液化天然气BOG处理控制系统的设计与实现

【摘要】： 液化天然气(LNG)作为一种优质清洁能源而被广泛应用。上海LNG接收站地处浙江省嵊泗县上海洋山港东港区,为上海首座LNG处理站,达产时年输出天然气40亿立方,对上海的能源结构起着举足轻重的作用。LNG温度为-160℃,在日常保存中极易产生热交换,从而导致BOG(蒸发气体)的产生。因此BOG的控制是整个LNG生产工艺流程中最复杂,也是最重要的一个控制内容,其主要控制的设备包括BOG压缩机和BOG再冷凝器。 传统的BOG控制系统是靠员工在生产现场一线完成,既耗费大量人力,又不利于安全生产,更不符合现代企业的发展趋势。本设计采用以计算机为核心的自动控制技术,根据LNG接收站的控制任务及工艺流程要求,对主要设备如BOG压缩机和BOG再冷凝器等提出了以DCS(集散控制系统)进行控制的方案。主要实现了BOG压缩机容量控制以及BOG再冷凝器压力控制、液位控制等功能。利用横河Centum CS3000组建DCS系统,并使用Control Drawing、System Viewer等软件完成组态设计,实现对BOG压缩机及BOG再冷凝器系统运行状况的监控、实时趋势查看等功能,确保生产安全可靠。 系统于2009年11月初步完成,经近3个月的调试,极大提高了天然气处理的自动化水平,大幅减少现场操作人员数量,降低企业营运成本,基本完成控制要求。截至完稿,系统已连续正常运转近5个月,未出现重大故障,对企业的安全生产起到了保障作用,因此具有较大的工程应用价值。 本文设计的BOG处理控制系统是一个集成、开放的系统。该系统配置选型合理,监控界面友好；完全满足生产控制要求,在现场运行平稳。本设计中BOG控制系统是整个LNG自控系统的一部分,由于写作需要,本文只针对BOG压缩机及BOG再冷凝器等核心设备控制功能的设计与实现进行论述。 【关键词】：液化天然气 集散控制系统 压缩机 再冷凝器 组态技术
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 第一章 绪论6-9
• 1.1 引言6
• 1.2 课题来源6
• 1.3 背景6-7
• 1.4 现状7-8
• 1.5 目的与意义8
• 1.6 研究内容和总体结构8-9
• 第二章 DCS的历史概况、研究现状及发展趋势9-13
• 2.1 DCS历史概况9
• 2.2 DCS的研究现状和发展趋势9-10
• 2.3 DCS的基本概念10
• 2.4 DCS与当前其他工业自动控制系统的比较10-12
• 2.4.1 PLC和FCS概述11
• 2.4.2 DCS、PLC、FCS三大控制系统各自的基本特点11-12
• 2.4.3 DCS与PLC、FCS的优缺点比较12
• 2.5 本章小结12-13
• 第三章 BOG处理控制系统总体方案设计13-22
• 3.1 上海LNG项目概述13-14
• 3.1.1 LNG工艺过程概述13-14
• 3.1.2 BOG(蒸发气体)处理系统14
• 3.2 BOG处理控制系统总体设计14-16
• 3.2.1 设计原则15
• 3.2.2 系统总体功能要求15-16
• 3.2.3 系统组成结构与配置方案设计16
• 3.3 压缩机简介16-20
• 3.3.1 往复式压缩机16-17
• 3.3.2 BOG压缩机17
• 3.3.3 BOG压缩机的选型17-18
• 3.3.4 BOG压缩机国内外制造与应用情况18-19
• 3.3.5 上海LNG项目的BOG压缩机选型19-20
• 3.4 BOG再冷凝器简介20
• 3.5 本章小结20-22
• 第四章 BOG处理控制系统的功能实现22-38
• 4.1 BOG压缩机的控制方案22-29
• 4.1.1 BOG压缩机的容量控制22-23
• 4.1.2 BOG压缩机运行控制23-24
• 4.1.3 BOG压缩机的压力控制24-25
• 4.1.4 BOG压缩机的容量控制25-29
• 4.2 BOG再冷凝器的控制29-36
• 4.2.1 BOG再冷凝器压力控制30-34
• 4.2.2 BOG再冷凝器液位控制34-36
• 4.3 本章小结36-38
• 第五章 DCS系统设计与实现38-45
• 5.1 Centum CS3000系统概述38
• 5.2 系统配置及功能38-40
• 5.3 BOG处理系统软件组态40-44
• 5.4 本章小结44-45
• 第六章 总结45-48
• 参考文献48-49
• 致谢49-50
• 附录50-54

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