天然氣壓縮機(jī)組節(jié)能措施的應(yīng)用

王明禮魏建宏陳強(qiáng)

（1.中原油田分公司采油一廠；2.中原油田分公司油氣儲(chǔ)運(yùn)管理處）

天然氣壓縮機(jī)組節(jié)能措施的應(yīng)用

王明禮1魏建宏2陳強(qiáng)1

（1.中原油田分公司采油一廠；2.中原油田分公司油氣儲(chǔ)運(yùn)管理處）

通過(guò)對(duì)天然氣壓縮機(jī)組和氣舉生產(chǎn)系統(tǒng)的耗能環(huán)節(jié)進(jìn)行量化分析，制定出針對(duì)性措施，開(kāi)展了優(yōu)化開(kāi)機(jī)組合方式、調(diào)整間開(kāi)井工作制度、放空氣監(jiān)控以及加強(qiáng)潤(rùn)滑油管理等工作，節(jié)能效果顯著。

壓縮機(jī) 優(yōu)化開(kāi)機(jī) 放空氣 氣舉井間開(kāi) 節(jié)電

在油氣田開(kāi)發(fā)和能源輸送管道領(lǐng)域，天然氣壓縮機(jī)組作為增壓設(shè)備被廣泛應(yīng)用。眾所周知，大型壓縮機(jī)組具有功率大、能耗高、控制復(fù)雜等特點(diǎn)，目前主要依賴進(jìn)口，由于資產(chǎn)值高、安全要求高，一般被作為關(guān)鍵設(shè)備重點(diǎn)監(jiān)管。

針對(duì)文東油田深層、低滲、異常高溫、高壓、高氣油比、高礦化度的特殊類型油藏，氣舉采油是最佳開(kāi)發(fā)方式。采油一廠氣舉增壓站是根據(jù)文東油田的開(kāi)發(fā)需要建設(shè)的。氣舉采油工藝流程包括增壓站、站外地面配氣流程和氣舉井三部分，壓縮介質(zhì)是文東油田的油井伴生氣。增壓站壓縮機(jī)組增壓后的高壓天然氣，經(jīng)注氣管網(wǎng)分輸?shù)礁髋錃庹?，通過(guò)配氣橇計(jì)量后分配到各單井，把地層產(chǎn)液舉升到地面，經(jīng)計(jì)量站匯入聯(lián)合站分離、脫水，天然氣返回增壓站循環(huán)使用，整個(gè)工藝流程全密閉。

目前文東氣舉增壓站共有壓縮機(jī)組9臺(tái)，分電動(dòng)機(jī)和燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)兩種驅(qū)動(dòng)方式，其中電驅(qū)動(dòng)機(jī)組5臺(tái)，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)組4臺(tái)。壓縮機(jī)均為往復(fù)活塞式、四級(jí)壓縮，設(shè)計(jì)進(jìn)口壓力0.2MPa，出口壓力12MPa。

天然氣壓縮機(jī)組作為氣舉工藝系統(tǒng)的增壓環(huán)節(jié)，是氣舉系統(tǒng)能耗相對(duì)集中的部分。壓縮機(jī)組的能耗主要包括以下幾個(gè)方面：驅(qū)動(dòng)機(jī)消耗的電和燃料氣，壓縮過(guò)程中的天然氣放空與泄漏，潤(rùn)滑油消耗等。如何有效降低壓縮機(jī)組的能耗損失，在不斷加強(qiáng)精細(xì)化管理的基礎(chǔ)上，通過(guò)排查耗能環(huán)節(jié)，量化能耗單元，在節(jié)能工作中進(jìn)行了以下嘗試，收到了一定的成效。

1 壓縮機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析

基于扎實(shí)的單機(jī)核算工作，每季度開(kāi)展壓縮機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析活動(dòng)，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，優(yōu)化調(diào)整壓縮機(jī)組的運(yùn)行組合。

在用壓縮機(jī)組額定排氣量分為18×104Nm3/d和23×104Nm3/d兩種，分別有6臺(tái)和3臺(tái)。所配驅(qū)動(dòng)機(jī)的功率也不同，分別是1770k W和2000k W。通過(guò)每天對(duì)單機(jī)日常消耗的電力（燃料氣）費(fèi)、修理費(fèi)、配件費(fèi)（大修費(fèi)另計(jì)）、油料費(fèi)等成本進(jìn)行核算，對(duì)單機(jī)排氣量進(jìn)行計(jì)量測(cè)算，以一個(gè)季度為周期進(jìn)行匯總，計(jì)算壓縮機(jī)組單耗。通過(guò)比對(duì)各臺(tái)機(jī)組的單耗，一是對(duì)照五項(xiàng)勞動(dòng)競(jìng)賽核定指標(biāo)找出成本管理的差距，找出下步工作努力的方向；二是根據(jù)各臺(tái)機(jī)組的單耗數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)行、備用機(jī)組的動(dòng)態(tài)調(diào)整和針對(duì)性維護(hù)。

