Параллельное сжатие на установках спг с использованием двухпоточного компрессора - RU2018110620A
Код документа: RU2018110620A
Формула
1. Система компрессии, сконфигурированная с возможностью сжатия первого потока первого хладагента, имеющего первое давление для получения первого сжатого потока хладагента, имеющего давление полностью сжатого потока, включающая в себя:
по меньшей мере один теплообменник предварительного охлаждения, при этом каждый из по меньшей мере одного теплообменников предварительного охлаждения сконфигурирован с возможностью охлаждения углеводородного флюида путем косвенного теплообмена в противотоке с первым хладагентом;
первичный контур компрессии, имеющий множество ступеней первичного компрессора и множество частично сжатых потоков, при этом каждая из множества ступеней компрессора имеет сторону всасывания и сторону нагнетания, каждый из множества частично сжатых потоков находится в сообщении по потоку флюида с выходом одной из множества ступеней первичного компрессора и входом другой из множества ступеней первичного компрессора, при этом каждый из множества частично сжатых потоков имеет давление, которое выше, чем первое давление и ниже чем давление полностью сжатого потока, давление каждого из множества частично сжатых потоков отличается от давления каждого другого из множества частично сжатых потоков, при этом последняя ступень первичного компрессора из множества ступеней первичного компрессора имеет выход, который выдает первую часть первого сжатого потока хладагента;
вторичный контур компрессии, включающий двухпоточный компрессор, имеющий корпус, который ограничивает внутренний объем, первый вход, второй вход и выход, из которого выходит вторая часть первого сжатого потока хладагента, при этом вторая часть первого сжатого потока хладагента находится в сообщении по потоку флюида с первой частью первого сжатого потока хладагента, корпус дополнительно включает первую ступень компрессора и вторую ступень компрессора, расположенные во внутреннем объеме, при этом первая ступень компрессора имеет первую сторону всасывания, первую сторону нагнетания, по меньшей мере один первый импеллер и по меньшей мере один первый диффузор, а вторая ступень компрессора имеет вторую сторону всасывания, вторую сторону нагнетания, по меньшей мере один второй импеллер и по меньшей мере один второй диффузор, первая сторона всасывания находится дальше от второй стороны всасывания, а первая сторона нагнетания находится ближе ко второй стороне нагнетания;
первый боковой поток, расположенный ниже по потоку от и в сообщении по потоку флюида с первым теплообменником предварительного охлаждения из по меньшей мере одного теплообменника предварительного охлаждения, первый боковой поток, имеющий первое давление бокового потока и первую часть в сообщении по потоку флюида с первым частично сжатым потоком первого хладагента из множества частично сжатых потоков для образования первого смешанного потока выше по потоку от и в сообщении по потоку флюида со входом первой ступени первичного компрессора из множества ступеней первичного компрессора, при этом первый боковой поток содержит вторую часть, которая находится в сообщении по потоку флюида с первым входом двухпоточного компрессора; и
второй боковой поток ниже по потоку от и в сообщении по потоку флюида со вторым теплообменником предварительного охлаждения из по меньшей мере одного теплообменника предварительного охлаждения, второй боковой поток, имеющий второе давление бокового потока и первую часть в сообщении по потоку флюида со вторым частично сжатым потоком первого хладагента из множества частично сжатых потоков для образования второго смешанного потока выше по потоку от и в сообщении по потоку флюида со входом второй ступени первичного компрессора из множества ступеней первичного компрессора, при этом второй боковой поток включает вторую часть в сообщении по потоку флюида со вторым входом двухпоточного компрессора;
при этом первый вход расположен на первой стороне всасывания первой ступени компрессора, второй вход расположен на второй стороне всасывания второй ступени компрессора, а выход находится ближе к первой стороне нагнетания и второй стороне нагнетания.
2. Система компрессии по п. 1, отличающаяся тем, что множество ступеней первичного компрессора размещаются внутри одного корпуса первичного компрессора.
