En el proceso de recuperación de BOG, la compresión es un paso clave. El BOG se presuriza mediante diferentes métodos de compresión para satisfacer las necesidades de procesamiento y utilización posteriores. Los métodos de compresión más comunes son los siguientes:
Compresión volumétrica
1. Compresor alternativo
Principio de funcionamiento: El compresor alternativo convierte el movimiento rotacional del motor en el movimiento lineal alternativo del pistón a través de un mecanismo de biela-manivela. Un ciclo de trabajo tiene cuatro etapas: succión, compresión, escape y expansión. Durante la fase de admisión, el pistón se mueve desde la parte superior del cilindro (punto muerto superior) a la parte inferior (punto muerto inferior), el volumen dentro del cilindro aumenta y la presión disminuye. Cuando la presión es menor que la presión en la tubería de succión, la válvula de succión se abre y el gas BOG es succionado hacia el cilindro. Durante la etapa de compresión, el pistón se mueve hacia arriba desde el punto muerto inferior, el volumen dentro del cilindro disminuye, el gas BOG se comprime y la presión y la temperatura aumentan. Cuando la presión aumenta para exceder la presión en el tubo de escape, la válvula de escape se abre y entra en la etapa de escape, y el gas BOG de alta temperatura y alta presión se descarga del cilindro. Finalmente, en la etapa de expansión, el pistón se mueve hacia abajo desde el punto muerto superior, el gas a alta presión que queda en el cilindro se expande y la presión disminuye, preparándose para la siguiente admisión.
Características y escenarios de aplicación: La ventaja de los compresores alternativos es su alta relación de compresión, que puede comprimir el gas BOG a una presión muy alta y es adecuado para procesos de recuperación con altos requisitos de presión final. Al mismo tiempo, tiene una fuerte adaptabilidad a los gases y puede manejar gases BOG de diferentes componentes y propiedades. Además, la eficiencia de los compresores alternativos funciona mejor con relaciones de compresión más altas. Sin embargo, también tiene desventajas como una estructura compleja y muchas piezas, lo que genera altos costos de mantenimiento del equipo y la necesidad de reemplazar regularmente las piezas de desgaste. Al mismo tiempo, los compresores alternativos tienen grandes vibraciones y ruidos, lo que requiere un diseño de base especial y medidas de reducción de vibraciones y ruido. Debido a estas características, los compresores alternativos son adecuados para proyectos de recuperación de BOG con una capacidad de procesamiento relativamente pequeña, requisitos de alta relación de compresión y una cierta tolerancia a los costos de mantenimiento del equipo, como algunas pequeñas estaciones de servicio de GNL o pequeñas cantidades de BOG generadas en la producción industrial. reciclaje.
2. Compresor rotativo
Compresor de paletas
Principio de funcionamiento: El compresor de paletas se compone principalmente de cilindro, rotor, paletas y otros componentes. El rotor está instalado excéntricamente en el cilindro. Hay varias ranuras radiales en el rotor. Las paletas deslizantes están instaladas en las ranuras. Bajo la acción de la fuerza centrífuga y la presión del gas, pueden deslizarse cerca de la pared interior del cilindro. Cuando el rotor gira impulsado por el motor, las paletas también giran. Durante el proceso de rotación, debido a la excentricidad del rotor, el volumen entre las paletas y la pared interior del cilindro cambiará periódicamente. Durante el proceso de admisión, cuando la paleta gira a una posición relativa al puerto de admisión, el volumen entre la paleta y la pared interior del cilindro comienza a aumentar gradualmente y la presión en el cilindro disminuye gradualmente. Cuando la presión en el cilindro cae por debajo de la presión en la tubería de succión, la válvula de succión se abre y el gas BOG ingresa al cilindro bajo la acción de la diferencia de presión. A medida que las cuchillas continúan girando, el volumen continúa aumentando y se aspira más gas BOG hacia el cilindro hasta que el volumen aumenta al valor máximo y finaliza el proceso de succión. Durante el proceso de compresión, a medida que las palas siguen girando, el volumen entre las palas y la pared interior del cilindro comienza a disminuir gradualmente. En este momento, el gas BOG se comprime y la presión y la temperatura aumentan gradualmente. Como la válvula de succión se cierra cuando se reduce el volumen, evitando que el gas fluya hacia atrás, el gas BOG solo se puede comprimir en el cilindro. A medida que las palas siguen girando, su volumen disminuye y la presión del gas en el cilindro aumenta. Cuando la presión supera la presión en el tubo de escape, la válvula de escape se abre y comienza la fase de escape. Gas BOG de alta temperatura y alta presión se descarga del cilindro. descarga.
