LNG工厂中使用双流压缩机的并行压缩的制作方法

文档序号:15731890发布日期:2018-10-23 20:49阅读:来源:国知局

技术特征:

1.压缩系统,被可操作地配置为压缩具有第一压力的第一制冷剂的第一流以产生具有完全压缩压力的第一压缩制冷剂流,所述压缩系统包括:

至少一个预冷却热交换器,所述至少一个预冷却热交换器中的每一个被可操作地配置为通过与所述第一制冷剂间接热交换来冷却烃流体;

主压缩回路,具有多个主压缩机级和多个部分压缩的流,所述多个压缩机级中的每一个都具有吸入侧和排出侧,所述多个部分压缩的流中的每一个与所述多个主压缩机级中的一个的出口和所述多个主压缩机级中的另一个的入口流体流动相连,所述多个部分压缩的流中的每一个具有高于所述第一压力且低于所述完全压缩压力的压力,所述多个部分压缩的流中的每一个的压力不同于所述多个部分压缩的流中的每个其他的压力,所述多个主压缩机级的最终主压缩机级具有产生第一压缩的制冷剂蒸汽的第一部分的出口;

次压缩回路,包括双流压缩机,该双流压缩机具有限定内部容积的壳体、第一入口、第二入口以及产生所述第一压缩制冷剂流的第二部分的出口,所述第一压缩制冷剂流的第二部分与所述第一压缩制冷剂流的第一部分流体流动相连,所述壳体还包括位于所述内部容积中的第一压缩机级和第二压缩机级,所述第一压缩机级具有第一吸入侧、第一排出侧、至少一个第一叶轮和至少一个第一扩散器,所述第二压缩机级具有第二吸入侧、第二排出侧、至少一个第二叶轮和至少一个第二扩散器,所述第一吸入侧远离所述第二吸入侧,并且所述第一排出侧靠近所述第二排出侧;

位于所述至少一个预冷却热交换器的第一预冷却热交换器的下游并流体流动相连的第一侧流,所述第一侧流具有第一侧流压力和第一部分,所述第一部分与所述多个部分压缩的流的第一部分压缩的第一制冷剂流流体流动相连,以形成位于所述多个主压缩机级的第一主压缩机级的入口的上游并流体流动相连的第一混合流,所述第一侧流具有与所述双流压缩机的第一入口流体流动相连的第二部分;和

位于所述至少一个预冷却热交换器的第二预冷却热交换器的下游并流体流动相连的第二侧流,所述第二侧流具有第二侧流压力和第一部分,所述第一部分与所述多个部分压缩的流的第二部分压缩的第一制冷剂流流体流动相连,以形成位于所述多个主压缩机级的第二主压缩机级的入口的上游并流体流动相连的第二混合流,所述第二侧流具有与所述双流压缩机的第二入口流体流动相连的第二部分;

其中所述第一入口位于所述第一压缩机级的第一吸入侧上,所述第二入口位于所述第二压缩机级的第二吸入侧上,并且所述出口位于所述第一排出侧和所述第二排出侧的近侧。

2.权利要求1所述的压缩系统,其中所述多个主压缩机级包括在单独主压缩机壳体内。

3.权利要求1所述的压缩系统,其中所述至少一个第一叶轮由第一数量的叶轮组成,均具有第一叶轮几何形状,所述至少一个第二叶轮由第二数量的叶轮组成,均具有第二叶轮几何形状,所述至少一个第一扩散器均具有第一扩散器几何形状,并且所述第二至少一个第二扩散器具有第二扩散器几何形状;和

其中所述第一压缩机级不同于所述第二压缩机级的选自以下的组中的至少一种:(a)所述第一数量的叶轮不同于所述第二数量的叶轮;(b)所述第一叶轮几何形状不同于所述第二叶轮几何形状;和(c)所述第一扩散器几何形状不同于所述第二扩散器几何形状。

4.权利要求1所述的压缩系统,其中所述压缩系统还被可操作地配置为在所述主压缩回路的多个主压缩机级的至少两个之间中间冷却所述第一制冷剂。

5.权利要求1所述的压缩系统,还包括主热交换器,被可操作地配置为在所述烃流体被至少一个预冷却热交换器冷却之后,通过所述烃流体与第二制冷剂之间的间接热交换进一步冷却和液化所述烃流体。

6.权利要求5所述的压缩系统,其中所述主热交换器被可操作地配置为当所述烃流体和所述第二制冷剂流经所述主热交换器的线圈绕管侧时,通过和流经所述主热交换器的壳侧的第二制冷剂间接热交换来液化所述烃流体并冷却所述第二制冷剂。

