜地，进口导流叶片定位在吸气管内部。在正常操作条件下，通常这种进口导流叶片有助于在最有效的方向上将制冷剂蒸汽引入下一压缩级而引到所述下一压缩级的叶片或叶轮上。
[0049]可变的进口导流叶片例如可使用在本发明的情况下，通常可绕其安装轴旋转。在正常操作条件下，通过使可变的进口导流叶片旋转到不同位置上，可让制冷剂的进入速度不同。通过连接到致动器上的叶片调节机构使所述可变的进口导流叶片旋转。
[0050]很显然，本发明不局限于任何特殊类型的进口导流叶片的几何结构和/或叶片调节机构。有各种合适的方式对叶片产生作用，包括旋转环原理、杠杆原理、液力活塞原理，以及作用在可变的进口导流叶片上的所有原理。例如，美国专利申请公开2010/0172745号和美国专利7，520，716号中公开了可变的进口导流叶片的例子以及用于调节这些叶片的可能机构。在这些实例中，蒸汽通常朝压缩机的旋转轴线向内流动。美国专利公开2010/0329898号中示出了一个实例，S卩，在沿旋转轴线的方向上，蒸汽通常轴向流动。美国专利申请公开2010/0172745和2010/0329898号、以及美国专利7，520, 716号组合在本专利申请说明书中作为参考。
[0051]图2中示出了离心式压缩机的可变进口导流叶片的一个实施例(其源自于美国专利申请公开2010/0172745号)，其是说明性的非限制实例。该压缩机包括叶片调节机构和进口导流叶片11，叶片调节机构采用配置有多个长槽31的旋转环13，进口导流叶片绕旋转环13的圆周布置。进口导流叶片11可枢转地连接到底板(为清楚起见，未示出底板)上，使得每个进口导流叶片11可绕轴45枢转。每个进口导流叶片11通过轴45分别连接到多个杆臂43之一的端部上。每个杆臂43设置有销35，所述销在垂直于杆臂43绕其轴45旋转的平面的方向上朝外伸出。每个销35被构造成定位在一个长槽31内。当旋转环13相对于底板旋转时，每个进口导流叶片11旋转相同的量。
[0052]仍然参照图2，叶片调节机构还包括齿轮齿条驱动机构21，其被构造成驱动所述多个进口导流叶片11中的一个叶片，从而产生驱动叶片47。齿轮齿条驱动机构包括齿轮53、以及齿条57。齿轮53连接到驱动叶片47的长轴55 (其取代轴45)上。齿条57包括多个齿59，它们被构造成与齿轮53上的多个齿61相啮合，从而将齿条57可操作地连接到齿轮53上。齿条57的端部连接到驱动轴23上，该驱动轴例如通过液压缸(未示出)致动。
[0053]驱动轴23被设置成使齿条57进行线性运动，将这种线性运动24转变成齿轮53的旋转运动25，从而使驱动叶片47相对于底板旋转。由于每个杆臂43上的每个销35定位在旋转环13的相应长槽31内，销35与长槽31相互作用，因此驱动叶片47将力矩传递给旋转环13。如图2所示，从而该力矩被传递给其余的进口导流叶片11，这样，引起各进口导流叶片11以相同的量同步地改变其角位置。这样可调节可变的进口导流叶片相对于参考位置16的角度α。在图2中，例如，取径向位置作为参考位置16，但是可以选择任何合适的参考位置。
[0054]再次参照图1，该系统还配置有卸载控制器C。卸载控制器被设置成监测表示相对于正被消耗的电力而言供电网上的可用电力的信号，所监测的可用电力下降至低于预定值时，卸载控制器C可调节可变的进口导流叶片角度。这种情况下，可将可变的进口导流叶片调节至合一位置中，在该位置中使制冷压缩机相对于前一状况被卸载，从而使可变的进口导流叶片的角度位于前一角度位置上。因此，控制器C可与压缩机120的致动器相互作用。