3. Система компрессии по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один первый импеллер состоит из первого ряда импеллеров, каждый из которых имеет первую геометрию импеллера, по меньшей мере один второй импеллер состоит из второго ряда импеллеров, каждый из которых имеет вторую геометрию импеллера, по меньшей мере один первый диффузор, каждый, имеющий первую геометрию диффузора, и по меньшей мере один второй диффузор, имеющий вторую геометрию диффузора; и
при этом первая ступень компрессора отличается от второй ступени компрессора по меньшей мере одним, выбранным из группы, состоящей из следующего: (a) первый ряд импеллеров отличается от второго ряда импеллеров, (б) первая геометрия импеллера отличается от второй геометрии импеллера, и (в) первая геометрия диффузора отличается от второй геометрии диффузора.
4. Система компрессии по п. 1, отличающаяся тем, что система компрессии дополнительно сконфигурирована с возможностью промежуточного охлаждения первого хладагента между по меньшей мере двумя из множества ступеней первичного компрессора первичного контура компрессии.
5. Система компрессии по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно включает основной теплообменник, сконфигурированный с возможностью дополнительного охлаждения и сжижения углеводородного флюида путем косвенного теплообмена между углеводородным флюидом и вторым хладагентом после того, как углеводородный флюид был охлажден, посредством по меньшей мере одного теплообменника предварительного охлаждения.
6. Система компрессии по п. 5, отличающаяся тем, что основной теплообменник сконфигурирован с возможностью сжижать углеводородный флюид и охлаждать второй хладагент, когда углеводородный флюид и второй хладагент проходят через спиральновитое трубное пространство основного теплообменника, путем косвенного теплообмена со вторым хладагентом, проходящим через межтрубное пространство основного теплообменника.
7. Система компрессии по п. 1, отличающаяся тем, что второй хладагент является смешанным хладагентом и первый хладагент является пропаном.
8. Система компрессии по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно включает клапан, сконфигурированный с возможностью регулировать распределение потока первого хладагента между первичным контуром компрессии и вторичным контуром компрессии.
9. Система компрессии по п. 1, отличающаяся тем, что первая ступень первичного компрессора имеет первое первичное соотношение напор - расход и первая ступень сжатия двухпоточного компрессора имеет первое вторичное соотношение напор - расход, которое меньше, чем первое первичное соотношение напор - расход.
10. Система компрессии по п. 9, отличающаяся тем, что вторичное соотношение напор - расход составляет 70-95% от первичного соотношения напор - расход.
11. Компрессор, включающий:
корпус, ограничивающий внутренний объем, первый вход, второй вход и выход, при этом корпус дополнительно включает первую ступень компрессора и вторую ступень компрессора, расположенные во внутреннем объеме, причем первая ступень компрессора имеет первую сторону всасывания, первую сторону нагнетания, по меньшей мере один первый импеллер, и по меньшей мере один первый диффузор, а вторая ступень компрессора имеет вторую сторону всасывания, вторую сторону нагнетания, по меньшей мере один второй импеллер и по меньшей мере один второй диффузор, при этом первая сторона всасывания находится дальше от второй стороны всасывания, а первая сторона нагнетания находится ближе ко второй стороне нагнетания; и
при этом первый вход расположен на первой стороне всасывания первой ступени компрессора, второй вход расположен на второй стороне всасывания второй ступени компрессора, а выход расположен ближе к первой стороне нагнетания и второй стороне нагнетания;
при этом по меньшей мере один первый импеллер состоит из первого ряда импеллеров, каждый из которых имеет первую геометрию импеллера, по меньшей мере один второй импеллер состоит из второго ряда импеллеров, каждый из которых имеет вторую геометрию импеллера, по меньшей мере один первый диффузор, каждый, имеющий первую геометрию диффузора и по меньшей мере один второй диффузор, имеющий вторую геометрию диффузора;
и при этом первая ступень компрессора отличается от второй ступени компрессора по меньшей мере одним, выбранным из группы, состоящей из следующего: (a) первый ряд импеллеров отличается от второго ряда импеллеров, (б) первая геометрия импеллера отличается от второй геометрии импеллера, и (в) первая геометрия диффузора отличается от второй геометрии диффузора.
