一种lng工厂仪表风多联供应保障系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种LNG工厂仪表风多联供应保障系统，包括仪表风系统、氮气系统，所述氮气系统引出管路和所述仪表风系统的空气缓冲罐连接，将通过所述管路引入的压缩气作为所述仪表风系统的备用气源，所述管路上设置有压力调节阀组、切断阀组和单向阀。所述管路为两条，所述压力调节阀组为一套气动压力调节阀组，所述切断阀组为一套气动切断阀组，所述单向阀为两台单向阀。应用本实用新型后将仪表风系统失风引起LNG生产装置停车的概率基本降为零，因而产生极大的经济效益和安全效益。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及LNG工厂气动阀门控制【技术领域】，尤其涉及一种LNG工厂仪表风 多联供应保障系统。 一种LNG工厂仪表风多联供应保障系统
【背景技术】
[0002] LNG是液化天然气（Liquefied Natural Gas)的简称。仪表风是LNG生产工艺中所 有气动阀门的动力来源，其压力需要保持在〇· 4MPa-0. 8MPa范围内。一旦压力低于0· 4MPa， 气动阀门将无法正常工作，导致生产中断，大量天然气直接放空，造成资源浪费并带来环境 污染。现有LNG工厂仪表风系统一般由两台螺杆空压机和一套无热再生装置构成。正常情 况下，螺杆空压机一用一备，将吸入的空气压缩到〇. 8MPa左右，然后经过无热再生装置脱 除压缩析出的油、水分和颗粒杂质，使气质达到仪表风的要求。理论上两台空压机可以满足 使用，但鉴于设备质量、维修保养执行情况等因素的限制，一台空压机出现故障不能备用的 情况下，仪表风系统仅靠剩余一台空压机维持压力。一旦该空压机遇到自身部件劣化、运行 参数触发联锁、人为操作不当或意外断电等情形而停机，仪表风系统压力在得不到补充的 情况下将迅速下降，各种气动阀门回到失风状态，最终造成生产装置停车，轻则造成较大经 济损失，重则导致人员伤亡。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种LNG工厂仪表风多联供应保障系统，将氮气系统 和仪表风系统进行有效整合，从氮气系统中的PSA制氮装置引出干燥压缩空气作为仪表风 系统的第一备用气源，从氮气系统中的氮气缓冲罐引出干燥氮气作为仪表风系统的第二备 用气源，为仪表风系统提供除了备用空压机之外的双重气源保障，从而解决现有技术中存 在的前述问题。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
[0005] -种LNG工厂仪表风多联供应保障系统，包括仪表风系统和氮气系统，所述氮气 系统引出管路和所述仪表风系统的空气缓冲罐连接，将通过所述管路引入的压缩气作为所 述仪表风系统的备用气源，所述管路上设置有压力调节阀组、切断阀组和单向阀。
[0006] 优选的，所述管路为两条，所述压力调节阀组为一套气动压力调节阀组，所述切断 阀组为一套气动切断阀组，所述单向阀为两台单向阀。
[0007] 优选的，所述氮气系统，包括PSA制氮装置、液氮装置和调压缓冲装置，所述PSA制 氮装置、所述液氮装置和所述调压缓冲装置之间通过管路连接；所述仪表风系统，包括空压 机、仪表风净化设备和空气缓冲罐，所述空压机、所述仪表风净化设备和所述空气缓冲罐顺 序连接。
[0008] 优选的，所述两条管路分别称为第一管路和第二管路，所述第一管路引自所述PSA 制氮装置中的空气储罐后的管道，连接到所述仪表风系统中与所述仪表风系统中的空气缓 冲罐连接；所述第二管路引自所述氮气系统中的所述调压缓冲装置中的氮气缓冲罐，连接 到所述仪表风系统中与所述仪表风系统中的空气缓冲罐连接。
[0009] 优选的，所述第一管路上设置有所述气动压力调节阀组；所述第二管路上设置有 所述气动切断阀组。
[0010] 优选的，在所述第一管路上所述气动压力调节阀组与所述空气缓冲罐之间还设置 有第一单向阀，在所述第二管路上所述气动切断阀组与所述空气缓冲罐之间还设置有第二 单向阀。
