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)模等來選擇壓縮機組，掌握科學(xué)的選配原則與方法，同時，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，分析了壓縮機組的選型與應(yīng)用。

煤層氣處理廠；壓縮機組；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），遠期預(yù)留10×108 m3/a處理裝置場地，負(fù)責(zé)接收上游集氣站來氣。

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

壓縮機組的選型要達到合格的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具體為：出口溫度在50度以下，且年運轉(zhuǎn)時間要在8000小時以上。

2　壓縮機組的科學(xué)選配

2.1選配原則

實際的煤層氣處理工作中，必須注重壓縮機組的選型，本著優(yōu)化配置、科學(xué)選擇的原則，來優(yōu)選壓縮機組。

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

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

第三，所安裝的壓縮機組，要確?？梢詽M足煤層氣處理廠各個時期建設(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，依然能夠正常發(fā)揮功能和作用。

第五，本著安全、可靠、適用的思路來選好儀表，并依靠控制系統(tǒng)，深入開發(fā)其自動化、集中控制的功效，達到對各項生產(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組，具體為：往復(fù)式與離心式。通常往復(fù)式壓縮機應(yīng)用范圍相對有限，常用在小流量、工況變化的處理站，運行功率相對小，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，這是因為煤層氣最初建設(shè)階段，氣量生產(chǎn)較小，且不會出現(xiàn)較大的變化和波動，而且工程建設(shè)是分步驟、分階段展開。

離心式壓縮機則正好相反，一般用在運行工況較為穩(wěn)定且流量大的煤層氣處理廠，其壓比通常小于3，但是，運轉(zhuǎn)功率卻相對較高，達到3萬千瓦，一般用在長輸管道的壓氣站。

往復(fù)式壓縮機主要靠兩大方式來驅(qū)動，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)動相比，燃?xì)獾墓ぷ餍矢?，通常能夠達到97%，運轉(zhuǎn)較慢，能夠快速啟動，且處于安全、穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，然而，缺點體現(xiàn)在：需要較高的運維成本，有較大噪音。電力驅(qū)動則相反，具有一定的穩(wěn)定性，客觀溫度、環(huán)境等的變化都不會影響其運行，一次投資較少，但運行成本相對較高。電動機壓縮機占地空間小、便于靈活操作，運行噪音低，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。如果在客觀電價相對穩(wěn)定、煤層氣價格上漲的條件下，可以考慮選擇電力驅(qū)動壓縮機。

3　壓縮機組的具體應(yīng)用

3.1煤層氣處理廠概況

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

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

根據(jù)處理廠設(shè)計規(guī)模及投產(chǎn)初期處理氣量，設(shè)想以下三種電機驅(qū)動壓縮機配置方案。

方案一：選用5臺壓縮機組，其中單機排量為50×104m3/d的壓縮機組3臺，150×104m3/d的壓縮機組2臺。投產(chǎn)初期可運行50×104m3/d的壓縮機，達到設(shè)計規(guī)模后，同時開2臺150×104m3/d的壓縮機。

方案二：選用5臺壓縮機組，其中單機排量為50×104m3/d的壓縮機組2臺，100×104m3/d的壓縮機組3臺。投產(chǎn)初期可運行50×104m3/d的壓縮機，達到設(shè)計規(guī)模后，同時開3臺100×104m3/d的壓縮機。

方案三：選用7臺壓縮機組，單機排量為50×104m3/d，其中6臺運行1臺備用。

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，通常通過余隙調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)速調(diào)整等方式來調(diào)節(jié)氣量，從而達到對工況的適應(yīng)。

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

第二，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。要想有效維護壓縮機的安全，提高其運轉(zhuǎn)效率，就要確保其在恒定速度下運轉(zhuǎn)，通?？梢圆捎棉D(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方法來確保壓縮機在良好狀態(tài)下運行。

4　結(jié)語

煤層氣的開發(fā)有著自身的特點，要從其建設(shè)分期、規(guī)模等方面來權(quán)衡壓縮機組的選型，同時，也要從所在地的海拔、進排氣損失等方面出發(fā)，來選擇機組的運行功率，要及時調(diào)整并修正功率，確保排氣量達到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，要把握好壓縮機組的數(shù)量，以此來控制維修工作量。

［1］李新軍.關(guān)于晉煤集團煤層氣壓縮機組改造的分析說明［期刊論文］～中國化工貿(mào)易2012（1）.

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