Características y escenarios de aplicación: El compresor de paletas tiene las ventajas de una estructura relativamente simple y compacta y un número relativamente pequeño de piezas, lo que hace que la fabricación, instalación y mantenimiento del equipo sean relativamente convenientes y el costo relativamente bajo. Al mismo tiempo, el funcionamiento del compresor de paletas es relativamente estable, con menos vibraciones y ruido, lo que es de gran importancia para algunos lugares con altos requisitos en el entorno de trabajo, como estaciones de servicio de GNL cerca de áreas residenciales o instalaciones de producción industrial en Ciudades. Ventajas. Además, el compresor de paletas tiene una mayor velocidad y puede lograr un mayor flujo de gas en un volumen más pequeño, lo que es adecuado para proyectos de recuperación de BOG con un volumen de procesamiento moderado. Sin embargo, los compresores de paletas también tienen algunas limitaciones. Por ejemplo, su relación de compresión es relativamente baja y, por lo general, son adecuados para requisitos de compresión de presión baja y media. Es posible que no sean adecuados para algunos procesos de recuperación que requieren que el gas BOG se comprima a presiones muy altas. altas presiones. Al mismo tiempo, cuando las palas del compresor de paletas funcionan a alta velocidad, habrá una mayor fricción y desgaste entre las palas y la pared interior del cilindro, lo que no solo afectará la vida útil de las palas, sino que también puede Esto puede provocar una disminución del rendimiento del compresor. Es necesario inspeccionar y reemplazar las aspas periódicamente. Debido a estas características, los compresores de paletas son adecuados para proyectos de recuperación de BOG con un volumen de procesamiento medio, requisitos de baja relación de compresión y altos requisitos de estabilidad del equipo y entorno de trabajo, como pequeñas estaciones satélite de GNL en algunas ciudades o GNL de volumen medio generado en la industria. producción. BOG, ocasiones con requerimientos de baja presión.
Compresor de tornillo
Principio de funcionamiento: El compresor de tornillo se compone principalmente de un par de tornillos macho y hembra entrelazados, que se instalan en paralelo en la carcasa del compresor. El tornillo macho suele tener entre 4 y 6 dientes convexos y el tornillo hembra entre 5 y 7, respectivamente. Dientes cóncavos. Cuando el compresor está en funcionamiento, el motor hace girar el tornillo macho. Como los tornillos macho y hembra están engranados entre sí, la rotación del tornillo macho hará que el tornillo hembra gire en la dirección opuesta. A medida que giran los tornillos macho y hembra, los dientes de los tornillos macho y hembra se escalonan, de modo que el volumen de trabajo formado entre los dientes y la pared interior de la carcasa cambia periódicamente. Durante el proceso de admisión de aire, cuando los dientes de los tornillos macho y hembra giran a la posición opuesta al puerto de admisión de aire, el volumen entre los dientes y la pared interior de la carcasa comienza a aumentar gradualmente y la presión en la carcasa aumenta gradualmente. disminuye. Cuando la presión cae por debajo de la presión en la tubería de succión, la válvula de succión se abre y el gas BOG ingresa a la carcasa bajo la acción de la diferencia de presión. A medida que los tornillos hembra y macho continúan girando, el volumen continúa aumentando y se aspira más gas BOG hacia la carcasa hasta que el volumen aumenta al valor máximo y finaliza el proceso de succión. Durante el proceso de compresión, cuando los tornillos hembra y macho continúan girando, el grado de desalineación entre los dientes de los tornillos hembra y macho disminuye gradualmente, y el volumen entre los dientes y la pared interna de la carcasa comienza a disminuir gradualmente. En este momento , el gas BOG se comprime y la presión y la temperatura aumentan gradualmente. Como la válvula de succión se cierra cuando el volumen disminuye, se evita el reflujo de gas, por lo que el gas BOG solo se puede comprimir en la carcasa. A medida que los tornillos hembra y macho continúan girando, el volumen continúa disminuyendo y la presión del gas en la carcasa continúa aumentando. Cuando la presión aumenta hasta superar la presión en el tubo de escape, la válvula de escape se abre y entra en la etapa de escape. El gas BOG a alta temperatura y alta presión se descarga por el tubo de escape. Descarga de la carcasa.
