煤層氣處理廠壓縮機(jī)組的應(yīng)用

鄒學(xué)濤 王鵬飛 何海龍（中石油渭南煤層氣管輸有限責(zé)任公司，陜西渭南714019）

煤層氣處理廠壓縮機(jī)組的應(yīng)用

鄒學(xué)濤 王鵬飛 何海龍（中石油渭南煤層氣管輸有限責(zé)任公司，陜西渭南714019）

煤層氣處理廠壓縮機(jī)組的選型十分重要，應(yīng)該根據(jù)煤層氣處理廠的具體概況，工期建設(shè)規(guī)模等來(lái)選擇壓縮機(jī)組，掌握科學(xué)的選配原則與方法，同時(shí)，將其有效用于煤層氣處理廠。本文結(jié)合某煤層氣處理廠的概況，分析了壓縮機(jī)組的選型與應(yīng)用。

煤層氣處理廠；壓縮機(jī)組；選型；應(yīng)用

1　煤層氣處理廠概況

該煤層氣處理廠規(guī)模較大，設(shè)計(jì)規(guī)模為10×108 m3/a（分兩期建設(shè)，一期建設(shè)3.33×108 m3/a，二期建設(shè)6.67×108 m3/a），遠(yuǎn)期預(yù)留10×108 m3/a處理裝置場(chǎng)地，負(fù)責(zé)接收上游集氣站來(lái)氣。

煤層氣處理廠主要包括增壓與脫水的工藝，來(lái)自于上游集氣站的煤層氣經(jīng)氣液分離、換熱后進(jìn)入壓縮機(jī)增壓，再經(jīng)空冷、換熱后進(jìn)入過(guò)濾分離器分離，然后進(jìn)入脫水裝置脫水，最后經(jīng)計(jì)量外輸至下游用戶。

壓縮機(jī)組的選型要達(dá)到合格的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具體為：出口溫度在50度以下，且年運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間要在8000小時(shí)以上。

2　壓縮機(jī)組的科學(xué)選配

2.1選配原則

實(shí)際的煤層氣處理工作中，必須注重壓縮機(jī)組的選型，本著優(yōu)化配置、科學(xué)選擇的原則，來(lái)優(yōu)選壓縮機(jī)組。

第一，切實(shí)依照國(guó)家制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、基建方針、規(guī)定制度等來(lái)優(yōu)化選擇，所選的壓縮機(jī)組必須符合國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

第二，保證機(jī)組安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，則要確保所選的壓縮機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)高效、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)成本低廉，且具有一定的創(chuàng)造性、創(chuàng)新性，從整體上達(dá)到最優(yōu)效果。

第三，所安裝的壓縮機(jī)組，要確?？梢詽M足煤層氣處理廠各個(gè)時(shí)期建設(shè)發(fā)展的要求。

第四，重視增壓設(shè)備的質(zhì)量，優(yōu)選高端、先進(jìn)的工藝與技術(shù)，從而確保其安全、高效地工作，當(dāng)工況發(fā)生變化時(shí)，依然能夠正常發(fā)揮功能和作用。

第五，本著安全、可靠、適用的思路來(lái)選好儀表，并依靠控制系統(tǒng)，深入開(kāi)發(fā)其自動(dòng)化、集中控制的功效，達(dá)到對(duì)各項(xiàng)生產(chǎn)裝置管控。

第六，為了控制能耗、提高生產(chǎn)效率與效益，必須重視工藝參數(shù)的選擇，以及設(shè)備型號(hào)的選擇。

2.2具體選配方法

現(xiàn)階段，煤層氣主要采用兩大類型的壓縮機(jī)組，具體為：往復(fù)式與離心式。通常往復(fù)式壓縮機(jī)應(yīng)用范圍相對(duì)有限，常用在小流量、工況變化的處理站，運(yùn)行功率相對(duì)小，通常小于6000千瓦，具有良好的適應(yīng)能力，通常適合60%～100%工況中，一般用在分期規(guī)劃的油氣工程，這是因?yàn)槊簩託庾畛踅ㄔO(shè)階段，氣量生產(chǎn)較小，且不會(huì)出現(xiàn)較大的變化和波動(dòng)，而且工程建設(shè)是分步驟、分階段展開(kāi)。

離心式壓縮機(jī)則正好相反，一般用在運(yùn)行工況較為穩(wěn)定且流量大的煤層氣處理廠，其壓比通常小于3，但是，運(yùn)轉(zhuǎn)功率卻相對(duì)較高，達(dá)到3萬(wàn)千瓦，一般用在長(zhǎng)輸管道的壓氣站。

