海洋石油工藝設計手冊9-天然氣壓縮系統(tǒng)的工藝設計-資料下載頁
2025-10-29 11:08本頁面
【導讀】在海上，天然氣作為一次開采（氣井）或伴生開采（油井）被采出。天然氣可通過管線。輸送到陸上，或用作氣舉（生產(chǎn)）、注氣或作為平臺燃料。出的氣進行壓縮，使壓力增至可用的水平。本節(jié)將討論壓縮機的類。型、它們在海上油氣工業(yè)中的應用，以及壓縮機的工藝計算。設計人員可用這些資料選擇特。定用途的壓縮機的型式和確定壓縮機的工藝參數(shù)。設備，例如洗滌器、中間冷卻器、加熱器等設備的設計，參見其它相關章節(jié)。管道或設備造成故障，尤其在冬季，水結冰會阻塞管道。作燃料氣、密封氣、吹掃氣，或壓縮外輸，多余的送入火炬系統(tǒng)燒掉。塔、三甘醇再生器和換熱器組成。伴生氣來源于潿10-3油田和潿12-1油田原油處理系統(tǒng)，在。潿12-1平臺經(jīng)處理達到要求后部分供給透平機作燃料使用，大部分外輸至潿州終端。的軸向和徑向的振動加劇而導致壓縮機的損壞。為了避免喘振的發(fā)生，必須使壓縮機的工作
【正文】 天然氣主要組分的爆炸極限 限量（體積） 主 要 組 分 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 H2S H2 爆炸范圍 上限， % 下限， % (2) 氣體性質的影響。在天然氣集輸過程中，氣體組成和性質往往會發(fā)生變化，所選機組對氣體組成應有較大的適應能力。一般應給出一定的組成變化范圍，選用離心式 壓縮機時更應注意，否則將因氣體分子量和絕熱指數(shù)等參數(shù)的顯著變化，對壓縮機產(chǎn)生嚴重的影響。 (3) 壓縮過程中的液化問題。天然氣在壓縮過程中可能會有部分液化，因此應注意凝液的分離和排除。對于往復式壓縮機，為了避免撞缸事故，壓縮機的各級氣缸余隙容積都應略大一些，凝液多的情況下出口閥應放在氣缸下部，防止凝液積聚。同時曲軸箱應注意適當?shù)拿芊?，以防液化后的氣體滲漏到曲軸箱內(nèi)，降低潤滑油的閃點和粘度。 對于噴油螺桿式壓縮機，應根據(jù)氣體組成規(guī)定最低的排氣溫度，以免有氣體液化而稀釋潤滑油。一旦潤滑油被稀釋，必須重新恢復潤滑油性質 。 選用離心式壓縮機時，軸密封油中可能漏入氣體而被稀釋，為此系統(tǒng)中應有脫氣分離器。為提高脫氣效率，脫氣器上應配備有電或蒸汽加熱器以及攪拌器、抽氣措施等。 (4) 排氣溫度的限制。天然氣組成主要是烷烴，為了減少油蒸氣碳化和著火的危險，排氣溫度宜在 140℃ 以下；目前部分壓縮機廠家的產(chǎn)品出口溫度可達 150℃ 。 2) 壓縮機的選型原則 在選用壓縮機時，首先滿足工藝要求，主要有以下幾方面： (1) 壓縮介質對壓縮機提出的要求，包括能否允許介質有少量的泄漏，能否允許被潤滑油污染以及排氣溫度限制等； 14 (2) 壓縮機的排氣量； (3) 壓縮機的出入口壓 力。 在滿足上述工藝要求的前提下，如果有幾種類型的壓縮機可供選擇，再進一步對各種壓縮機作選型比較。選型比較時，一般可參考： (1) 高壓和超高壓壓縮時，一般采用往復式壓縮機。但是隨著工業(yè)裝置向大型化方向發(fā)展，壓縮機的排氣量越來越大，選用離心式壓縮機所具有的優(yōu)點會增加，應考慮選擇大型機組。 (2) 離心式壓縮機具有輸氣量大而連續(xù)，運轉平穩(wěn)，機組外形尺寸小，重量輕，占地面積小，設備的易損部件少，使用期限長，維修工作量小，氣體不會被潤滑油污染等優(yōu)點。對于氣量較大，且氣量波動幅度不大，排氣壓力為中、低壓的情況宜選用離心式壓縮機 。且應根據(jù)油田生產(chǎn)特點，選用專為油田生產(chǎn)用的離心式壓縮機。 (3) 由于速度型壓縮機是先使氣體得到動能 gu22?