本發(fā)明涉及l(fā)ng(液態(tài)天然氣)運行控制，特別是關(guān)于一種lng隨動混合裝置及發(fā)熱量平衡控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在lng接收站、lng液化廠、lng儲備庫，lng液態(tài)狀況下的發(fā)熱量隨動平衡，當(dāng)前在業(yè)內(nèi)尚屬于空白。

2、在lng設(shè)施直接氣化外輸、lng液態(tài)槽運中，部分對發(fā)熱量波動敏感的終端用戶提出發(fā)熱量穩(wěn)定的要求，當(dāng)前的技術(shù)解決方案是通過測量不同lng儲罐內(nèi)的lng發(fā)熱量、調(diào)整與組合不同lng儲罐泵出的代表不同發(fā)熱量的lng流量比例，實現(xiàn)外輸或外運lng發(fā)熱量穩(wěn)定平衡的目標(biāo)。

3、但當(dāng)前的技術(shù)解決方案仍然存在著三項根本性的困難尚未解決：

4、一是對lng儲罐內(nèi)lng發(fā)熱量的測量沒有直接可用的儀器，基本上依靠進(jìn)口卸料入罐時的測量值為準(zhǔn)，但期間可能發(fā)生了多次進(jìn)口lng卸料的疊加，估算值與實際值偏差可能很大；

5、二是在不同lng儲罐泵出的lng進(jìn)行混合時，缺乏精確的混合控制流程。由于lng介質(zhì)通常在零下160℃的超低溫特性，用于對lng進(jìn)行取樣和發(fā)熱量測定的裝置價格昂貴，通常為千萬元/套，在每個lng管路上安裝一套用于發(fā)熱量測定并不現(xiàn)實，而且現(xiàn)有技術(shù)只能做到間隔4～5分鐘/次的間歇性取樣和發(fā)熱量測定，無法在線實時測定。因此，只能通過混合后的lng發(fā)熱量進(jìn)行測量后再反饋至流程前端以調(diào)整優(yōu)化不同lng管路的比例，時滯性較大、控制過程和結(jié)果難以達(dá)到穩(wěn)定；

6、三是當(dāng)前行業(yè)內(nèi)可選用的為混合裝置為靜態(tài)混合器，混合效果97％左右，作為一種被動式擾流混合設(shè)備，在后續(xù)的混合管路中可能發(fā)生因前端混合不完全導(dǎo)致的分層。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種更高效、控制更精準(zhǔn)的lng發(fā)熱量平衡控制系統(tǒng)，包括多路lng混合流程的前饋+后饋的復(fù)合反饋調(diào)節(jié)流程、增設(shè)在線實時監(jiān)測儀表，管道式混合器結(jié)構(gòu)增設(shè)螺旋噴嘴+螺旋自適應(yīng)擾流部件，實現(xiàn)混合均勻度達(dá)到99.9％，避免后續(xù)分層。本發(fā)明用于實現(xiàn)多源lng混合的發(fā)熱量隨動平衡精準(zhǔn)控制，滿足下游用氣單位提出的穩(wěn)定發(fā)熱量外輸或外運的需求。

2、為實現(xiàn)上述目的，本申請采取以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本申請?zhí)峁┮环Nlng隨動混合裝置，其特征在于，所述裝置包括：兩條lng入口管道和一條lng出口管道、二次混合腔、螺旋擾流器和波紋網(wǎng)；

4、兩條lng入口管道的其中一條為主動型lng入口管道，在所述主動型lng入口管道和所述二次混合腔的連通通路上設(shè)置有波紋網(wǎng)；兩條lng入口管道中的另一條為隨動調(diào)節(jié)型lng入口管道，所述隨動調(diào)節(jié)型lng入口管道連通至所述二次混合腔；

5、在所述二次混合腔的出口和所述lng出口管道的連通路徑設(shè)置有螺旋擾流器和波紋網(wǎng)。

6、在本發(fā)明的一種實現(xiàn)方式中，所述主動型lng入口管道的方向與lng隨動混合裝置軸線平行；

7、隨動調(diào)節(jié)型lng入口管道的方向與lng隨動混合裝置軸線夾角在45度～90度，在進(jìn)入lng隨動混合裝置呈90度彎曲、出口方向與lng隨動混合裝置軸線平行且與主動型lng入口管道方向反向相對，出口末端管道管壁環(huán)周開孔、形成螺旋噴嘴。

8、在本發(fā)明的一種實現(xiàn)方式中，所述螺旋噴嘴的孔槽直徑1～5mm。

9、在本發(fā)明的一種實現(xiàn)方式中，所述二次混合腔是開口球體，呈懸空狀，上下用支撐肋片連接固定在lng隨動混合裝置內(nèi)壁。

10、在本發(fā)明的一種實現(xiàn)方式中，所述螺旋擾流器，由螺旋擾流器旋轉(zhuǎn)軸和螺旋擾流器旋轉(zhuǎn)片組成。

11、本發(fā)明提供一種lng隨動發(fā)熱量平衡控制系統(tǒng)，包括至少兩條lng入口管道和一條lng出口管道、熱值儀、流量計、調(diào)節(jié)閥、lng隨動混合裝置和plc控制柜；