往復(fù)式壓縮機(jī)主要靠?jī)纱蠓绞絹?lái)驅(qū)動(dòng)，第一是電力、第二是燃?xì)?，二者皆能適應(yīng)氣田增壓。然而，同電力驅(qū)動(dòng)相比，燃?xì)獾墓ぷ餍矢?，通常能夠達(dá)到97%，運(yùn)轉(zhuǎn)較慢，能夠快速啟動(dòng)，且處于安全、穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，然而，缺點(diǎn)體現(xiàn)在：需要較高的運(yùn)維成本，有較大噪音。電力驅(qū)動(dòng)則相反，具有一定的穩(wěn)定性，客觀溫度、環(huán)境等的變化都不會(huì)影響其運(yùn)行，一次投資較少，但運(yùn)行成本相對(duì)較高。電動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)占地空間小、便于靈活操作，運(yùn)行噪音低，環(huán)保安全。然而，也存在一定不足：耗電量大、易受供電條件影響。如果在客觀電價(jià)相對(duì)穩(wěn)定、煤層氣價(jià)格上漲的條件下，可以考慮選擇電力驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。

3　壓縮機(jī)組的具體應(yīng)用

3.1煤層氣處理廠概況

處理廠初級(jí)建設(shè)階段，上游來(lái)氣量約為10×104m3/d，產(chǎn)氣量有逐年上升的趨勢(shì)。

結(jié)合該煤層氣的產(chǎn)氣狀況、壓縮機(jī)科學(xué)設(shè)置原則，分階段施工等諸多特征，預(yù)計(jì)選擇以下幾大往復(fù)壓縮機(jī)的安裝方法：

根據(jù)處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模及投產(chǎn)初期處理氣量，設(shè)想以下三種電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)配置方案。

方案一：選用5臺(tái)壓縮機(jī)組，其中單機(jī)排量為50×104m3/d的壓縮機(jī)組3臺(tái)，150×104m3/d的壓縮機(jī)組2臺(tái)。投產(chǎn)初期可運(yùn)行50×104m3/d的壓縮機(jī)，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模后，同時(shí)開(kāi)2臺(tái)150×104m3/d的壓縮機(jī)。

方案二：選用5臺(tái)壓縮機(jī)組，其中單機(jī)排量為50×104m3/d的壓縮機(jī)組2臺(tái)，100×104m3/d的壓縮機(jī)組3臺(tái)。投產(chǎn)初期可運(yùn)行50×104m3/d的壓縮機(jī)，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模后，同時(shí)開(kāi)3臺(tái)100×104m3/d的壓縮機(jī)。

方案三：選用7臺(tái)壓縮機(jī)組，單機(jī)排量為50×104m3/d，其中6臺(tái)運(yùn)行1臺(tái)備用。

綜合各方因素，最終決定選擇第二套方案，最適合此煤層氣狀況，也能有效適應(yīng)分階段施工。

3.2工況適應(yīng)度分析

氣壓穩(wěn)定狀態(tài)下，通常通過(guò)余隙調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)速調(diào)整等方式來(lái)調(diào)節(jié)氣量，從而達(dá)到對(duì)工況的適應(yīng)。

第一，余隙調(diào)節(jié)。此方法能夠有效控制壓縮機(jī)氣量，通常能控制額定進(jìn)氣量的10%～20%。選擇余隙調(diào)節(jié)的方法，對(duì)大排量壓縮機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而提高單位壓縮機(jī)組可處理的氣量，無(wú)論是大排量還是小排量機(jī)器都能達(dá)到規(guī)定要求，符合處理廠建設(shè)規(guī)劃。

第二，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。要想有效維護(hù)壓縮機(jī)的安全，提高其運(yùn)轉(zhuǎn)效率，就要確保其在恒定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，通常可以采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方法來(lái)確保壓縮機(jī)在良好狀態(tài)下運(yùn)行。

4　結(jié)語(yǔ)

煤層氣的開(kāi)發(fā)有著自身的特點(diǎn)，要從其建設(shè)分期、規(guī)模等方面來(lái)權(quán)衡壓縮機(jī)組的選型，同時(shí)，也要從所在地的海拔、進(jìn)排氣損失等方面出發(fā)，來(lái)選擇機(jī)組的運(yùn)行功率，要及時(shí)調(diào)整并修正功率，確保排氣量達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，要把握好壓縮機(jī)組的數(shù)量，以此來(lái)控制維修工作量。

［1］李新軍.關(guān)于晉煤集團(tuán)煤層氣壓縮機(jī)組改造的分析說(shuō)明［期刊論文］～中國(guó)化工貿(mào)易2012（1）.

［2］劉建宇.大機(jī)組改造涉及控制系統(tǒng)軟硬件改造問(wèn)題的思考［J］.第11屆中國(guó)化工學(xué)會(huì)信息技術(shù)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)年會(huì)～2007.