[0011] 优选的，还包括逻辑自动控制器，所述逻辑自动控制器分别与所述空气缓冲罐的 压力采集器、所述气动压力调节阀组和所述气动切断阀组连接。
[0012] 优选的，所述气动压力调节阀组和所述气动切断阀组均分别含有手动旁路。
[0013] 本实用新型的有益效果是：
[0014] 1.本实用新型实现了仪表风系统的三重气源多联供应保障，将仪表风系统失风引 起LNG生产装置停车的概率基本降为零，因而产生极大的经济效益和安全效益；
[0015] 2.本实用新型的逻辑自动控制器，根据采集到的空气缓冲罐内的压力，判断出仪 表风系统主气源发生故障后，自动发出控制指令，使第一备用气源或第二备用气源自动投 入运行，无需任何手动操作，缩短了相应时间，提高了系统稳定性；
[0016] 3.两条备用气源管路上的阀组均设有手动旁路，气动阀组出现故障无法动作时， 可以手动操作，进一步提高系统可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本实用新型的结构示意图；
[0018] 其中：1 ---氮气系统；3---仪表风系统；4---气动切断阀组；5---气动压力调节 阀组；6 第二单向阀；7---第一单向阀；8 第一管路；9 第二管路；11---液氮装 置；12调压缓冲装置；13PSA制氮装置；14空压机；15空气储气罐；16过 滤器；17-微热干燥机；18-活性碳过滤器；19-空气储罐；20-制氮吸附塔； 21 氮气工艺_ ;22 液氮储_ ;23 空浴式汽化器；24 液氮储_自增压汽化器； 25 氮气缓冲_ ;26 大气；31 大气；32 空压机；33 商效除油器；34 无热 再生干燥装置；35-粉尘过滤器；36-空气缓冲罐；37-将仪表风送至各仪表风用气 点的管道。
【具体实施方式】
[0019] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实 用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本实用 新型，并不用于限定本实用新型。
[0020] 由于LNG生产装置中需要氮气作为吹扫置换用气、设备密封用气等，故LNG工厂均 配有氮气系统（含PSA制氮装置，同时还配有液氮装置作为制氮装置停用时的备用系统）。 本实用将氮气系统和仪表风系统进行有效整合，从氮气系统中PSA制氮装置引出干燥压缩 空气作为仪表风系统的第一备用气源，从氮气系统中氮气缓冲罐引出干燥氮气作为仪表风 系统的第二备用气源，为仪表风系统提供除了备用空压机之外的双重气源保障，将仪表风 系统的可靠性大大提高，基本杜绝了因仪表风系统失压导致LNG生产装置停机的可能性。
[0021] 具体的，本实用新型公开了一种LNG工厂仪表风多联供应保障系统，包括仪表风 系统、氮气系统，所述氮气系统引出管路和所述仪表风系统的空气缓冲罐连接，将通过所述 管路引入的压缩气作为所述仪表风系统的备用气源，所述管路上设置有压力调节阀组、切 断阀组和单向阀。所述管路为两条，所述压力调节阀组为一套气动压力调节阀组，所述切断 阀组为一套气动切断阀组，所述单向阀为两台单向阀。所述氮气系统，包括PSA制氮装置、 液氮装置和调压缓冲装置，所述PSA制氮装置、所述液氮装置和所述调压缓冲装置之间通 过管路连接；所述仪表风系统，包括空压机、仪表风净化设备和空气缓冲罐，所述空压机、所 述仪表风净化设备和所述空气缓冲罐顺序连接。所述两条管路分别称为第一管路和第二管 路，所述第一管路引自所述PSA制氮装置中的空气储罐后的管道，连接到所述仪表风系统 中与所述仪表风系统中的空气缓冲罐连接；所述第二管路引自所述氮气系统中的所述调压 缓冲装置中的氮气缓冲罐，连接到所述仪表风系统中与所述仪表风系统中的空气缓冲罐连 接。所述第一管路上设置有所述气动压力调节阀组；所述第二管路上设置有所述气动切断 阀组。在所述第一管路上所述气动压力调节阀组与所述空气缓冲罐之间还设置有第一单向 阀，在所述第二管路上所述气动切断阀组与所述空气缓冲罐之间还设置有第二单向阀。还 包括逻辑自动控制器，所述逻辑自动控制器分别与所述空气缓冲罐的压力采集器、所述气 动压力调节阀组和所述气动切断阀组连接。所述气动压力调节阀组和所述气动切断阀组均 分别含有手动旁路。