12. Компрессор по п. 11, отличающийся тем, что первый ряд импеллеров больше, чем второй ряд импеллеров.
13. Компрессор по п. 11, отличающийся тем, что дополнительно включает смесительную камеру, расположенную ближе к первой стороне нагнетания, второй стороне нагнетания и выходу.
14. Компрессор по п. 11, отличающийся тем, что каждый из по меньшей мере одного первого импеллера и каждый из по меньшей мере одного второго импеллера установлены на первом валу.
15. Способ, включающий:
а) сжатие первого потока хладагента низкого давления и по меньшей мере одного бокового потока хладагента в первичной последовательности компрессии, включающей множество ступеней компрессора, чтобы получить первый частично сжатый первичный поток при первом промежуточном давлении и полностью сжатый первичный поток при конечном давлении, при этом конечное давление больше, чем первое промежуточное давление;
б) объединение первого бокового потока, из по меньшей мере одного бокового потока, с первым частично сжатым потоком хладагента;
в) отделение первого отводимого потока от одного, выбранного из группы, состоящей из: первого потока низкого давления и первого бокового потока, при этом первый отводимый поток имеет первое давление отводимого потока;
г) сжатие первого отводимого потока в первой ступени вторичного компрессора с образованием первого сжатого вторичного потока;
д) отделение второго отводимого потока от одного из по меньшей мере одного бокового потока, при этом второй отводимый поток имеет второе давление отводимого потока, которое больше, чем первое давление отводимого потока;
е) сжатие второго отводимого потока во второй ступени вторичного компрессора до конечного давления, чтобы получить второй сжатый вторичный поток;
ж) объединение первого сжатого вторичного потока и второго сжатого вторичного потока с полностью сжатым потоком хладагента; и
з) охлаждение углеводорода путем косвенного теплообмена с хладагентом.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что этапы (a), (б), и (г) включают:
a. сжатие первого потока хладагента и по меньшей мере одного бокового потока хладагента в последовательности первичной компрессии, включающей множество ступеней компрессора, чтобы получить первый частично сжатый поток хладагента при первом промежуточном давлении, второй частично сжатый поток хладагента при втором промежуточном давлении и полностью сжатый поток хладагента при конечном давлении, при этом конечное давление больше, чем второе промежуточное давление и второе промежуточное давление больше, чем первое промежуточное давление;
в. отделение первого отводимого потока от первого бокового потока из по меньшей мере одного бокового потока, при этом первый отводимый поток имеет первое давление отводимого потока, равное первому промежуточному давлению; и
г. отделение второго отводимого потока от второго бокового потока из по меньшей мере одного бокового потока, при этом второй отводимый поток имеет второе давление отводимого потока, равное второму промежуточному давлению.
17. Способ по п. 15, отличающийся тем, что дополнительно включает:
и. объединение первого сжатого вторичного потока со вторым отводимым потоком перед выполнением этапа (е).
18. Способ по п. 15, отличающийся тем, что дополнительно включает выполнение этапов (е) и (ж) в двухпоточном компрессоре.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что этапы (е) и (ж) дополнительно включают:
е. сжатие первого отводимого потока в первой ступени вторичного компрессора, имеющей первую сторону нагнетания, до конечного давления, чтобы получить первый сжатый боковой поток; и
ж. сжатие второго отводимого потока во второй ступени вторичного компрессора, имеющего вторую сторону нагнетания, которая расположена ближе к первой стороне нагнетания, до конечного давления, чтобы получить второй сжатый боковой поток.
20. Способ по п. 18, отличающийся тем, что этапы (е) и (ж) дополнительно включают:
е. сжатие первого отводимого потока в первой ступени вторичного компрессора, включающего по меньшей мере один первый импеллер, имеющий первую геометрию импеллера, до конечного давления, чтобы получить первый сжатый вторичный поток; и
ж. сжатие второго отводимого потока во второй ступени вторичного компрессора, включающего по меньшей мере один второй импеллер, имеющий вторую геометрию импеллера, которая отличается от первой геометрии импеллера, до конечного давления, чтобы получить второй сжатый вторичный поток.
