[发明专利]一种天然气乙烷回收装置的控制装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种天然气乙烷回收装置的控制装置及使用方法，包括多列天然气乙烷回收装置，每列天然气乙烷回收装置均包括脱甲烷塔、膨胀机膨胀端、膨胀机增压端、离心压缩机、第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器和膨胀机控制器，膨胀机膨胀端输入端连接有膨胀端进气管线，膨胀端进气管线上还连接有流量检测器和第一压力检测器，膨胀机膨胀端输出口通过膨胀端输出管线连接至脱甲烷塔输入口，膨胀端输出管线上还连接有第三压力检测器，采用该膨胀机‑JT阀控制方法，实现了多列天然气乙烷回收装置平稳运行，避免了装置压力的频繁波动。

技术领域

本发明属于天然气处理领域，具体涉及一种天然气乙烷回收装置的控制装置及使用方法。

背景技术

天然气乙烷回收装置的任务是将天然气通过膨胀或冷剂制冷降温，低温分离出乙烷（C2）、丙烷（C3）及以上组分的过程，常采用膨胀制冷与冷剂制冷的组合制冷方式。

目前，国内天然气脱烃装置处理量小，一般在200万方/天以下，且仅回收丙烷（C3）及以上组分，不回收乙烷（C2），一座天然气脱烃处理厂最多1列或2列装置。脱烃装置的膨胀制冷的控制策略是：单列或两列装置正常生产时，通过调节膨胀机导叶开度控制进装置的压力，投产或膨胀机故障时采用JT阀手动控制装置压力。

此种方法在单列或2列小装置容易实现，对于大型装置如200亿方/年处理规模，四列每套1500万方/天天然气乙烷回收装置，多套装置均采用压力调节，容易引起四列装置压力关联反复波动，不利于装置的压力稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种天然气乙烷回收装置的控制装置及使用方法，以解决现有技术当中天然气乙烷回收装置无法安全平稳运行的问题。

一种天然气乙烷回收装置的控制装置，包括多列天然气乙烷回收装置，每列天然气乙烷回收装置均包括脱甲烷塔、膨胀机膨胀端、膨胀机增压端、离心压缩机、第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器和膨胀机控制器，膨胀机膨胀端输入端连接有膨胀端进气管线，膨胀端进气管线上还连接有流量检测器和第一压力检测器，膨胀机膨胀端输出口通过膨胀端输出管线连接至脱甲烷塔输入口，膨胀端输出管线上还连接有第三压力检测器，脱甲烷塔输出端通过脱甲烷塔输出管线连接至膨胀机增压端输入口，脱甲烷塔输出管线上还连接有第二压力检测器，膨胀机增压端输出口通过管线连接至离心压缩机输入口，膨胀机膨胀端上还连接有导叶阀，导叶阀与膨胀机控制器电信号连接，膨胀机控制器还分别与第一控制器和第四控制器电信号连接，第一控制器还分别与流量检测器和第一压力检测器电信号连接，第四控制器分别与第一压力检测器和第三压力检测器电信号连接，离心压缩机还包括其中的变频器，第二控制器分别与变频器和第二压力检测器电信号连接，第三控制器分别与各列天然气乙烷回收装置的第一控制器电信号连接，每列的膨胀端进气管线连接至各自的预处理装置，各列离心压缩机的输出口均通过管线连接出厂。

所述膨胀端进气管线上还分出一条支线连接至脱甲烷塔输入口，支线上还连接有JT阀,JT阀与第一控制器电信号连接。

还包括冷箱，脱甲烷塔输出管线从冷箱中穿过。

所述的天然气乙烷回收装置共有4列。

一种天然气乙烷回收装置的控制装置使用方法，包括以下步骤：

第一步，流量检测器和第一压力检测器选择，通过第三控制器来控制各列天然气乙烷回收装置的第一控制器，使得其中任意三列的第一控制器采用流量检测器信号，剩下一列第一控制器的采用第一压力检测器信号来控制各列膨胀机的转速；

当采用流量检测器作为反馈时，设定流量正常值为F0,流量检测器测得入口处流量为FC，第一控制器采用经典PID算法，根据FC与F0的流量偏差，从而控制导叶阀的开度，达到控制膨胀机转速，以及控制通过本列膨胀机的天然气流量；