12、所述至少兩條lng入口管道，通過若干所述lng隨動混合裝置連通至所述lng出口管道，所述lng隨動混合裝置為前述的lng隨動混合裝置；

13、在每條lng入口管道與lng隨動混合裝置的連通路徑，以及l(fā)ng隨動混合裝置與lng出口管道的連通路徑上，設(shè)置有用于測量熱量的熱值儀和用于測量流量的流量計，還設(shè)置有所述調(diào)節(jié)閥；

14、所述plc控制柜通過信號線連接至所述熱值儀和所述流量計，獲取所述熱量和所述流量；

15、所述plc控制柜通過控制線連接所述調(diào)節(jié)閥，根據(jù)所述熱量和所述流量，采用線性加權(quán)計算方法調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)閥的開度。

16、在本發(fā)明的一種實現(xiàn)方式中，包括兩條lng入口管道，其中一條主動型lng入口管道，另一條為隨動調(diào)節(jié)型lng入口管道；所述系統(tǒng)相應(yīng)包括兩個lng隨動混合裝置。

17、在本發(fā)明的一種實現(xiàn)方式中，所述線性加權(quán)計算方法，包括：

18、q1+q2＝q3

19、h1×q1+h2×q2＝h3×q3

20、h1×q1+h2×q2＝h3×q1+h3×q2

21、q2＝(h3-h1)×q1/(h3-h2)

22、其中，q1是主動型lng入口管道lng的流量；q2是隨動調(diào)節(jié)型lng入口管道lng的流量；q3是lng出口管道lng的流量；h1是主動型lng入口管道流程lng的發(fā)熱量；h2是隨動調(diào)節(jié)型lng入口管道流程lng的發(fā)熱量；h3是lng出口管道lng的發(fā)熱量。

23、本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：

24、(1)本發(fā)明的lng發(fā)熱量平衡控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了多路lng發(fā)熱量隨動平衡的精準(zhǔn)控制，混合后的lng發(fā)熱量達(dá)到目標(biāo)設(shè)定值且長周期穩(wěn)定平衡；

25、(2)本發(fā)明的lng混合器結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)管道式混合器的內(nèi)部增設(shè)了螺旋噴嘴+螺旋自適應(yīng)擾流部件，實現(xiàn)混合均勻度達(dá)到99.9％，可避免后續(xù)分層，滿足下游用氣單位提出的穩(wěn)定發(fā)熱量外輸或外運的需求。

技術(shù)特征：

1.一種lng隨動混合裝置，其特征在于，所述裝置包括：兩條lng入口管道和一條lng出口管道、二次混合腔、螺旋擾流器和波紋網(wǎng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lng隨動混合裝置，其特征在于，所述主動型lng入口管道的方向與lng隨動混合裝置軸線平行；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的lng隨動混合裝置，其特征在于，所述螺旋噴嘴的孔槽直徑1～5mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lng隨動混合裝置，其特征在于，所述二次混合腔是開口球體，呈懸空狀，上下用支撐肋片連接固定在lng隨動混合裝置內(nèi)壁。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lng隨動混合裝置，其特征在于，所述螺旋擾流器，由螺旋擾流器旋轉(zhuǎn)軸和螺旋擾流器旋轉(zhuǎn)片組成。

6.一種lng隨動發(fā)熱量平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，包括至少兩條lng入口管道和一條lng出口管道、熱值儀、流量計、調(diào)節(jié)閥、lng隨動混合裝置和plc控制柜；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的lng隨動發(fā)熱量平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，包括兩條lng入口管道，其中一條主動型lng入口管道，另一條為隨動調(diào)節(jié)型lng入口管道；所述系統(tǒng)相應(yīng)包括兩個lng隨動混合裝置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的lng隨動發(fā)熱量平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，所述線性加權(quán)計算方法，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種LNG隨動混合裝置，所述裝置包括：兩條LNG入口管道和一條LNG出口管道、二次混合腔、螺旋擾流器和波紋網(wǎng)；兩條LNG入口管道的其中一條為主動型LNG入口管道，在所述主動型LNG入口管道和所述二次混合腔的連通通路上設(shè)置有波紋網(wǎng)；兩條LNG入口管道中的另一條為隨動調(diào)節(jié)型LNG入口管道，所述隨動調(diào)節(jié)型LNG入口管道連通至所述二次混合腔；在所述二次混合腔的出口和所述LNG出口管道的連通路徑設(shè)置有螺旋擾流器和波紋網(wǎng)。本發(fā)明實現(xiàn)多源LNG混合的發(fā)熱量隨動平衡精準(zhǔn)控制，滿足下游用氣單位提出的穩(wěn)定發(fā)熱量外輸或外運的需求。

技術(shù)研發(fā)人員：付子航,楊玉霞,黃潔馨,楊宏偉,王亞群,韓銀杉,鄧付潔,劉方,馮亮
受保護的技術(shù)使用者：中海石油氣電集團有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9