根據(jù)油井維護(hù)作業(yè)需要，氣舉生產(chǎn)系統(tǒng)會(huì)周期性出現(xiàn)注氣量調(diào)整，增減氣量最多時(shí)能達(dá)到4×104~6×104Nm3/d，并持續(xù)2~4 d。這種情況下，通過(guò)廠生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息互通，提前準(zhǔn)備，及時(shí)調(diào)整壓縮機(jī)組的開(kāi)機(jī)。注氣量減少到一定量時(shí)，調(diào)整為小功率小排量的機(jī)組，注氣量增加到一定量后，調(diào)整為大功率大排量的機(jī)組，在滿足氣舉井注氣量需要的情況下，盡量做到壓縮機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行。

以兩口氣舉井同時(shí)上作業(yè)停注氣為例，系統(tǒng)將減少注氣量3×104Nm3/d，由79×104Nm3/d降為76×104Nm3/d，分別運(yùn)行兩臺(tái)23×104Nm3/d和18×104Nm3/d的機(jī)組就有一定的負(fù)荷余量。這時(shí)將一臺(tái)23×104Nm3/d的機(jī)組倒換成18×104Nm3/d的，在同樣滿足系統(tǒng)注氣量需要的情況下，調(diào)整后能減少用電量0.4×104k W h/d。2011年，針對(duì)注氣量的變化，合理調(diào)整壓縮機(jī)組的負(fù)荷分配和機(jī)型組合，收到了一定的成效。全年實(shí)際用電量與2010年同比減少41×104k W h，節(jié)約32.8萬(wàn)元。

2 合理調(diào)整間開(kāi)氣舉井的生產(chǎn)時(shí)段

2011年采油一廠氣舉井生產(chǎn)井42口，其中間開(kāi)注氣4口（203-62、203-64、13-93、13-138），這些井舉升效率低，供液能力較差，占全廠氣舉井的9.5%，平均單井日產(chǎn)液8.6t/d，平均單井注氣量1.05×104Nm3/d,平均注入氣液比達(dá)到814 m3/t，比全廠氣舉井的平均注入氣液比480m3/t高334 m3/t，氣舉舉升效率較低。為此，在保證氣舉井工況不變差、液量不下降的前提下，對(duì)這部分低能量低液量的氣舉井采取了間開(kāi)方式生產(chǎn)。

實(shí)施間開(kāi)注氣的4口氣舉井，以前的工作制度是兩口井為一組，8∶00-16∶00開(kāi)一組生產(chǎn)，16∶00-24∶00開(kāi)另一組生產(chǎn)，間開(kāi)周期24 h?？紤]到峰谷時(shí)段的電價(jià)差額，我們對(duì)間開(kāi)井的工作制度進(jìn)行了調(diào)整，改為將4口間開(kāi)井集中到24∶00-8∶00開(kāi)井生產(chǎn)，間開(kāi)周期16h。這樣既保證了4口間開(kāi)井有足夠的液面恢復(fù)時(shí)間，又使間開(kāi)井生產(chǎn)增加的1.4×104Nm3注氣量由電價(jià)峰時(shí)、平時(shí)段集中在了谷時(shí)段內(nèi)。

通過(guò)對(duì)間開(kāi)井工作制度的調(diào)整，在不改變壓縮機(jī)組用電量和注氣量，不影響間開(kāi)氣舉井穩(wěn)產(chǎn)的情況下，明顯降低了壓縮機(jī)組綜合電價(jià)。2011年，單位綜合電價(jià)比廠平均電價(jià)降低0.016元/k W h，全年少發(fā)生電費(fèi)36萬(wàn)元，收效明顯。

3 技術(shù)改造

壓縮機(jī)組消耗的天然氣主要包括兩個(gè)方面：一是燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)作功燃燒的燃料氣，二是壓縮機(jī)壓縮過(guò)程中的泄漏和開(kāi)停機(jī)過(guò)程中的放空氣。這其中努力方向主要是放空氣和漏失氣的管理。

