【正文】 嚴(yán)重時可能堵塞液化系統(tǒng)的管路和設(shè)備，最終影響LNG生產(chǎn)。該法適用于高壓天然氣，對低壓天然氣則必須首先增壓。脫水后的天然氣含水量可降至1mg/kg，或天然氣的露點(diǎn)達(dá)到101℃，常用的固體吸附劑有硅膠、活化氧化鋁、4A分子篩和5A分子篩?；钚匝趸X干燥后的氣體露點(diǎn)可低達(dá)–73℃。硅膠很容易再生，再生溫度為180～200℃。其中，H2O、CO2和H2S分子的直徑小于41010m，烴類分子的直徑均大于41010m。4A(鈉A型）2～Na2O5SiO2分子篩在低溫高壓下吸附至臨近轉(zhuǎn)效點(diǎn)時,通過升高溫度、降低壓力讓被吸附物質(zhì)從分子篩表面脫附再生。分子篩工藝一般分為兩塔流程、三塔或多塔流程。脫水吸附：吸附時，經(jīng)醇胺法脫碳后，含飽和水的天然氣自上而下通過分子篩（分子篩塔1）床層,從而減少氣流對吸附劑床層的擾動,脫水后的干氣含水量低于1106(φ),再經(jīng)過分子篩塔出口粉塵過濾器濾除氣體中攜帶的分子篩顆粒后去冷箱液化。一塔進(jìn)行脫水操作,另一塔進(jìn)行吸附劑的再生和冷卻,然后切換操作。氣氣換熱器的作用是使進(jìn)口天然氣與輸出的低溫干氣進(jìn)行換熱,可進(jìn)一步降低進(jìn)口天然氣溫度,并且可提高輸出干氣的溫度，達(dá)到能源的充分利用。再生氣進(jìn)入加熱爐加熱到300℃后從下而上進(jìn)入干燥塔2,熱的再生氣將床層加熱,加熱時間為4h。在冷吹停爐時，由于有循環(huán)風(fēng)機(jī)，整個爐內(nèi)溫度可很快的均勻冷卻下來，保證冷吹過程不受影響。DCS控制系統(tǒng)采用獨(dú)立的主控卡、獨(dú)立的操作站，同時設(shè)置ESD、Famp。DCS系統(tǒng)位于中心控制室（CCR）內(nèi)，主要由五部分組成：I/O板、控制器、工程師站、操作站、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。本加熱爐控制系統(tǒng)要求再生氣的溫度達(dá)到一定要求，所以選擇再生氣溫度為被控參數(shù)。 測控儀表的選擇1．儀表選型原則①在滿足工藝要求的前提下，儀表選型本著技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、操作維護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)合理等原則，盡可能滿足被檢測變量的精度等級要求；②處于爆炸危險區(qū)的儀表應(yīng)采用相應(yīng)防爆等級的儀表，并根據(jù)所處環(huán)境條件確定相應(yīng)的防護(hù)等級；③現(xiàn)場儀表除可燃?xì)馓綔y器、火焰探測器、感煙探測器及熱電阻采用三線制外，其余均采用二線制；④裝置的主要控制操作、報警監(jiān)控、安全停車主要集中在主控室DCS上完成；⑤現(xiàn)場控制盤采用隔爆型儀表；⑥整個工廠所選用的儀表類型、規(guī)格盡量統(tǒng)一。儀表氣源供氣容量：300Nm3/h氣源質(zhì)量要求：壓力：500～700KPa(G)溫度:常溫儀表風(fēng)壓力露點(diǎn)為：20℃（操作壓力下）含塵直徑：≤3um含塵量：＜1mg/m3含油量：＜10mg/m33. 儀表具體選型根據(jù)巴彥淖爾華油天然氣設(shè)計說明中的選型要求，對現(xiàn)場儀表選型如下：①熱電阻對于熱電阻，需要檢測天然氣的溫度。