[0055]监测器的合适信号是电网频率。当交流供电网处于稳定操作状态下，其可在(预定的)标称频率下运行。该电网频率可定义为与供电网相关的整个系统(包括运行的发电机和消耗电力的所有运行负载)的频率，其通常直接取决于相对于消耗所需的电量而言发电机能够输送给系统的电量。发电容量逐渐或突然下降会导致频率下降。因此，电网频率是一种表明需要卸载的有效指标，其尤其适于与孤网模式发电设备相结合。优选地，控制器C与压缩机120的致动器相互作用，以阻止电网频率下降。
[0056]尤其根据输入的电能运行时，所述信号适宜为外部信号，其由发电商产生或提供电力给网络的发电商之一产生，以请求卸载。
[0057]因此，优选地，调节可变的进口导流叶片的角度，使制冷压缩机卸载掉一部分原负荷，卸载的负荷量等于或大于电力缺额。以这种方式，补正发电量与电力需求量之间的差额，之后供电网继续保持稳定运行。
[0058]该系统还包括过程控制器PC，用于控制液化烃流90的生产。有利地，该过程控制器被设置成保持所述可变的进口导流叶片处于最优的目标角度，以在所监测的可用电力等于或高于预定值时使制冷压缩机120的效率和运行范围之一或两者均达到最优。
[0059]卸载控制器C可以是单独的专用控制装置；或者可以与另一控制器集成，例如，所述另一控制器可被设置成还控制系统的其他方面；或者，卸载控制器可以是混合式控制器，使卸载控制器C的选定部件配置为单独的控制器，其他部件与其他控制器集成。在一个实例中，所述其他控制器可以是过程控制器PC。
[0060]上述系统的运行过程如下。
[0061]制冷流体110在制冷回路100中循环。在该循环过程中，在制冷压缩机120中压缩至少一部分制冷流体100以形成压缩的制冷剂。通常，电机130对机械驱动轴125施加旋转运动而使该机械驱动轴绕其纵轴线旋转，从而，电机130驱动制冷压缩机120。通过来自供电网400的电力运转电机130。
[0062]被压缩的制冷剂通过换热器组300，在所述换热器组处典型地会使制冷剂膨胀至达到低压，并通过吸收至少一部分初始为气态的烃流10的热量而蒸发。但是，在许多情况下，这并不是每种换热器组300的要求，被压缩的制冷剂在膨胀至达到所述低压之前可被冷凝(优选被低温冷却)。蒸发的制冷剂从换热器组300返回到制冷压缩机120中被再次压缩。这样就在制冷回路100中完成了一次循环。在该循环期间，所述至少一部分初始为气态的烃流10与所述至少一部分正在制冷回路100中循环的制冷流体之间发生热交换，与此同时，至少一部分蒸发的制冷剂吸收掉初始为气态的烃流10的热量。由于制冷流体120以及可选的第二制冷流体以及其他制冷流体吸收掉至少一部分初始为气态的烃流10的热量，因此，所述至少一部分初始为气态的烃流10最终冷凝，而形成液化烃流90。
[0063]在正常的稳定运行下，操作者可手动设置可变的进口导流叶片，或通过过程控制器PC和/或压缩机防喘振控制器来自动操作可变的进口导流叶片。例如，将可变的进口导流叶片设定在选定的角度位置上以获得所需的操作窗口。
[0064]监测供电网400的可用电力，根据需要将可变的进口导流叶片保持在选定的角度位置处或使其移动到另一选定角度位置处，只要所监测到的可用电力等于或高于预定值即可。在优选的操作实施例中，只要所监测到的可用电力等于或大于预定值，则保持所述可变的进口导流叶片位于最优的目标角度位置处，以使制冷压缩机的效率和操作范围之一或两者最优。
[0065]但是，当所监测的可用电力下降至低于预定值时，通过调节可变的进口导流叶片的角度而让卸载控制器产生作用，从而使制冷压缩机120卸载。这可通过迅速改变叶片角度使叶片到达不同于所述选定角度的位置处来实现。如果选定角度为最优的目标角度(即，优选的操作实施例中出现的情况)，那么，通过有意地改变所述可变的进口导流叶片的角度使其偏离最优的目标角度，则可使制冷压缩机120卸载。
