楊春社 王 勇 沈雁飛

（1.新疆吐哈油田丘東采油廠 新疆鄯善 2.吐哈油田吐魯番采油廠 新疆鄯善）

美國GE公司生產(chǎn)的ES604型往復(fù)式壓縮機，三級壓縮，氣缸采用水冷，工藝氣為壓縮后冷卻方式，采用空冷器冷卻。（圖1）。壓縮機用于氣舉增壓采油，將從井口來的天然氣經(jīng)過初步分離，經(jīng)壓縮機增壓，注入到采油井中采油。

圖1 壓縮機工藝流程圖

油田有7臺ES604型往復(fù)式壓縮機于2013年投產(chǎn)運行。運行初期，由于氣舉采油措施沒完全到位,對氣量需求較少，加上備用機組較多，壓縮機的回流閥開度很大，單臺機組的處理量一直很小，機組基本處于低負荷，低效率運轉(zhuǎn)狀態(tài)。隨著油田天然氣注氣吞吐和氣舉等各種增產(chǎn)工藝的實施，壓縮天然氣的需求量不斷增大，壓力不斷提高，這就對站上的幾套機組的供氣能力，提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。需要關(guān)小壓縮機回流調(diào)節(jié)閥，增大壓縮機的排氣量來滿足現(xiàn)場的供氣需求。

一、問題

壓縮機開啟后準(zhǔn)備帶載運行時，隨著回流閥的關(guān)小，壓縮機的各級排氣壓力迅速升高，各級排氣溫度也快速升高。當(dāng)回流閥關(guān)小到一定程度時，一級后冷卻溫度，一二級排氣溫度持續(xù)上升，接近報警停車值。特別是當(dāng)環(huán)境溫度較高時，這一現(xiàn)狀尤為明顯。

圖2 空冷器改造方案

表1 壓縮機組運行參數(shù)

表1為某臺壓縮機實際運行參數(shù)，可以看出，壓縮機的進排氣溫度都偏高,尤其一二級排氣溫度和一級冷卻后溫度,都接近或超過了報警值。為了防止壓縮機因為排氣溫度高停機,機組運行中只好采取開大回流閥的方式來控制壓縮機進排氣溫度。在31℃的環(huán)境溫度中，當(dāng)回流閥開度＞25%時，壓縮機一二級排氣溫度才不至于報警停機，才能勉強維持正常運行。但在41℃的環(huán)境溫度中，要維持機組正常運行，回流閥開度就需要＞35%。但回流閥開度越大，排氣量會越低，為了不造成壓縮機因為排氣溫度過高報警停機，實際運行中操作人員只能通過控制回流閥開度大小,即犧牲壓縮機排量的方法來控制壓縮機溫度。這樣就造成壓縮機排氣量嚴(yán)重不足，排氣壓力始終上不去，嚴(yán)重影響了油田的正常生產(chǎn)。

站上的維護人員做了很多努力，曾試圖通過調(diào)整風(fēng)扇葉片角度，調(diào)整缸頭余隙，清洗散熱片，疏通散熱管線，場地管線灑水冷卻等等辦法和措施，但問題依舊不能解決。

二、技術(shù)改造

圖3 空冷器改造過程

（1）技術(shù)分析。技術(shù)人員用測溫槍逐點對空冷器的管束進行測試，發(fā)現(xiàn)空冷器內(nèi)氣流的走向（圖2），從而確認空冷器管束的排列布置方式。針對此空冷器排列布置，仔細查閱了壓縮機組工藝氣空冷器的使用及結(jié)構(gòu)情況，根據(jù)經(jīng)驗推測其冷熱風(fēng)的走向在排列結(jié)構(gòu)上存在改進提高散熱效率的可能性，于是提出了改進建議。

（2）技術(shù)設(shè)想。通過更改空冷器內(nèi)橫隔板的位置和方向，將原來的左右排散熱結(jié)構(gòu)改為上下排散熱結(jié)構(gòu)，熱排在上冷排在下，充分利用風(fēng)機自下而上的冷空氣給空冷器風(fēng)冷散熱，見圖2。

（3）技術(shù)改造。為了驗證方案的有效性和可行性，決定先對一級空冷器進行改造，為了節(jié)省彎頭，管材，簡化施工難度，將進口管道從箱體內(nèi)部直接延伸到上部熱風(fēng)腔體內(nèi)，同時采用雙層隔板加保溫棉，使高溫天然氣經(jīng)過右側(cè)封頭腔體直接通向上層管束，形成“7”字形隔板改進方案（圖3）。使得該方案進一步簡化了施工難度，還防止了熱量通過隔板熱傳遞加熱旁邊腔體內(nèi)冷卻后的天然氣。

表2 機組改造前后數(shù)據(jù)對比

三、改造效果

改造前后壓縮機各項運行參數(shù)做了對比見表2。改造后，在壓縮天然氣相同排量下一級后冷卻溫度已經(jīng)由原來的69℃下降到了52℃，遠低于報警溫度。二級排氣溫度也大幅下降，各級進排氣溫度都得到了有效控制。

四、結(jié)語

空冷器對壓縮機的工藝氣和冷卻液起著散熱和降溫作用，是壓縮機的重要配套設(shè)備，在實際運行中，由于冷卻能力較差，造成工藝氣排氣溫度降不下來，各級排氣溫度偏高，只能通過犧牲排氣量的手段維持機組運轉(zhuǎn)，這一現(xiàn)象嚴(yán)重影響了壓縮機的工作效率，通過對壓縮機運行工況的了解和深入調(diào)查，以及對空冷器結(jié)構(gòu)排列方式的分析研究，深挖降溫增效措施，制定出了一套行之有效的改造方案和措施，并加以實施，取得了顯著的效果。