智能型溫度變送器的輸入信號可通過手持器和PC機(jī)任意設(shè)置；其技術(shù)參數(shù)如表31所示：表31 DS341X伸縮蝶閥主要技術(shù)參數(shù)　公稱通經(jīng)DN（mm)50～200050～1600　公稱壓力PN（MPa)密封試驗(MPa)強(qiáng)度試驗(MPa)　　適用溫度 軟密封X:40℃～90℃?？商娲鷤鹘y(tǒng)的遠(yuǎn)傳變送器，霍爾元件、差動變送器，并具有DDZⅡ及DDZⅢ型變送器性能。本設(shè)計選用32路模擬輸入、2路12位D/A輸出6011A采用大規(guī)?？删幊涕T陣列設(shè)計，提高可靠性。⑹32路開關(guān)量（4個8位），TTL電平，16入、16出。由于溫度控制要求不是很高，我們采用串級比值控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。其它干擾如進(jìn)入加熱爐的燃料氣、空氣的初始溫度的變化，意味著物料帶入的能量變化，直接影響爐內(nèi)的溫度，此外，尚有觸媒的活性變化、大氣溫度、壓力變化等均對加熱爐溫度有不同程度的影響。再生時，加熱爐開始加熱，燃料為天然氣和空氣，當(dāng)再生氣溫度達(dá)到300℃后，再生氣在分子篩中恒溫一小時結(jié)束。副環(huán)：根據(jù)工藝要求，要保證再生氣的溫度不能過高，否則會有發(fā)生爆炸的危險，所以控制閥選氣開式，其放大倍數(shù)為“+”。計算機(jī)具有運(yùn)行速度快、精度高、存儲量大、編程靈活以及通信能力強(qiáng)的特點(diǎn)，在過程控制日益占據(jù)主導(dǎo)地位，成為過程控制領(lǐng)域不可缺少的工具。對采集到得被控量進(jìn)行實時分析和處理，并根據(jù)規(guī)定的控制規(guī)律決策將要采取的控制行為。本設(shè)計采用ISOA4P1O4直流電流信號隔離（I/V）。 ★ 產(chǎn)品有PCB板上焊接和標(biāo)準(zhǔn)DIN 35導(dǎo)軌卡槽固定兩種安裝方式，導(dǎo)軌式安裝的可以實現(xiàn)模擬信號一進(jìn)二出、二進(jìn)二出的功能。 工控機(jī)的構(gòu)成原理本設(shè)計采用IPC610，IPC610是一個19in加固的架裝PC/AT電腦機(jī)箱，用于工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中。為了使燃料完全燃燒，空氣過剩率產(chǎn)(實際空氣量/理論空氣量)常大于1，一般K =，這時的熱效率最高，污染最小。在控制輸出時，計算機(jī)輸出的只是增量，所以動作誤差小，不產(chǎn)生積分失控，并且實用于手動，自動切換，因此這種算法得到了廣泛應(yīng)用[21]。一個良好的控制系統(tǒng)，在經(jīng)歷擾動后，一般應(yīng)平穩(wěn)、迅速和準(zhǔn)確地趨近或回復(fù)到設(shè)定值。對這種過程，宜用P I ，且比例度要大，積分時間可小。經(jīng)驗整定值見下表:注： 為比例度，它與比例增益Kp 的關(guān)系為:PB=(1/Kp) 100%。 的幅穩(wěn)定裕度是與4:1 衰減相基本對應(yīng)的。②在獲得等幅振蕩曲線時，應(yīng)特別注意：不應(yīng)該使控制閥開、關(guān)的極端狀態(tài)。它的主要特點(diǎn)有：（1）延續(xù)性和可擴(kuò)充性?！?4】： MCGS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 MCGS組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，MCGS 組態(tài)軟件具有以下特點(diǎn)：?? 