Características y escenarios de aplicación: Los compresores de tornillo tienen muchas ventajas, lo que los hace ampliamente utilizados en el campo de la recuperación de BOG. En primer lugar, el compresor de tornillo tiene una estructura simple y compacta, tamaño pequeño, peso ligero y tamaño reducido, lo que es una gran ventaja para algunos sitios de recuperación de BOG con espacio limitado, como pequeñas estaciones de servicio de GNL o instalaciones de recuperación de BOG en producción industrial. talleres. En segundo lugar, el compresor de tornillo funciona sin problemas, con poca vibración y bajo nivel de ruido, lo que no solo favorece la mejora de la vida útil del equipo y la reducción de la aparición de fallos en el mismo, sino que también proporciona un entorno de trabajo relativamente silencioso y cómodo para los operadores, lo que cumple con los requisitos de la producción industrial moderna para el entorno de trabajo. Además, el compresor de tornillo tiene una alta velocidad y puede procesar una gran cantidad de gas BOG en poco tiempo. Tiene un gran caudal de gas y una gran capacidad de procesamiento. Es adecuado para proyectos de recuperación de BOG con grandes volúmenes de procesamiento, como Grandes estaciones receptoras de GNL o grandes cantidades de BOG generadas en la producción industrial. Reciclaje. Al mismo tiempo, los compresores de tornillo tienen una amplia gama de relaciones de compresión. De acuerdo con los diferentes requisitos del proceso y las propiedades del gas BOG, la relación de transmisión, la velocidad y otros parámetros de los tornillos macho y hembra se pueden ajustar para cumplir con los requisitos de diferentes relaciones de compresión, con una fuerte adaptabilidad y flexibilidad. Sin embargo, los compresores de tornillo también tienen desventajas, como los altos requisitos de precisión de procesamiento, y la forma de los dientes y el espacio de engrane de los tornillos macho y hembra deben controlarse estrictamente, lo que dificulta la fabricación del equipo y eleva el costo. Al mismo tiempo, durante el funcionamiento a largo plazo del compresor de tornillo, las superficies de los dientes de los tornillos macho y hembra se desgastarán hasta cierto punto, lo que no solo afectará el rendimiento de compresión y la eficiencia del compresor, sino que también puede Provocar fallas en el equipo, como fugas. Los tornillos macho y hembra deben inspeccionarse periódicamente. La reparación y el reemplazo aumentan el costo de mantenimiento y la carga de trabajo del equipo. Debido a estas características, los compresores de tornillo son adecuados para proyectos de recuperación de BOG con gran capacidad de procesamiento, altos requisitos de estabilidad del equipo y entorno de trabajo, cierto rango de requisitos de relación de compresión y cierta tolerancia al costo y mantenimiento del equipo, como grandes estaciones receptoras de GNL. , Instalaciones de recuperación de BOG en parques de producción industrial, etc.
Compresión de alta velocidad
1. Compresor centrífugo
Principio de funcionamiento: El principio de funcionamiento del compresor centrífugo es basarse en la fuerza centrífuga generada por el impulsor giratorio de alta velocidad sobre el gas. Está compuesto principalmente por impulsor, voluta, difusor, cámara de admisión, cámara de escape y otros componentes. Cuando el compresor está en funcionamiento, el gas BOG ingresa primero al compresor a través de la cámara de entrada de aire. La función de la cámara de entrada de aire es hacer que el gas fluya uniformemente hacia el impulsor. Luego, el gas ingresa a un impulsor giratorio de alta velocidad, que generalmente tiene múltiples paletas. Durante la rotación del impulsor, las paletas ejercen fuerza sobre el gas, haciendo que éste gire con el impulsor. Debido a la acción de la fuerza centrífuga, el gas fluye desde el centro hasta el borde del impulsor a lo largo de la dirección de las palas, la velocidad aumenta continuamente y la presión del gas también aumenta en consecuencia. El gas a alta velocidad sale del impulsor y entra en el difusor. Un difusor es un conducto cuya sección transversal aumenta gradualmente. Su función es convertir la energía cinética del gas en energía de presión. Cuando el gas fluye en el difusor, la velocidad de flujo del gas disminuye gradualmente debido al aumento gradual de la sección transversal del canal. Según la ley de conservación de la energía, la energía cinética que disminuye a medida que disminuye el caudal de gas se convertirá en energía de presión del gas, aumentando así aún más la presión del gas. El gas presurizado por el difusor entra en la voluta, que tiene forma de concha de caracol. Su función es recoger el gas que sale del difusor y guiarlo hacia la cámara de escape. En la voluta, la velocidad del gas disminuirá aún más y la presión aumentará. Finalmente, el gas recogido y presurizado aún más por la voluta se descarga del compresor a través de la cámara de escape. En este punto, la presión del gas ha aumentado y puede satisfacer los requisitos para el procesamiento o utilización posterior.