[0066]通常，通过关闭可变的进口导流叶片可降低制冷压缩机的载荷要求。根据本领域的惯例，上述关闭操作对应于使可变的进口导流叶片的位置逐渐朝负角度方向变化，因此，O0对应于最优的目标角度。
[0067]上面的内容中十分简要地描述了本专利申请说明书中的换热器组300。其表示任何合适的烃液化过程，尤其表示生产液化天然气的任何天然气液化过程，但是本发明并不局限于具体所选择的换热器组。合适的换热器组的例子来源于单级制冷循环过程(通常为单级混合制冷剂(SMR)过程，如，作者为K R Johnsen和P Christiansen发表在Gastechl998 (Dubai)上的文章“浮动平台上的液化天然气生产”中所述的PRICO ;但也可以是单组分制冷过程，如，作者为Johnsen和Christiansen的前述文章中所述的BHP-cLNG过程)、双级制冷循环过程(如，应用较多的含丙烷的混合制冷循环过程，该过程通常简写为C3MR，如美国专利4，404, 008号中描述了此过程；或者例如为双级混合制冷过程(DMR)，美国专利6，658，891号中描述了该过程的实例；或者，例如为双循环过程，即，每个制冷剂循环过程中包括单组分制冷剂)、以及基于三个或更多个压缩机组(其用于三个或更多个制冷循环)运行的过程(美国专利7，114，351号中公开了该过程的实例)。
[0068]下列文献中描述了合适的换热器组的其他实例:美国专利5，832，745 (ShellSMR)、美国专利6，295，833和5，657，643 (这两篇专利均是美国博莱克威奇公司(Blackand Veatch)所公开的不同的SMR工艺)、美国专利6，370, 910 (Shell DMR)。双级混合制冷过程(DMR)的另一合适实例为所谓的Axens液化(LIQUEFIN)工艺，文章“LIQUEFIN:降低液化天然气成本的改进液化工艺(AN INNOVATIVE PROCESS TO REDUCE LNG COSTS) ”中描述了该工艺，该文章的作者为P-Y Martin等，2003年发表于在日本东京举办的第22界世界天然气会议上。其他合适的三循环换热器组例如公开在下列文献中:US6，962，060、W02008/020044.US7, 127，914、DE3521060A1、US5, 669，234 号(商业名为优化级联式处理工艺)、US6，253，574号(商业名为混合流体的级联式处理工艺)、US6，308，531、美国专利申请公开 2008/0141711 号、Mark J.Roberts 等发表于 Gastech2002, Doha, Qatar (13_160ctober2002)上的文章“大容量单机单元AP-X (TM)混合液化天然气工艺过程”(Large capacitysingle train AP-X(TM)Hybrid LNG Process)。提供这些建议表明本发明应用广泛，并不表示这些建议是排他性的，和/或这些建议是全部可能的方案。上面列举的所有实例并不是全部都使用电机作为制冷压缩机的驱动装置。很显然，除电机之外的任何驱动装置可取代电机，能合适地应用在本发明的环境下。
[0069]最初为气态的烃流10被制冷，优选最终被液化，该烃流10可来源于待被制冷(可选择地，可被液化)的任何合适的气流。例如通常使用的例子为天然气流，其可从天然气或油气储层或煤层中获取。可供选择地，最初为气态的烃流10还可以从其他源中获取，例如，包括费一托合成过程等合成源。
[0070]如果最初为气态的烃流10是天然气流，那么该烃流通常主要包括甲烷。优选地，气态烃流10至少包括50mol %的甲烧,更优选地,至少包括80mol %的甲烧。