，然后再把動能轉化為壓力能，因而相對空氣密度小的氣體，要得到同樣的壓縮比，必須使氣體的速率更高才行，同時損耗又會增加，因此用離心式壓縮機壓縮低分子量的氣體是不利的。但在高壓下由于氣體的密度增加，分子量小的缺點得以克服。 (4) 當流量較小時，應選用往復式壓縮機或螺桿式壓縮機。 (5) 噴油螺桿式壓縮機由于兼有往復式和離心式壓縮機的許多優(yōu)點，可調范圍寬，操作平穩(wěn)，不但在制冷工業(yè)上有 很大實用價值，而且在天然氣集輸和加工工業(yè)上也逐漸得到應用。 無油螺桿壓縮機除氣量調節(jié)、單級壓縮比低等不如噴油螺桿壓縮機外，也具有上述特點，而且可以處理濕氣，是很有實用價值的機組。 (6) 往復式壓縮機采用多臺安裝，一般為 3~4 臺，以便萬一某臺機組檢修時，不致嚴重影響裝置的生產(chǎn)。離心式壓縮機一般不考慮備用機型。 3) 驅動機的類型與選用 用來帶動壓縮機驅動機的有蒸汽輪機、柴油機、燃氣輪機、電動機和燃氣發(fā)動機等幾種，蒸汽輪機一般是在有蒸汽的工廠中使用，柴油機主要在小型的移動式壓縮機上使用。 (1) 電動機 在燃氣發(fā)動機和燃氣輪機 被廣泛應用之前，使用電動機較多，電動機既可驅動往復式壓縮機，也可驅動離心式壓縮機，在容易獲得電源，且電價便宜的地方目前仍有使用。它的優(yōu)點明顯；如：結構緊湊，投資省（總投資只相當于裝備燃氣輪機壓縮站的 1/2~2/3），可以選到任意大小的電動機，操作簡單，運轉平穩(wěn)，壽命長（可達 150000h），安裝維修費用低，工作可靠性高。不足是調速困難，同步電機本身不能變速，要通過一套變速裝置來實現(xiàn)增速或減速，變速裝置要適應壓縮機的負荷變化，進行無級變速則相當困難。 對壓縮時具有爆炸危險的氣體，選用電動驅動方式時應注意電動機 要有防爆性能。防爆電動機的選型必須符合使用場地爆炸危險等級要求。 (2) 燃氣發(fā)動機 燃氣發(fā)動機的基本原理與汽油機相同，只是燃料改成天然氣而已，其優(yōu)點是熱效率高（約35%~37%），燃料氣消耗低（ ~ h），可直接和往復式壓縮機連接而不需變速，調節(jié)方便。缺點是機器笨重，結構復雜，安裝和維修費用高，輔助設備繁雜，運行振動大，噪音大，單機功能比燃氣輪機小，不好與離心式壓縮機相匹配，因此只宜在壓縮比要求高時用來驅動往復式壓縮機。 15 (3) 燃氣輪機 燃氣輪機是由蒸汽輪機演變過來的，它們的作用原理都是 把氣體的內(nèi)能轉化成機械能，只不過蒸汽輪機的工質 —— 蒸汽由外界供給，而燃氣輪機的工質 —— 燃燒后的氣體是由燃氣輪機本身的燃燒室所產(chǎn)生。燃氣輪機能把氣體內(nèi)能直接轉化成使機器旋轉的機械能，所以具有比其他類型的熱機更簡單的結構，更小的重量和體積。另外，氣溫較低時功率反而增大，這正和用氣需求的季節(jié)變化相適應，由于不需要冷卻機組本身，只需少量冷卻水冷卻潤滑油，適合缺少水源的地區(qū)使用；燃氣輪機轉速高，可和離心式壓縮機直接連接，輔助設備較燃氣發(fā)動機少，且易于實現(xiàn)自動控制，其缺點是熱效率低，沒有廢熱利用的小型機一般在 26%以下 ，有廢熱利用的可達 26%~30%。 參考文獻： 1．《煉油設備工藝設計資料 — 壓縮機工藝計算》（石油化學工業(yè)部石油化工規(guī)劃設計院組織編寫，石油化學工業(yè)出版社） 2．《海上采油工程手冊》（石油工業(yè)出版社） 3．《天然氣地面工程》（石油工業(yè)出版社） 4．《天然氣工程手冊》（石油工業(yè)出版社） 5．《油田油氣集輸設計技術手冊》（石油工業(yè)出版社） 6.《海上油氣工程設計實用手冊》（海洋石油開發(fā)工程設計公司 /渤海石油工程設計公司 /南海東部石油公司翻譯出版）（美國雪夫龍公司）
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