溴化鋰直燃機(jī)在天然氣工業(yè)中的應(yīng)用

張強(qiáng)(大慶采油采油二產(chǎn)生產(chǎn)準(zhǔn)備大隊(duì), 黑龍江 大慶 163000)

0 引言

某氣田的集中處理站凝析氣處理系統(tǒng)中現(xiàn)在主要包括三個(gè)問題:首先，天然氣從凝析氣一級分離器出來，在進(jìn)入到二級分離器的時(shí)候具有過高的溫度，從而導(dǎo)致二級分離器只有較少的液烴分離出來，最終使得液化氣的產(chǎn)量受到了嚴(yán)重的影響；其次，進(jìn)入到氣壓縮機(jī)具有過高的溫度，因此使得壓縮機(jī)排量降低，導(dǎo)致非常多的天然氣放空；最后，表面蒸發(fā)式空冷器在液化氣分餾塔塔頂冷凝器中不能夠達(dá)到相應(yīng)的使用指標(biāo)，因此液化氣分餾塔生產(chǎn)的液化氣無法被全部液化。凝析氣進(jìn)站溫度比設(shè)計(jì)溫度高是導(dǎo)致前兩個(gè)問題的主要原因，設(shè)備無法與現(xiàn)場環(huán)境條件相適應(yīng)是導(dǎo)致后一個(gè)問題的主要原因。

1 溴化鋰制冷技術(shù)概述

溴化鋰直燃機(jī)能夠?qū)囟确€(wěn)定的冷卻水提供出來，這樣就能夠使液化氣分餾塔塔頂冷凝器存在的結(jié)垢、結(jié)鹽的問題和凝析氣進(jìn)站溫度高的問題得到很好的解決。經(jīng)過分析研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，對凝析氣分離器的天然氣溫度進(jìn)行控制就能夠?qū)⑤^高的凝析氣進(jìn)站溫度所造成的問題很好的解決。

2 選擇制冷方案

為了能夠?qū)μ鞖獾臏囟冗M(jìn)行有效的控制，一共提出了3種不同的冷卻方案:首先是選擇溴化鋰直燃機(jī)進(jìn)行制冷，將冷水提供出來，然后利用換熱器使冷水和天然氣之間實(shí)施熱交換，從而能夠?qū)μ烊粴獾臏囟冗M(jìn)行控制。其次是選擇繼承低溫水作為直接的冷源提供，隨后利用換熱器使冷水和天然氣之間實(shí)施熱交換，從而對天然氣的溫度進(jìn)行控制。最后是選擇噴霧式空冷器對天然氣進(jìn)行直接的降溫[1]。

選擇地層水降溫方案具有簡單的參數(shù)控制、運(yùn)行平穩(wěn)、很少受環(huán)境影響、較小的電力消耗、較小的投資、簡單的工藝流程等優(yōu)點(diǎn)；其不足之處是主要設(shè)備存在著腐蝕、結(jié)垢、結(jié)鹽等各種問題，同時(shí)還具有較高的運(yùn)行費(fèi)用、無處排放以及較大的水資源使用量等問題。

選擇噴霧式空冷器方案具有較低的運(yùn)行費(fèi)用、較低的投資、原理簡單的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能夠?qū)Χ镜沫h(huán)境溫度進(jìn)行充分的利用；其不足之處就是具有較高的水質(zhì)要求，當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐牡叵滤哂斜容^大的含鹽量，因此必須要對地下水進(jìn)行嚴(yán)格的處理。除此之外，當(dāng)?shù)鼐哂蟹浅４蟮娘L(fēng)沙，空氣中具有較高的含鹽量，如果翅片管束中進(jìn)入濕空氣，就很容易發(fā)生結(jié)垢以及結(jié)鹽的現(xiàn)象。

3 溴化鋰直燃機(jī)的具體應(yīng)用

天然氣水冷卻器為原有的氣—?dú)鈸Q熱器，將一臺水冷卻器設(shè)在液化氣分餾塔后。溴化鋰直燃機(jī)將冷卻水提供給兩臺水冷器，選擇空冷器取代液化氣分餾塔塔頂冷凝器，并且使其與新增水冷器進(jìn)行串聯(lián)?？绽淦髟诙灸軌?qū)⑷康闹评鋭恿μ峁┏鰜?，夏季則能夠?qū)⒉糠值闹评淠芰μ峁┏鰜恚射寤囍比紮C(jī)提供其余的制冷能力。這種方式就使得溴化鋰直燃機(jī)的制冷負(fù)荷可以減少，并且對設(shè)備的一次投資進(jìn)行了控制。由于需要全面的考慮到整個(gè)系統(tǒng)，凝析氣一級分離器的天然氣由需要從56℃ 被冷卻到30℃，在該處理站中設(shè)計(jì)日處理凝析氣為320萬方，以熱力學(xué)第一定律為根據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)，天然氣冷卻器所需要的制冷量主要是工作壓力下的320萬方從56℃被冷卻到30℃的焓降。在經(jīng)過相應(yīng)的計(jì)算之后，選擇了一臺300萬大卡的溴化鋰直燃機(jī)機(jī)組。

由于以前主要是在民用空調(diào)行業(yè)運(yùn)用溴化鋰直燃機(jī)，該集中處理站首次在天然氣工業(yè)制冷降溫中應(yīng)用這種設(shè)備，因此必須要以實(shí)際的情況為根據(jù)對溴化鋰直燃機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。一般冷卻水在溴化鋰直燃機(jī)中具有5℃的使用溫差，在該集中處理站中以現(xiàn)場的溫差大、工況穩(wěn)定的情況為依據(jù)選擇了10℃的冷水溫差，這樣就降低了一半的冷水循環(huán)量，而且也減少了一半的冷水循環(huán)泵裝機(jī)容量，從而將大量的電能節(jié)約了下來。在民用行業(yè)中的溴化鋰直燃機(jī)往往是在夏季的時(shí)候制冷提供冷水，在冬季則通過加熱的方式提供衛(wèi)生熱水和采暖熱水。在該集中處理站的使用中由于需要一直提供冷水，因此必須要一年四季不停的制冷，這樣就使得冬季的冬季啟機(jī)和系統(tǒng)運(yùn)行面臨著一定的困難。

為了能夠使機(jī)組實(shí)現(xiàn)無人職守，減少操作人員的數(shù)量，并且使機(jī)組能夠與工藝系統(tǒng)工況變化平穩(wěn)運(yùn)行相適應(yīng)，該集中處理站的DBC系統(tǒng)與溴化鋰直燃機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了通訊，在集中處理站控制室操作人員就能夠?qū)C(jī)組的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行隨時(shí)的控制。

4 結(jié)語

在天然氣工業(yè)中應(yīng)用溴化鋰直燃機(jī)能夠有效地促進(jìn)液化氣產(chǎn)量的提升，極大地增加了天然氣工業(yè)的產(chǎn)值，使得企業(yè)獲得了巨大的直接經(jīng)濟(jì)效益和間接經(jīng)濟(jì)效益。而且溴化鋰直燃機(jī)的使用還能夠使地層壓力的下降速度得以緩解，使凝析油的采收率得以提升，值得在天然氣工業(yè)中進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

[1]石磊明,楊蒙,劉蓉,徐靜,翟羽.燃?xì)庵比夹臀帐綑C(jī)組的應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性分析[J].煤氣與熱力,2011,(09).