[0071]根据烃流源，天然气中可以含有含量不同、但比甲烷重的碳氢化合物，例如尤其为乙烷、丙烷和丁烷；还可能含有含量更少的戊烷和芳香烃。成分根据气体类型和位置而变化。
[0072]传统上，去除掉比甲烷更重的碳氢化合物，以尽可能地生产符合所需规格要求的液化烃产物流。例如，由于凝固温度或液化温度不同而可导致比丁烷(C4)更重的碳氢化合物堵塞甲烷液化装置的部件等这样一些原因，在进行显著冷却之前，要尽可能高效地从天然气中去除掉比丁烷(C4)更重的碳氢化合物。
[0073]天然气还可含有非烃成分，如H20、N2、C02，Hg、H2S、其他硫化物以及类似物。因此，如果需要，含有天然气的最初为气态的烃流10在被制冷期间或之前可被(预)处理。这种(预)处理过程可包括，减少和/或去除掉不适宜组分(如CO2和H2S)，或其他步骤(如，及早冷却、预加压或类似步骤)。这些步骤对于本领域的普通技术人员来说是公知的，因此在此不再进一步讨论其原理。
[0074]在文中公开的优选实施例中，最初为气态的烃流10包括天然气，因此,液化烃流90是液化天然气流。
[0075]文中使用的压缩机(如制冷压缩机)可专门由电机驱动，这意味着电机是驱动压缩机的唯一驱动装置。
[0076]本领域的普通技术人员将能理解到，本发明可有利地与其他卸载技术和/或发电设备设计组合应用，尤其包括下列文献中公开的一种或多种技术和/或设计:授权前的专利申请公开 2010/0257895 号、美国专利 7，114，351 号、Fritz Kleiner 和 Steve Kaufmann在GaStech2005中发表的文章“液化天然气设备中的所有电机驱动制冷压缩机的优点(AllElectric Driven Refrigerat1n Compressor in LNG Plants Offer Advantages)”。例如，如果目前所提出的用于生产液化烃流的系统和方法包括并行运行的两个或多个制冷压缩机(每个压缩机均压缩全部制冷流体流中的一部分)，那么，一个或多个压缩机关闭时，其他压缩机保持运行。如果要求极端地调节进口导流叶片和/或在载荷量大大降低的情况下延长一段时间运行，那么尤其需要考虑上述这种方案。
[0077]本领域的普通技术人员将能理解，在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，可采用各种不同方式来实施本发明。
【权利要求】
1.一种生产液化烃流的方法，包括以下步骤: -使制冷流体在制冷回路中循环，包括在由电机驱动的制冷压缩机中压缩至少一部分制冷流体，其中，制冷压缩机包括可变的进口导流叶片，该可变的进口导流叶片的角度能够相对于参考位置进行调节； -从最初为气态的烃流中去除掉热量，从而冷凝至少一部分最初为气态的烃流以形成液化烃流；所述去除掉热量的步骤包括:所述至少一部分最初为气态的烃流与在制冷回路中循环的至少一部分制冷流体发生热交换； -使用供电网提供动力给电机； -监测表明供电网状况的信号； -通过将该信号与预定标准比较，从该信号自动判断是否需要另外进行卸载； -自动调节所述可变的进口导流叶片的角度，从而，在满足所述标准且需要另外进行卸载时，降低制冷压缩机的负荷。
2.根据权利要求1的方法，还包括步骤:保持所述可变的进口导流叶片处于最优的目标角度，以在不满足所述标准时使制冷压缩机的效率和操作范围之一或两者达到最优。
3.根据权利要求2的方法，其中，调节所述可变的进口导流叶片的角度的步骤包括:有意地改变所述可变的进口导流叶片角度而使其偏离所述最优的目标角度。
4.根据前述任一权利要求的方法，其中，供电网的所述状况表不相对于正被消耗的电力而言供电网中的可用电力；其中，根据监测信号，当所述可用电力下降至低于一预定值时，则满足所述预定标准。