[0022] 如图1所示，本实用新型主要包含仪表风系统和氮气系统：
[0023] 仪表风系统：本部分为LNG工厂必备的公用工程之一，典型配置包含两台螺杆空 压机（一用一备）、若干仪表风净化设备和一台空气缓冲罐。正常情况下，一台螺杆空压机 运行，将大气压缩至〇. 8MPa左右，压缩空气含有油、水、颗粒杂质等，需经过净化才能使用。 净化设备主要由高效除油器、无热再生干燥装置和粉尘过滤器组成。压缩空气依次经过以 上设备，脱除油、水和颗粒杂质，达到工业仪表气源质量要求（常压露点<-40°C，含油量 彡10mg/m 3,含尘量彡lmg/m3)后进入空气缓冲罐，然后通过管线送至现场各仪表风使用点。 LNG生产装置中，气动阀门要求气源压力最大不超过0. 7MPa，最小不低于0. 4MPa，故空气缓 冲罐压力一般维持在0. 75MPa左右，低于0. 6MPa开始报警，低于0. 4MPa将发出联锁信号， 触发LNG生产装置紧急停车系统。
[0024] 氮气系统：本部分为LNG工厂必备的公用工程之一，典型配置为一套PSA制氮装 置、一套备用的液氮装置和氮气调压缓冲装置。氮气主要用来作为设备管线吹扫置换、密 封、保护用，根据生产规模和生产设备的不同，氮气系统要求的压力不同，但一般设计都留 有一定余量，氮气压力设计在在〇.8MPa左右，且可以调节。正常情况下使用PSA制氮装置 提供氮气。PSA制氮装置主要由螺杆空压机、空气储气罐、过滤器、微热干燥机、制氮吸附塔、 氮气工艺罐组成。空气经过压缩、净化后（已达到仪表风品质要求）进入制氮吸附塔，产生 纯度99. 99%以上、常压露点< -75°C的纯净氮气，然后进入氮气调压缓冲装置，经过氮气 压力调节阀调压后进入氮气缓冲罐，然后通过管线送至现场各氮气使用点。若制氮装置因 故障或维护检修停用，但氮气系统不能停止氮气供应，这时可投入备用的液氮装置。储存在 液氮储罐的液氮经过空浴式气化器与空气换热，低温液氮气化为常温氮气，然后进入氮气 调压缓冲装置，经氮气压力调节阀调压后进入氮气缓冲罐，然后通过管线送至现场各氮气 使用点。
[0025] 附图1中仪表风系统和氮气系统均为LNG生产必备的公用工程系统，连接这两个 系统的管路则是本实用新型的核心部分。本部分主要由两条管线、一套气动压力调节阀组、 一套气动切断阀组和两台单向阀组成。第一管路引自PSA制氮装置的空气储罐后的管线， 将净化后气质达到仪表风要求的压缩空气通过自动压力调压阀调压后进入仪表风系统的 空气缓冲罐，作为仪表风第一备用气源使用。第二管线引自氮气调压缓冲装置的氮气缓冲 罐，将纯净氮气通过气动切断球阀引入仪表风系统的空气缓冲罐，作为仪表风的第二备用 气源使用。两条管路上的单向阀用来防止各系统气体互相串入。
[0026] 因为在相对密闭空间使用氮气作为仪表风会使空气中氮气含量升高，存在一定的 安全隐患，所以仪表风首先由仪表风系统供应，其次是PSA制氮装置中的纯净压缩空气供 应，最后才是氮气调压缓冲装置中的氮气供应。
[0027] 本实用新型：
[0028] LNG生产装置中配套的仪表风系统、氮气系统充分利用现有设备，无需进行改造， 仅从其中引出部分气体；
[0029] 由于本实用新型在原系统中增加了两条管路、两套阀组和两台止回阀，并设计有 逻辑自动控制器，实现仪表风多联供应保障；
[0030] 根据采集到的空气缓冲罐内的压力，逻辑自动控制器判断出仪表风系统主气源发 生故障后，自动发出控制指令，使第一备用气源、第二备用气源自动投入运行，无需任何手 动操作，缩短了响应时间，提高了系统稳定性；
[0031] 新增两条管路上的阀组均有手动旁路，自动阀组出现故障无法动作时，可以手动 操作；
[0032] 本实用新型为仪表风系统提供了三重气源多联供应保障，将仪表风系统失风引起 LNG生产装置停车的概率基本降为零，因而产生极大的经济效益和安全效益。
[0033] 功能实现：
[0034] 正常情况下，仪表风系统各设备运行正常，仪表风压力保持在0· 75MPa ;PSA制氮 装置运行正常，向系统提供氮气；