壓縮機(jī)一級(jí)進(jìn)口和每級(jí)壓縮出口都安裝有安全閥，能在超壓時(shí)起到緊急泄放的作用，達(dá)到保護(hù)設(shè)備安全的目的。安全閥在長(zhǎng)期的使用中，會(huì)出現(xiàn)密封橡膠件老化、閥芯密封面磨損、啟跳后回坐不嚴(yán)等問(wèn)題，造成安全閥出現(xiàn)非正常泄漏。由于壓縮機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)噪聲高，安全閥的少量泄漏又不會(huì)造成很大的參數(shù)改變，傳統(tǒng)的手觸摸溫度檢查也不易察覺(jué)到，因此這部分的放空氣很多時(shí)候就白白流失了。

為了減少機(jī)組壓縮過(guò)程中的天然氣漏失量，對(duì)放空工藝進(jìn)行了技術(shù)改造。在安全閥出口與放空炬之間鋪設(shè)一根?159mm放空匯管，將所有安全閥、四級(jí)放空閥門出口由直接對(duì)空排放改為引入該匯管，接入放空炬。放空匯管上安裝安全閥、壓力表和壓力變送器，二次信號(hào)采集到值班室操作面板上顯示，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)放空壓力變化。正常情況下，放空匯管壓力為0~0.003MPa，一旦放空匯管壓力顯示異常，立即啟動(dòng)預(yù)案逐點(diǎn)進(jìn)行排查，對(duì)天然氣的泄漏早發(fā)現(xiàn)早處理，減少浪費(fèi)。

壓縮機(jī)組天然氣放空系統(tǒng)改造以來(lái)，平均每年排查出安全閥泄漏問(wèn)題5~6起，減少天然氣放空量近1×104m3。

4 加強(qiáng)壓縮機(jī)組潤(rùn)滑油管理

1）通過(guò)流程改造實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)組潤(rùn)滑油密閉加注。建設(shè)兩座3m3壓力儲(chǔ)罐，分別安裝入口濾油機(jī)、出口過(guò)濾器、流量計(jì)，鋪設(shè)?60mm補(bǔ)油管線至壓縮機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱加油口，實(shí)現(xiàn)加油的密閉輸送。定期使用濾油機(jī)從油桶向潤(rùn)滑油罐補(bǔ)充油，潤(rùn)滑油罐使用凈化天然氣加壓到0.2MPa向壓縮機(jī)組曲軸箱補(bǔ)油，整個(gè)過(guò)程潤(rùn)滑油為密閉，達(dá)到了潤(rùn)滑油使用三過(guò)濾一沉淀的標(biāo)準(zhǔn)要求。

通過(guò)加油流程密閉改造，操作人員不再手提加油壺加油，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，更重要的是減少了加油環(huán)節(jié)的油品污染，改善了運(yùn)動(dòng)部件的磨損狀況。據(jù)統(tǒng)計(jì)，改造后壓縮機(jī)組換油周期平均延長(zhǎng)了2000h，潤(rùn)滑油費(fèi)用逐年減少。

2）在日常管理中，以三級(jí)點(diǎn)檢制的開(kāi)展為基礎(chǔ)，明確職責(zé)分工，細(xì)化管理單元，認(rèn)真排查動(dòng)靜密封點(diǎn)的滲漏，及時(shí)整改，減少油品漏失。

近兩年來(lái)，在天然氣壓縮機(jī)組管理中，通過(guò)不斷加強(qiáng)節(jié)能管理工作，在降低壓縮機(jī)運(yùn)行單耗方面實(shí)施具體的節(jié)能措施，2011年節(jié)資近百萬(wàn)元，收到了比較明顯的成效。今后我們將進(jìn)一步細(xì)化管理環(huán)節(jié)，加強(qiáng)過(guò)程控制，深挖降耗潛力，不斷推進(jìn)大型設(shè)備節(jié)能降耗工作的持續(xù)有效開(kāi)展。

10.3969/j.i ssn.2095-1493.2012.011.013

王明禮，高級(jí)工程師，1993年畢業(yè)于山東東營(yíng)勝利石油學(xué)校（機(jī)械專業(yè)），從事中原油田分公司采油一廠設(shè)備管理工作，E-mail：wmL7609@sohu.com，地址：河南濮陽(yáng)中原油田采油一廠氣采隊(duì)，457172。

2012-05-26）