溴化鋰直燃機在天然氣工業(yè)中的應(yīng)用

劉彥兵

摘 要：溴化鋰是一種特殊的物質(zhì)，主要是由鹵族元素與堿金屬鋰構(gòu)成的，其沸點為1265℃，熔點為549℃，其內(nèi)部比較穩(wěn)定，即使在復(fù)雜的大氣環(huán)境之中也不會出現(xiàn)溶解、揮發(fā)以及變質(zhì)的問題。在當(dāng)前的天然氣工業(yè)之中，為了增加天然氣資源的產(chǎn)量，很多企業(yè)都對溴化鋰直燃機進(jìn)行應(yīng)用，在這個機組進(jìn)行制冷的過程中，溴化鋰主要是作為吸收劑被使用。當(dāng)這種直燃機有效發(fā)揮作用時，能源的回收率可以獲得顯著提升，壓縮機的排出量也有所提高，本文根據(jù)使用溴化鋰類型的直燃機的經(jīng)驗，對其被應(yīng)用于天然氣工業(yè)之中的情況進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：溴化鋰直燃機；天然氣工業(yè)；應(yīng)用；天然氣降溫

中圖分類號：TU822 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

天然氣工業(yè)在能源收集技術(shù)以及處理技術(shù)有大幅度的進(jìn)展之后，也逐漸進(jìn)步，為了使天然氣的收集效率能夠有所提升，技術(shù)人員不僅對原有的氣體處理設(shè)備進(jìn)行了改造，同時還對新型的處理設(shè)備進(jìn)行了使用，溴化鋰型直燃機是一種能夠應(yīng)對天然氣處理環(huán)節(jié)之中的大多數(shù)的問題的新型設(shè)備，主要是將溴化鋰物質(zhì)當(dāng)作制冷環(huán)節(jié)之中的吸收劑進(jìn)行使用，其優(yōu)勢體現(xiàn)在通過保持地層壓力來提升氣體資源的采收率，但是對這種直燃機機組進(jìn)行應(yīng)用的時候，制冷過程相對復(fù)雜，本文對這種直燃機的具體應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 現(xiàn)存的制冷問題分析

根據(jù)天然氣工業(yè)的氣田可以了解到，其在進(jìn)行凝析氣能源處理工作時，常常會出現(xiàn)3個必須被有效解決的問題，首先是在將凝析氣之中的天然氣進(jìn)行分離的時候，需要借助一級分離器，但是在進(jìn)一步對二級分離器進(jìn)行使用的時候，分離溫度會提升，在高溫的分離環(huán)境之下，液烴的分離量就會相對降低，從而使液化天然氣的分離產(chǎn)量降低。另一個處理問題主要是，當(dāng)氣體被傳送到氣壓縮機之中時，氣壓縮機的內(nèi)部環(huán)境的溫度會比較高，其排量也會受到影響而降低，因此會產(chǎn)生天然氣浪費的情況；最后一方面的問題主要是蒸發(fā)型的表面空冷器難以在運行的時候達(dá)到相應(yīng)的使用指標(biāo)，從而使液化氣分餾設(shè)備之中的生成的液化氣難以被徹底液化。這是三方面問題的產(chǎn)生原因有所不同，第一個和第二個問題主要是因為在凝析氣的進(jìn)站環(huán)節(jié)之中，設(shè)計溫度比實際溫度低，第三個問題主要是因為制冷設(shè)備以及其他處理設(shè)備難以對凝析氣處理現(xiàn)場的環(huán)境條件有所適應(yīng)。

2 制冷技術(shù)基本原理

將溴化鋰物質(zhì)當(dāng)作吸收劑進(jìn)行使用的制冷原理如下：用溴化鋰制備的液體溶液具有較高的沸點，因此比較難以直接揮發(fā)，因此可以判定溶液液面上方的蒸汽的主要成分為水蒸氣，而且是純水蒸氣，當(dāng)溫度到達(dá)一定程度之后，溶液上方位置水蒸氣的原有的飽和分壓力會逐漸縮小，而且隨著濃度提升，這個數(shù)值還會不斷縮小，其對于水分進(jìn)行吸收的能力也就越強。

在對這種直燃機進(jìn)行應(yīng)用的時候，直燃機可以直接提供溫度已經(jīng)保持穩(wěn)定的冷卻溶液，在這種應(yīng)用條件之下，很多制冷問題都可以被妥善解決，包括冷凝器的結(jié)鹽問題以及溫度差距問題等，還能達(dá)到準(zhǔn)確控制溫度的目的。