全中文、可視化、面向窗口的組態(tài)開發(fā)界面，符合中國人的使用習(xí)慣和要求，真正的32位程序，可運(yùn)行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000等多種操作系統(tǒng)。此外， MCGS還提供了工程密碼、鎖定軟件狗、工程。?? MCGS組態(tài)軟件不僅增添了在運(yùn)行環(huán)境下支持圖形的旋轉(zhuǎn)功能，使您的工程更加生動、逼真，而且在組態(tài)環(huán)境下也可以對圖形進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn)，使您輕松完成難度較大的圖形組態(tài)工作。目前，MCGS 組態(tài)軟件已經(jīng)成功推出了MCGS 通用版組態(tài)軟件、MCGSWWW 網(wǎng)絡(luò)版組態(tài)軟件和MCGSE 嵌入版組態(tài)軟件。③微分作用對系統(tǒng)的改進(jìn)不能算是很大的（Kp ），對于具有幾個時間常數(shù)的過程，微分所起作用要更大些，所以對這種情況，Kp 值可以取得大。③由于微分的相位的超前作用，能改善系統(tǒng)穩(wěn)定性，所以Kp 值可以提高。對于特殊情況應(yīng)另當(dāng)別論。③壓力系統(tǒng)：壓力環(huán)路的運(yùn)行有的很快，有的很慢。這個工作能鑒別一個自控人員是否具有足夠?qū)嵺`經(jīng)驗和清晰的控制理論概念。在該加熱爐燃燒系統(tǒng)中，要求空氣和燃料氣按一定的比例混合，若空氣量比較多，將帶走大量的熱量，使?fàn)t溫下降。溫度是工業(yè)對象中的主要被控參數(shù)之一。一個可顯示前面板門可以保護(hù)設(shè)備免于任何未授權(quán)的使用。 ★ 精度等級：；全量程范圍內(nèi)極高的線性度（非線性度%），免零點(diǎn)和增益調(diào)節(jié)。V\I轉(zhuǎn)換器:V\I轉(zhuǎn)換器的作用是將電壓轉(zhuǎn)換為電流信號，它不僅要求輸出電流與輸入電壓有線性關(guān)系，而且要求輸出電流隨負(fù)載電阻變化所引起的變化不超過允許值，即轉(zhuǎn)換器具有恒流性能[20]。，主要有控制對象（再生氣加熱爐）、執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）、測量變送環(huán)節(jié)（包括壓力、流量、溫度檢測變送）、輸入輸出通道（D/A、A/D）和工控機(jī)等組成。直接利用誤差進(jìn)行控制，是系統(tǒng)趨向減小誤差，以致使誤差趨于零，從而達(dá)到時被控量y趨于給定值r的控制目的。根據(jù)副環(huán)放大倍數(shù)符號為正的要求，副控制器比值控制器放大倍數(shù)為“+”，為反作用。當(dāng)分子篩塔的溫度冷卻到40℃左右時冷吹結(jié)束，即一個分子篩脫水過程結(jié)束?！?7】圖32的串級比值控制就是根據(jù)這樣的意圖而設(shè)計的。在該系統(tǒng)中我們的空燃比設(shè)定為10：1（空氣：天然氣），再生氣（干氣中引出的一支）進(jìn)入加熱爐加熱。輸出高電壓 ，低電壓 20mA/路，上拉6mA,輸入電流,輸入高電壓門限〉， 低電壓⑺CI總線，符合PCI ⑻011卡占用64個I/O選通空間(自動分配)在該加熱爐控制系統(tǒng)中，由于工藝對再生氣的溫度控制要求不是很高，使用串級比值控制系統(tǒng)就能滿足工藝要求。工作方式：軟件查詢。主要技術(shù)指標(biāo)：精度等級：177。