7.权利要求1所述的压缩系统,其中所述第二制冷剂是混合制冷剂并且所述第一制冷剂是丙烷。

8.权利要求1所述的压缩系统,还包括阀门,被可操作地配置为控制所述主压缩回路和所述次压缩回路之间的第一制冷剂的流量分布。

9.权利要求1所述的压缩系统,其中所述第一主压缩机级具有第一主头流量比,并且所述双流压缩机的第一压缩机级具有小于所述第一主头流量比的第一次头流量比。

10.权利要求9所述的压缩系统,其中所述次头流量比是所述主头流量比的70-95%。

11.压缩机,包括:

限定内部容积的壳体、第一入口、第二入口和出口,所述壳体还包括位于所述内部容积中的第一压缩机级和第二压缩机级,所述第一压缩机级具有第一吸入侧、第一排出侧、至少一个第一叶轮和至少一个第一扩散器,所述第二压缩机级具有第二吸入侧、第二排出侧、至少一个第二叶轮和至少一个第二扩散器,所述第一吸入侧远离所述第二吸入侧,所述第一排出侧靠近所述第二排出侧;和

其中所述第一入口位于所述第一压缩机级的第一吸入侧上,所述第二入口位于所述第二压缩机级的第二吸入侧上,并且所述出口位于所述第一压力侧和所述第二压力侧的近侧;

其中所述至少一个第一叶轮由第一数量的叶轮组成,均具有第一叶轮几何形状,所述至少一个第二叶轮由第二数量的叶轮组成,均具有第二叶轮几何形状,所述至少一个第一扩散器均具有第一扩散器几何形状,并且所述第二至少一个第二扩散器具有第二扩散器几何形状;

其中所述第一压缩机级不同于所述第二压缩机级的选自以下的组中的至少一种:(a)所述第一数量的叶轮不同于所述第二数量的叶轮;(b)所述第一叶轮几何形状不同于所述第二叶轮几何形状;和(c)所述第一扩散器几何形状不同于所述第二扩散器几何形状。

12.权利要求11所述的压缩机,其中所述第一数量的叶轮多于所述第二数量的叶轮。

13.权利要求11所述的压缩机,还包括靠近所述第一排出侧、所述第二排出侧和所述出口的混合室。

14.权利要求11所述的压缩机,其中每个至少一个第一叶轮和每个至少一个第二叶轮附接到第一轴柄。

15.方法,包括:

a.以包括多个压缩机级的主压缩序列压缩制冷剂的第一低压流和制冷剂的至少一个侧流,以形成处于第一中压的第一部分压缩的主流和处于最终压力的完全压缩的主流,所述最终压力大于所述第一中压;

b.将所述至少一个侧流的第一侧流和第一部分压缩的制冷剂流合并;

c.从选自以下组中的一种分离第一滑流:所述第一低压流和所述第一侧流,所述第一滑流具有第一滑流压力;

d.以第一次压缩机级压缩所述第一滑流以形成第一压缩的次流;

e.从至少一个侧流中的一种分离第二滑流,所述第二滑流具有大于所述第一滑流压力的第二滑流压力;

f.以第二次压缩机级压缩所述第二滑流至所述最终压力以形成第二压缩的次流;

g.将所述第一压缩的次流和第二压缩的次流与所述完全压缩的制冷剂流合并;和

h.通过与所述制冷剂间接热交换来冷却碳氢化合物。

16.权利要求15所述的方法,其中步骤(a)、(b)和(d)包括:

a.以包括多个压缩机级的主压缩序列压缩制冷剂的第一流和制冷剂的至少一个侧流,以形成处于第一中压的第一部分压缩的制冷剂流、处于第二中压的第二部分压缩的制冷剂流、和处于最终压力的完全压缩的制冷剂流,所述最终压力大于所述第二中压并且所述第二中压大于所述第一中压;

c.从所述至少一个侧流的第一侧流分离第一滑流,所述第一滑流具有等于所述第一中压的第一滑流压力;和

d.从所述至少一个侧流的第二侧流分离第二滑流,所述第二滑流具有等于所述第二中压的第二滑流压力。

17.权利要求15所述的方法,还包括:

i.在实施步骤(f)之前将所述第一压缩的次流和所述第二滑流合并。

18.权利要求15所述的方法,还包括在双流压缩机实施步骤(f)和(g)。

19.权利要求18所述的方法,其中步骤(f)和(g)还包括:

f.以具有第一排出侧的第一次压缩机级压缩所述第一滑流至所述最终压力以形成第一压缩的侧流;和

g.以具有接近所述第一排出侧的第二排出侧的第二次压缩机级压缩所述第二滑流至所述最终压力以形成第二压缩的侧流。

20.权利要求18所述的方法,其中步骤(f)和(g)还包括:

f.以第一次压缩机级压缩所述第一滑流至所述最终压力以形成第一压缩的次流,所述第一次压缩机级包括具有第一叶轮几何形状的至少一个第一叶轮;和

g.以第二次压缩机级压缩所述第二滑流至所述最终压力以形成第二压缩的次流,所述第二次压缩机级包括具有第二叶轮几何形状的至少一个第二叶轮,所述第二叶轮几何形状不同于所述第一叶轮几何形状。

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