Características y escenarios de aplicación: Los compresores centrífugos tienen una serie de características significativas, que los hacen tener un valor de aplicación importante en el campo de la recuperación de BOG. En primer lugar, el compresor centrífugo tiene un gran caudal de gas y puede procesar una gran cantidad de gas BOG en poco tiempo. Esto se debe a que el impulsor del compresor centrífugo gira a alta velocidad, puede inhalar y comprimir gas continuamente y su caudal de gas suele ser mucho mayor que el de un compresor de desplazamiento positivo. Por lo tanto, los compresores centrífugos son especialmente adecuados para proyectos de recuperación de BOG con grandes volúmenes de procesamiento, como grandes estaciones receptoras de GNL, empresas petroquímicas y otros lugares que generan grandes cantidades de BOG. En segundo lugar, la estructura del compresor centrífugo es relativamente simple y el número de piezas es pequeño, lo que hace que la fabricación, instalación y mantenimiento del equipo sean relativamente convenientes y el costo relativamente bajo. En comparación con los compresores alternativos y otros compresores de desplazamiento positivo, los compresores centrífugos no tienen mecanismos complejos de biela-manivela, pistones y otras piezas de desgaste. El equipo tiene mayor confiabilidad y estabilidad, menor carga de trabajo de mantenimiento y menores costos de mantenimiento. Al mismo tiempo, debido a su estructura simple, el compresor centrífugo es de tamaño pequeño, liviano y ocupa un área pequeña, lo que hace que sea fácil de instalar y colocar en lugares con espacio limitado. Además, los compresores centrífugos funcionan suavemente con poca vibración y bajo nivel de ruido. Esto se debe a que el centro de gravedad del impulsor del compresor centrífugo es relativamente estable cuando gira a alta velocidad y no producirá grandes vibraciones debido al movimiento alternativo del pistón como un compresor alternativo. Al mismo tiempo, el flujo de aire del compresor centrífugo es continuo y estable, y no producirá grandes fluctuaciones de presión ni ruido durante los procesos de succión, compresión y escape como el compresor de desplazamiento positivo. Por lo tanto, las características de baja vibración y bajo nivel de ruido de los compresores centrífugos no solo favorecen la mejora de la vida útil y la eficiencia operativa del equipo, sino que también brindan a los operadores un entorno de trabajo relativamente silencioso y cómodo, cumpliendo con los requisitos de la producción industrial moderna para el Ambiente de trabajo. Sin embargo, los compresores centrífugos también tienen ciertas limitaciones. Por un lado, la compresión de los compresores centrífugos es relativamente baja y, por lo general, son adecuados para requisitos de compresión de presión media y baja. Esto se debe a que el compresor centrífugo se basa principalmente en la rotación a alta velocidad del impulsor para generar fuerza centrífuga sobre el gas para lograr la compresión del gas. Su proceso de compresión es relativamente suave, a diferencia del compresor alternativo que puede comprimir el gas varias veces a través del impulsor alternativo. movimiento del pistón para lograr una mayor relación de compresión. Por lo tanto, para algunos procesos de recuperación que requieren que el gas BOG se comprima a una presión muy alta, los compresores centrífugos pueden no ser adecuados. Por otro lado, los compresores centrífugos son sensibles a los cambios en el caudal de gas. Cuando el caudal de gas se desvía de su caudal de diseño, la eficiencia del compresor centrífugo disminuirá significativamente e incluso pueden producirse fenómenos de funcionamiento inestable, como picos de presión. El sobrevoltaje es un fenómeno en el cual el flujo de aire en el compresor oscila y se invierte debido a un flujo de gas demasiado pequeño o una presión del sistema demasiado alta durante el funcionamiento, lo que hace que el compresor produzca vibraciones y ruidos violentos, lo que afecta gravemente el funcionamiento y uso normales del mismo. compresor. vida. Por lo tanto, cuando se utiliza un compresor centrífugo para la recuperación de BOG, es necesario garantizar que el flujo de gas BOG sea relativamente estable y ajustar razonablemente los parámetros operativos del compresor de acuerdo con los cambios en el flujo de gas BOG para evitar fenómenos de operación inestable como sobretensión y garantizar un funcionamiento eficiente y estable del compresor. Debido a estas características, los compresores centrífugos son adecuados para proyectos de recuperación de BOG con gran capacidad de procesamiento, altos requisitos de estabilidad del equipo y entorno de trabajo, requisitos no particularmente altos de relación de compresión y flujo de gas BOG relativamente estable, como grandes estaciones receptoras de GNL, petroquímicas. Empresas, etc. Estos proyectos generan una gran cantidad de BOG y tienen requisitos de presión relativamente bajos. En aplicaciones prácticas, el método de compresión y el tipo de compresor más apropiados generalmente se seleccionan en función de las necesidades y características específicas del proyecto de recuperación de BOG, teniendo en cuenta las ventajas y desventajas de varios compresores, a fin de lograr una recuperación y utilización eficiente de BOG, mientras que reduciendo el costo de inversión del equipo, los costos de operación y mantenimiento, y mejorando los beneficios económicos y sociales del proyecto.