其技術(shù)參數(shù)如下：技術(shù)參數(shù)：測量介質(zhì)：飽和蒸汽、過熱蒸汽、液體、氣體精度等級：%依雷諾數(shù)而定，一般情況液體177。 9. 環(huán)境影響系數(shù)：δ≤%/℃。智能型溫度變送器輸出4－20mA直流信號同時疊加符合HART標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通信；隔離式溫度變送器：輸入與輸出相隔離，隔離電壓500V，增加了抗共模干擾能力，更適合與計算機(jī)連網(wǎng)使用；技術(shù)參數(shù)：熱電阻類別：鉑電阻代號：WZP分度號：Pt100測量范圍（℃）：200～500允許誤差△t℃：177。②所有與工藝介質(zhì)接觸的儀表材質(zhì)，均能滿足工藝介質(zhì)的要求，并且不低于儀表所在管道和設(shè)備的材質(zhì)。（2）時間常數(shù) Tf的影響Tf 越大，個數(shù)越多，或者說干擾進(jìn)入系統(tǒng)的位置越遠(yuǎn)離被控參數(shù)而靠近調(diào)節(jié)閥，干擾對被控參數(shù)的影響就越小，系統(tǒng)的控制質(zhì)量就越高。本設(shè)計中再生氣加熱爐采用計算機(jī)控制，操作過程中的信號引進(jìn)計算機(jī)系統(tǒng)，分別實現(xiàn)顯示、報警及連鎖功能。集散控制系統(tǒng)（DCS）實現(xiàn)對工廠所有生產(chǎn)過程的連續(xù)檢測和控制操作；緊急關(guān)斷系統(tǒng)（ESD）實現(xiàn)對工廠裝置進(jìn)行緊急關(guān)斷操作；火災(zāi)及可燃?xì)怏w探測系統(tǒng)（Famp。加熱爐控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成圖如圖31所示：圖31 加熱爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成圖再生氣加熱爐再生冷卻操作參數(shù)：①再生操作 通常在濕原料氣或干燥氣中分出部分氣體作為再生原料氣，當(dāng)其加熱到一定溫度后進(jìn)入再生塔床層，然后再進(jìn)入濕原料氣總管； ②再生溫度 一般為175～260℃，這取決于吸附劉的種類；溫度越高，再生后的吸附劑的濕容量越大，同時也將縮短吸附劑的使用壽命，本項目中再生溫度為280℃； ③再生氣流量 再生氣流量應(yīng)該滿足在規(guī)定時間內(nèi)把再生吸附劑提高到規(guī)定的溫度，一般為總原料濕氣的5%15%； ④再生時間 使再生吸附器出口溫度達(dá)到預(yù)定再生溫度的時間約占總時間的65%～75%.若采用周期為8h的雙塔流程，則加熱再生吸附劑床層的時間為5～6h。加熱結(jié)束后,加熱爐停止運(yùn)行,接著對床層進(jìn)行冷吹,冷吹時間也為4 h,直到床層溫度低于40℃為止。降低進(jìn)口溫度在天然氣低溫冷凝法脫水工藝中的應(yīng)用是很普遍的,在相同的條件下可以達(dá)到更低的露點(diǎn),有利于提高脫水的深度。⑵粉塵過濾器 在分子篩脫水以后設(shè)置分子篩粉塵過濾器。分子篩脫水塔(分子篩塔2)塔頂出來的再生氣經(jīng)過再生氣換熱器換熱后溫度降低，再經(jīng)過再生氣冷卻器冷卻后進(jìn)入再生氣分離器分離出凝液,之后再生氣可返回到濕原料氣中,也可摻入產(chǎn)品氣中,還可進(jìn)入工廠燃料氣系統(tǒng)中。在三塔或多塔流程中,受進(jìn)料條件等因素影響切換程序可以有多種選擇,例如三塔流程可采用一塔吸附、一塔再生、另一塔冷卻或二塔吸附、一塔再生及冷卻的切換程序。2．