3 制冷方案設(shè)定

在對溴化鋰直燃機進(jìn)行實際應(yīng)用之前，技術(shù)人員需要先對制冷方案進(jìn)行制定，首先需要提供冷水，借助轉(zhuǎn)熱設(shè)備來開展天然氣以及冷水之間的熱交換活動，開展這個活動的主要目的是實現(xiàn)控制天然氣能源的基本溫度，在對冷源進(jìn)行選擇的時候，技術(shù)人員可以直接將溫度比較低的純水作為冷源供給，將天然氣與冷水之間的轉(zhuǎn)換工作做好，在制冷的工作之中，始終牢牢控制好天然氣的溫度，制冷的最后一個環(huán)節(jié)是借助噴霧類型的空冷器直接對能源降溫。

4 應(yīng)用分析

這種直燃機能夠?qū)⒗渌苯臃峙浣o兩天水冷設(shè)備，可以將分流塔頂部位的冷凝器進(jìn)行替換，使用空冷器來完成冷凝任務(wù)，還可以將空冷器與原有的直燃機進(jìn)行串聯(lián)，在冬季使用這種制冷機組，能夠?qū)⑺械闹评鋭恿Χ及l(fā)揮出來，但是到了夏季之后，就只有一部分制冷動力能夠被有效提供，但是直燃機可以彌補這個缺點，將剩余的制冷能力發(fā)揮出來，減少制冷負(fù)荷，僅需要一次投資就可以實現(xiàn)對設(shè)備的徹底控制，為了確保整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量，技術(shù)人員需要始終把控冷卻溫度，并對根據(jù)實際的冷卻需要來選擇合適的直燃機機組。

空冷器在冬季能夠?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提供其余的制冷能力。這種方式就使得溴化鋰直燃機的制冷負(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)的計算之后，選擇了一臺300 萬大卡的溴化鋰直燃機機組。

對實際的氣田進(jìn)行調(diào)查之后，就可以了解到由于技術(shù)人員是在冷卻過程之中初次應(yīng)用這種直燃機，對于這種設(shè)備的施工經(jīng)驗比較少，因此需要根據(jù)氣田的實際情況的對其進(jìn)行部分改進(jìn)，冷卻水被應(yīng)用于使用直燃機的冷卻工作中的時候，一般會存在5℃左右的溫差，而將冷卻機組在處理站進(jìn)行應(yīng)用時，處理站本身的溫差就比較大，但是器工作情況比較穩(wěn)定，因此處理人員對溫差進(jìn)行了調(diào)節(jié)，使冷水溫差保持在10℃，在這種處理手段的影響之下，冷水的循環(huán)量直接降低了一半，同時泵裝機的基本容量也有所降低，使冷卻工作中消耗電能被有效節(jié)省。在不同的季節(jié)對這種應(yīng)用的吸收劑比較特殊的直燃機的應(yīng)用方式也不同，在夏天使用時，一半會借助制冷系統(tǒng)來供給冷水，冬天則有所不同，需要借助采暖以及衛(wèi)生熱水進(jìn)行加熱，如果其運行的位置還是在集中處理站，就需要持續(xù)地對冷水進(jìn)行提供，制冷任務(wù)執(zhí)行難度高是技術(shù)人員需要解決的問題。

在對這種直燃機進(jìn)行應(yīng)用時，制冷人員需要對其進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)督，防止直燃機出現(xiàn)運行問題，反而達(dá)不到使用效果。

為了能夠使機組實現(xiàn)無人職守，減少操作人員的數(shù)量，并且使機組能夠與工藝系統(tǒng)工況變化平穩(wěn)運行相適應(yīng)，該集中處理站的DBC 系統(tǒng)與溴化鋰直燃機控制系統(tǒng)實現(xiàn)了通信，在集中處理站控制室操作人員就能夠?qū)C組的運行參數(shù)進(jìn)行隨時控制。在天然氣工業(yè)中應(yīng)用溴化鋰直燃機能夠有效地促進(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，達(dá)到更好地處理天然氣資源的使用目的。

結(jié)語

本文首先以實際的氣田情況為例，對其在處理凝析氣過程之中的問題進(jìn)行了研究，這些處理問題都會降低天然氣的采集效率，甚至還會導(dǎo)致天然氣浪費的情況發(fā)生，因此技術(shù)人員需要對原有機組進(jìn)行改進(jìn)與替換，對制冷過程進(jìn)行重新規(guī)劃，本文又對以溴化鋰物質(zhì)為基本吸收劑的內(nèi)燃機設(shè)備的運行原理進(jìn)行了研究，并提出了具體的應(yīng)用方法，最后分析了其被應(yīng)用在實際天然氣處理過程中的情況。這種制冷機組的應(yīng)用優(yōu)勢極為明顯，但是并不代表其沒有可以被改進(jìn)的地方，技術(shù)人員需要對其制冷情況進(jìn)行記錄，通過改進(jìn)手段，使其能夠起到更好的制冷效果。

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