5.根据前述任一权利要求的方法，其中，供电网在电网频率下运行，其中，表示供电网状况的信号表明供电网运行时的电网频率。
6.根据前述任一权利要求的方法，其中，最初为气态的烃流包括天然气，其中，液化烃流是液化天然气流。
7.用于生产液化烃流的系统，其包括: -制冷回路，该制冷回路被设置成使制冷流体循环，该制冷回路包括制冷压缩机和电机，制冷压缩机用于压缩至少一部分制冷流体，所述电机接合到制冷压缩机上以驱动制冷压缩机，其中，制冷压缩机包括可变的进口导流叶片，该进口导流叶片的角度相对于参考位置是能够被调节的； -换热器组，该换热器组包括至少一个换热器，所述换热器组被设置成从最初为气态的烃流中去除掉热量，从而冷凝至少一部分最初为气态的烃流以形成液化烃流，所述至少一个换热器被设置成使所述的至少一部分最初为气态的烃流和在制冷回路中循环的至少一部分制冷流体相互之间进行热交换； -供电网，其连接到电机上以提供电能给电机； -卸载控制器，其被设置成监测表示供电网状况的信号，通过将该信号与预定标准进行比较而从所述信号自动判断是否需要另外进行卸载；在满足所述标准且需要另外进行卸载时，将所述可变的进口导流叶片调节至一位置中，在该位置中以相对于前一状况的载荷来使制冷压缩机卸载，从而，当不满足所述标准时可使所述可变的进口导流叶片处于前一角度位置上。
8.根据权利要求7的系统，还包括过程控制器，该过程控制器被设置成保持可变的进口导流叶片处于最优的目标角度，以在不满足所述标准时能使制冷压缩机的效率和操作范围之一或两者达到最优。
9.根据权利要求7或8的系统，其中，供电网的所述状况表示相对正在消耗的电力而言供电网上的可用电力；其中，根据监测信号，当可用电力下降至低于一预定值时，则满足所述预定标准。
10.根据权利要求7至9中的任一权利要求的系统，其中，供电网在电网频率下运行，其中，表示供电网状况的信号表明供电网运行时的电网频率；其中，当电网频率下降至低于预定标称电网频率时，满足所述预定标准。
11.用于操作压缩机的方法，包括以下步骤: -在由电机驱动的压缩机中压缩至少一部分流体，其中，该压缩机包括可变的进口导流叶片，该进口导流叶片的角度能够被调节； -使用供电网提供电能给电机； -监测表明供电网状况的信号； -通过将该信号与预定标准比较，从所述信号自动判断是否需要另外进行卸载； -自动调节可变的进口导流叶片的角度，从而，当满足所述标准且需要另外进行卸载时则降低压缩机负荷。
12.根据权利要求10的方法，还包括以下步骤: 在不满足所述标准时，保持可变的进口导流叶片处于最优的目标角度，以使压缩机的效率和操作范围之一或两者达到最优。
13.根据权利要求12的方法，其中，调节可变的进口导流叶片的角度的步骤包括:有意地改变可变的进口导流叶片的角度而使其偏离所述最优的目标角度。
14.根据权利要求11至13中的任一权利要求的方法，其中，供电网的所述状况表示相对于正在消耗的电力而言供电网上的可用电力；其中，当所述可用电力根据预定信号下降至低于一预定值时，则满足所述预定标准。
15.根据权利要求11至14中的任一权利要求的方法，其中，供电网在电网频率下运行，其中，表示供电网状况的信号表明供电网运行时的电网频率；其中，当电网频率下降至低于一预定标称电网频率时，则满足所述预定标准。
16.根据权利要求11至15中的任一权利要求的方法，其中，压缩机是制冷压缩机，从而所述流体是制冷流体。
【文档编号】F25J1/02GK104350345SQ201280061508
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2012年12月13日 优先权日:2011年12月15日
【发明者】M·G·范阿肯 申请人:国际壳牌研究有限公司