天然气压缩机的选型和应用.pdf

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第5期
23
天然气压缩机的选型和应用
靳朝霞,高铭志
(海洋石油工程股份有限公司,天津300451)
[摘要]介绍了天然气压缩机的常用型式及各种型式压縮杋的结构特点及优缺点。结合海上平台的应用,对天然气压缩机
在不同参数下适宜采用的型式及机组驱动方式,进行了总结和概述
关键词]天然气压缩杺;往复式;离心式;驱动机;选型
随着石油工业的发展,天然气压缩机已被缩机的参数适用范围,并从压缩机的使用上,阐
普遍应用于石油天然气领域,主要用于对油田伴述各种型式压缩机的优缺点。对压缩机常用驱动
生气或气田的生产气进行压缩増压,使天然气的方式进行了介绍,结合工程实例为天然气压缩机
压力增加到可以使用的水平,再经处理后作为气在海上平台的选型和应用进行总结和概述。
举使用(生产)、注气使用(保持地层的油臧压
力)或作为固定平台及FPSO上的主电站和热站的1压缩机的类别和使用范围
燃料。
1.1压缩机分类
本文介绍了压缩机的不同类型及各种型式压
压缩机按其机件的运动形式分为两大类,即
回转式压缩机和往复式压缩机。
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单作路
式
源式
流式,
图1压缩机分类
1.1.1回转式压缩机
缸中压缩缸内气体。压缩活塞形式可以是单作用
回转式压缩机中包括容积式(正排量)压缩也可以是双作用,并可设计成几乎在所有压力或
机和动力式压缩机两类。容积式压缩机是利用叶流量下使用。因此,往复式压缩机是气体工业中
片、凸轮或螺杆的旋转将气体的容积减少,增加使用最为普遍的机型。
气体的压力的工作原理运行的。动力式压缩机则1.2用于天然气的压缩机及使用范围
利用与此完全不同的工作原理,即利用旋转的叶
作为天然气或油田伴生气用的压缩机常用型
片组给气体传递能量,然后将它排进扩压器中
式包括活塞式、离心式和螺杆式三种,它们的使
在扩压器中气体的速度降低,气体的动能转变成
用范围见图2。
静压能。
1.1.2往复式压缩机
作者简介:靳朝霞(1977ー),女,河北行唐人,工学学士
往复式压缩机由气缸和活塞组成,活塞在气工程师,在海洋石油工程股份有限公司设计公司工作。
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石油和化工设备
24-论文广场
2012年第15卷
与往复式压缩机相比,螺杄式压缩机具有如
活寡式
下优势:
离京
运动部件少,取消了气阀、填料和活塞环这
类易损件,节省了更换这些零部件的停工时间
不存在往复惯性力,因此允许压缩机在较高的转
速下运行,压缩机结构紧凑;由于冷却润滑剂是
连续流动的,允许的单级压缩比要高得多;减少
或消除了流体(气体)的脉动,振动较小;可实
现高转速和高压缩比,有助于最大限度地获得可
用的生产功率
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1.3.3离心式压缩机
图2天然气压缩机使用范围
离心式压缩机具有输气量大、运行平稳、
机组的外形尺寸小、重量轻、占地面积小、设备
1.2.1活塞式压缩机用于进气流量约为300m/易损件少、使用期限长、维护保养工作量少、压
min(18000m3h)以下,特别适用于小流量、高缩的气体不会被润滑油污染等优点,所以对于那
排出压力的场合。通常每一级的压缩比为3:1至些要求气体流量大,气量波动幅度小,排气压力
4:1,更高的压比会引起它的容积效率和机械效为中、低压的使用场合,很适宜选用离心式压缩
率下降,还会造成压缩机的应力过大。另外,
排气温度也限制了压缩比的提高,由于机械方
面的原因,通常限制排气温度在176℃以下
但是当流量较小时,由于离心式压缩机的叶
轮变窄,加工制造比较困难,运行时会变得不稳
需特别指出的是,由于被压缩气体性质的影定,特别表现在多级压缩的情況下,因为后几级
响,还有可能进一步限制排气温度,如天然气压叶轮的流量更小,因此离心式压缩机的最小流量
缩机的排气温度就有较严格的要求。所选择的活受到限制。遇到有小流量要求的场合,人们总是
塞式压缩机的每一级的压缩比一般不大于4:1。
习惯采用活塞式或螺杄式压缩机。
122离心式压縮机用于进气流量约为14.1656002压缩机驱动设备的选择
min(850~399600m/h),离心式压缩机的壳体
分为水平剖分和垂直剖分两种形式。对于小流
驱动设备的转速首先要与被动的压缩机的转
量的压缩机来说,水平剖分型可应用于压力在速相匹配,尽量减少因增速或减速齿轮箱的机械
5.52~6.89MPa范围,而垂直剖分型的压缩机压
损失,这样也能使机组结构简化
力应用范围比水平剖分型的要高,如油田注气
驱动机应优先考虑利用天然气(或油田伴生
压缩机,其压力可以达到72.39MPa。
气)作为它自身的燃料,天然气发动机或燃气轮
1.2.3螺杆式压缩机,分为干式螺杆压缩机和時机,从能源利用上看是较为理想的,它可以省去
油润滑式螺杄压缩机两种。喷油螺杄压缩机的
发电、电能传输和变配电的过程和设备,还可缓
最高排出压力可达到5MPa
解油气田供电紧张的局面,尤其是大气量,高排
气压力的压缩机,功率在2500kW左右的大、中型
1.3三种类型压缩机的优缺点
压缩机更是如此。
1.3.1活塞式压缩机
对于辅助系统的设备和中、小型压缩机,宜
与回转式压缩机(螺杆式、离心式)相比,采用电动机驱动。
往复式压缩机的结构更为复杂,维修成本高。但
驱动设备的额定功率应当比压缩机的轴功率
是往复式压缩机的效率高,处理高压的能力强,大,通常应留有10-25%的裕度,以防压缩机的超
正是由于它的两大优点,因此具有广泛的应用载或利用空气试车之用。
性,尤其是在高压和超高压时,它的优点表现得
如选用燃气轮机或天然气发动机作为驱动机
更为突出。
时,还应注意现场环境条件的不同和变化,功率
1.3,2螺杄式压缩机
需要进行修正。