[0035] 仪表风系统出现故障，若在仪表风压力降低至0· 65MPa前备用螺杆空压机投入运 行，仪表风压力恢复正常，PSA制氮装置无需向仪表风系统提供纯净压缩空气；若仪表风系 统故障不能及时处理，仪表风压力降至〇. 65MPa以下，逻辑自动控制器自动发出指令，打开 气动压力调节阀，向空气缓冲罐提供纯净压缩空气，仪表风压力逐渐回升并稳定在〇. 75MPa 左右；若PSA制氮装置未运行，液氮装置运行中，此时逻辑自动控制器自动发出指令，打开 气动切断阀，氮气缓冲罐内的纯净氮气进入空气缓冲罐作为仪表风使用，仪表风压力逐渐 回升并稳定在〇.75MPa左右。以上控制过程中，若自动调节阀或启动切断阀出现故障不能 按要求动作，可手动打开其旁路手动阀门，实现同样的功能。
[0036] 通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：
[0037] 1.本实用新型实现了仪表风系统的三重气源多联供应保障，将仪表风系统失风引 起LNG生产装置停车的概率基本降为零，因而产生极大的经济效益和安全效益；
[0038] 2.本实用新型的逻辑自动控制器，根据采集到的空气缓冲罐内的压力，判断出仪 表风系统主气源发生故障后，自动发出控制指令，使第一备用气源或第二备用气源自动投 入运行，无需任何手动操作，缩短了相应时间，提高了系统稳定性；
[0039] 3.两条备用气源管路上的阀组均设有手动旁路，气动阀组出现故障无法动作时， 可以手动操作，进一步提高系统可靠性。
[0040] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和 润饰也应视本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种LNG工厂仪表风多联供应保障系统，其特征在于，包括仪表风系统和氮气系统， 所述氮气系统引出管路和所述仪表风系统的空气缓冲罐连接，将通过所述管路引入的压缩 气作为所述仪表风系统的备用气源，所述管路上设置有压力调节阀组、切断阀组和单向阀。
2. 根据权利要求1所述的LNG工厂仪表风多联供应保障系统，其特征在于，所述管路为 两条，所述压力调节阀组为一套气动压力调节阀组，所述切断阀组为一套气动切断阀组，所 述单向阀为两台单向阀。
3. 根据权利要求2所述的LNG工厂仪表风多联供应保障系统，其特征在于，所述氮气系 统，包括PSA制氮装置、液氮装置和调压缓冲装置，所述PSA制氮装置、所述液氮装置和所述 调压缓冲装置之间通过管路连接；所述仪表风系统，包括空压机、仪表风净化设备和空气缓 冲罐，所述空压机、所述仪表风净化设备和所述空气缓冲罐顺序连接。
4. 根据权利要求3所述的LNG工厂仪表风多联供应保障系统，其特征在于，所述两条管 路分别称为第一管路和第二管路，所述第一管路引自所述PSA制氮装置中的空气储罐后的 管道，连接到所述仪表风系统中与所述仪表风系统中的空气缓冲罐连接；所述第二管路引 自所述氮气系统中的所述调压缓冲装置中的氮气缓冲罐，连接到所述仪表风系统中与所述 仪表风系统中的空气缓冲罐连接。
5. 根据权利要求4所述的LNG工厂仪表风多联供应保障系统，其特征在于，所述第一管 路上设置有所述气动压力调节阀组；所述第二管路上设置有所述气动切断阀组。
6. 根据权利要求5所述的LNG工厂仪表风多联供应保障系统，其特征在于，在所述第一 管路上所述气动压力调节阀组与所述空气缓冲罐之间还设置有第一单向阀，在所述第二管 路上所述气动切断阀组与所述空气缓冲罐之间还设置有第二单向阀。
7. 根据权利要求6所述的LNG工厂仪表风多联供应保障系统，其特征在于，还包括逻辑 自动控制器，所述逻辑自动控制器分别与所述空气缓冲罐的压力采集器、所述气动压力调 节阀组和所述气动切断阀组连接。
8. 根据权利要求7所述的LNG工厂仪表风多联供应保障系统，其特征在于，所述气动压 力调节阀组和所述气动切断阀组均分别含有手动旁路。
【文档编号】F17D3/01GK203892873SQ201420322651
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】李德瑞, 董卫峰, 吕子文 申请人:山西沁水新奥燃气有限公司