脫水用分子篩如3A或4A分子篩，它不吸附重?zé)N，從而避免因吸附重?zé)N而使吸附劑失效。Al2O32SiO2Al2O3分子篩是一種天然或人工合成的沸石型硅鋁酸鹽。為了防止生成膠質(zhì)沉淀，活性氧化鋁宜在177～316℃下再生，即床層再生氣體在出口時最低溫度需維持在177℃，方可恢復(fù)至原有的吸附能力，因此其再生耗熱量較高。固體吸附劑一般用于低含水天然氣的深度脫水。⑵ 溶劑吸收脫水法 該法利用某些溶劑對天然氣中的水有很好的溶解能力且不與天然氣中的水或烴類發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)，它們的混合液的蒸氣壓很低，溶劑可再生和循環(huán)使用。所以，對LNG原料氣必須進(jìn)行脫水處理。由于天然氣在液化前經(jīng)過凈化處理，清除掉了不利于天然氣液化流程順利進(jìn)行的成分，因此它比管輸氣更為清潔的燃料。本文主要針對巴彥淖爾華油天然氣LNG項目天然氣液化過程中的脫水系統(tǒng)進(jìn)行了研究。⑥LNG工廠的生產(chǎn)線向大型化發(fā)展。③實現(xiàn)LNG系統(tǒng)的優(yōu)化。我國首家進(jìn)口液化天然氣(LNG)利用項目廣東液化天然氣接收站和輸氣干線項目，于2002年4月18日在北京正式簽署項目合作原則協(xié)議。中科院低溫技術(shù)實驗中心分別為四川綿陽燃?xì)饧瘓F(tuán)總公司、中國石油天然氣總公司勘探局與吉林石油管理局研制一套實驗性天然氣液化示范裝置，液化量分別為300升/小時、500升/小時【8】。而且，隨著目前正在建造的5座共8系列的LNG工廠的建成，LNG生產(chǎn)能力將再增加2300萬噸/年。此外，英國、德國、澳大利亞以及其它以天然氣為主要燃料的國家也建有這類工廠。(1)基地型(BaseLoad)基地型LNG工廠多建在氣源附近，生產(chǎn)大量的LNG供應(yīng)遠(yuǎn)離氣源的用戶或供出口。在西歐市場，從阿爾及利亞出口到法國、意大利和比利時，從利比亞出口到西班牙，從尼日利亞出口到法國、意大利和西班牙。1970年，利比亞成為非洲第一個LNG生產(chǎn)與出口國，其目標(biāo)市場是西班牙。城市天然氣是現(xiàn)代化城市人們生活和工業(yè)生產(chǎn)的一種主要能源，因其辛烷值高,燃燒充分,不留碳黑雜質(zhì),基本沒有污染,被譽(yù)為“清凈燃料”或“綠色燃料”。天然氣產(chǎn)業(yè)本身是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，是智力密集、技術(shù)密集，低投入低風(fēng)險的行業(yè)。因此，它不僅被廣泛作為鋼鐵、非金屬礦產(chǎn)、玻璃、食品、陶瓷、造紙等工業(yè)的能源，同時也是發(fā)電廠的主要燃料。(3) LNG的燃燒與爆炸 LNG具有天然氣的易爆易燃特性，在162℃的低溫條件下，其燃燒范圍為6％～13％（體積百分比）；LNG著火溫度即燃點(diǎn)隨組分的變化而變化，其燃點(diǎn)隨重?zé)N含量的增加而降低，純甲烷著火溫度為650℃。由表11所示，LNG的主要成分是甲烷，其中還有少量的乙烷，丙烷，丁烷及氮表11 商業(yè)LNG的基本組成組分％組分％甲烷92～98丁烷0～4乙烷1～6其它烴類化合物0～1丙烷1～4惰性成分0～3氣等惰性組分。而液化天然氣正可解決這個問題。s actual situation, introduces the basic knowledge of liquefied natural gas (LNG) technology and the dehydration proces