BOG压缩机的工作原理及其工作系统简述

【摘要】文章对液化天然气接收站bog压缩机的工作原理进行了阐述，对其各个工作系统的工作原理、组成部分以及重要参数和操作要点分别做了介绍。

【关键词】LNG BOG 压缩机 工作系统

1 BOG压缩机的工作原理

压缩机由电动机通过挠性联轴器驱动，电机转子直接带动压缩机的曲轴旋转，然后由连杆和十字头将曲轴的旋转运动变成活塞的往复直线运动。 本机气缸为双作用，即盖侧和轴侧都有相应的工作腔。以盖侧为例，当活塞由盖侧始点位置向轴侧开始运动时，盖侧容积变大，腔内残留气体膨胀，压力下降，与进气腔内压力产生压力差，当压力差大于吸气阀弹簧力时，吸气阀打开。随着活塞继续向轴侧运动，将气体吸入缸内，活塞到达内止点时吸气完毕。随后活塞又从轴侧位置向盖侧方向返回移动，此时吸气阀关闭，随着活塞的继续移动，缸内容积不断变小，已吸入的气体受到压缩，压力逐步升高。当缸内压力高于排气腔内压力且压力差大于排气阀弹簧力时，排气阀打开，缸内已被压缩的气体开始排出。当活塞返回到外止点（盖侧始点位置）时，排气完毕。 至此完成了一个工作循环。轴侧工作腔的工作原理与此相同，但有180°的相位差（即当气缸轴侧吸气时盖侧排气； 轴侧排气时盖侧吸气）。由于活塞不断地作往复运动，使气缸内交替发生气体的膨胀吸入和压缩排出过程，从而获得连续脉动的压缩气源。

2 工作系统

BOG压缩机的工作系统主要由以下几个部分组成：气路系统、水路系统、循环油系统、填料充氮保护系统、气量调节系统以及仪控保护系统组成，他们是个有机的结合体而不是随意的组合，只有上述各个系统连续、平稳、高效的运行才能保证BOG压缩机连续、平稳、高效的工作。下面分别对每个系统进行叙述。

2.1 气路系统

气路系统由各级进、排气缓冲器，中间冷却器，止回阀，各级安全阀和各设备间的联接管路、阀门等构成。气路系统中各设备的作用如下：

进、排气缓冲器用于抑制气流的脉动，以降低气路系统及主机的机械振动。

在出口闸阀前的排气管路中装有止回阀，以防止压缩机停车后，已进入工艺系统的高压气体倒回压缩机，进入压缩机的低压部分而引起低压部分的损坏。安装止回阀时应注意方向，不可装反。

气路系统中设有安全阀，分别布置各级的排气管路上。以防止本段气体超压。安全阀前后的隔断球阀在正常运行时须保证全开。

进气总管及排气总管上设有紧急关断阀和放空阀，由中控室控制，在紧急情况下使用。

2.2 水路系统

采用闭式循环方式。由水泵、空-水换热器、水箱、阀门、视镜、仪表及管路等构成一套自循环供排水系统。各支管上的阀门用于调节各冷却点的冷却水量，以维持机组的正常工作温度，视镜和温度计用于运行时观测水流情况。

循环冷却水参数：进出水温度差≥8℃，循环水量：根据压缩机的处理量确定。冷却水进水压力一般为0.2-0.35Mpa（最好略低于循环油的压力），循环水质为中性，PH值为6.5-9.5范围内。

压缩机启动前，应检查供水情况，正常停车后，请逐一关闭各进水阀门。冬季停车（气温低于5℃） 及长期停车时，可先关闭各气缸进水阀门，主机继续运行5min后再停车。停车后，应将压缩机气缸及油冷却器内的存水排尽，以免冻坏设备。

2.3 循环油系统

循环油系统由稀油站、轴头泵及阀门、仪表、系统管路等组成。油路系统的流程如下：油（机身内） 粗滤油器油泵增压油冷却器油过滤器进油总管机身进油总管主轴承连杆大头瓦连杆小头瓦十字头销滑道、活塞杆返回机身。

循环油系统中油冷却器、油过滤器、辅助油泵、一次仪表等布置在稀油站上，轴头泵布置在机身前端，机身兼作油池。

机器在运行时须保证机身规定的油面高度。 机身内的油应定期检查，如出现劣化状态时即应更换。

循环油正常工作压力为0.15～0.4MPa，调整压力设定在0.25～0.35MPa 为宜。正常工作时油温应≤55℃。油冷却后过滤系统采用双套手动切换过滤器，其过滤精度为20μ。当油过滤器前后压差大于0.1Mpa时即应转动换向阀，停止工作筒，投入备用筒。同时取出工作筒清洗。

循环油系统内的各管线及元件均须保持清洁，操作者在正常工作时也应注意本系统的工作状况，如有异常，应及时采取措施排除故障，必要时立即停车检查。

该系统中一般设有油压、油温等就地一次仪表，供正常工作时观察用。机组在正常运行时油温控制在35～45℃为宜。

2.4 填料充氮保护系统

为增加机组的安全可靠性，本机设置了隔室充氮保护系统。在中体的下部有三根接管，其中二根氮气引入管和一根气缸填料漏气引出管，氮气引入管分别引至气缸填料和中体。在中体上部有二根引出管，至室外高点放空。

引入填料的氮气压力一般为0.02～

0.1MPa。

2.5 气量调节系统

气量调节系统是通过顶开吸气阀来控制气缸的一侧或两侧的工作来实现气量的分档调节的。

顶开吸气阀的工作原理如下：在压缩机吸气阀的顶部装有一橡胶膜片的气动伺服机构，即顶开阀部件。顶开阀的上部有一气管路与手动配气阀相连接，当压下配气阀手柄时，净化气源便进入顶开阀，推动膜片动作，将吸气阀的阀片顶开，使吸气阀处于常开状态，于是该侧气缸便不再参与正常工作。由于本机采用的是双作用气缸，所以通过顶开吸气阀可实现0%，50%，100%三档气量的调节。

一般还设有三回一旁路调节，用于稳定进气压力。

本系统所需的气源一般为0.35～0.7MPa的净化空气。

2.6 仪控保护系统

为保障机组运行安全可靠，一般要求机组的仪控保护系统对机组的起动条件、运行参数等进行自动监控，当某个参数超出许可范围时发出声光报警，必要时联锁停机。主要监控项目及其参数值如下：一级进气压力、一级排气压力、二级排气压力、三级排气压力、供油总管油压力、循环水供水压力、油过滤器压差、一级进气温度、一级左缸排气温度、一级右缸排气温度、二级进气温度、二级排气温度、三级进气温度、三级排气温度、回流温度、供油总管油温度、压缩机主轴承温度、主电机定子温度、主电机轴承温度以及水箱水位等等。

参考文献

[1] 顾安忠，等.液化天然气技术[M].北京：机械工业出版社

[2] 郝点，等.压缩机手册[M].北京：中国石化出版社

[3] GB50183-2004 石油天然气工程设计防火规范[E]

[4] GB50219-95 水喷雾灭火系统设计规范[E]