張忠杰（大慶油田技術(shù)監(jiān)督中心）

油田氣淺冷裝置能耗影響因素分析

張忠杰（大慶油田技術(shù)監(jiān)督中心）

油田氣淺冷裝置耗電量約占分公司總耗電量的44%，直接影響分公司整體電力消耗。其主要耗電設(shè)備是原料氣壓縮機(jī)和制冷壓縮機(jī)，約占淺冷裝置總耗電的86%。因此，壓縮機(jī)的能耗量決定了淺冷裝置的能耗量。通過分析原料氣組分、壓比、制冷溫度等因素對原料氣壓縮機(jī)及制冷壓縮機(jī)的影響，查出影響淺冷裝置能耗的因素，為達(dá)到提高淺冷裝置操作效率等方面提供了理論依據(jù)及數(shù)據(jù)支持。

淺冷裝置；影響因素；節(jié)能降耗

天然氣分公司淺冷裝置年耗電量為21 366× 104kWh，占分公司總耗電的43.8%，直接影響著分公司整體電力消耗。淺冷裝置原料氣壓縮機(jī)和制冷壓縮機(jī)分別耗電16 047×104kWh和2232×104kWh，占淺冷裝置總耗電的85.6%，壓縮機(jī)的耗電量決定了淺冷裝置的耗電量。電量影響很大。通過改變原料組分使得氣體的比熱不同，以考察在液化成為輕烴過程中組分輕重對裝置能耗的影響。選取原料氣中C2以上所有組分含量之和（C2+）來表征原料氣組分（表1）。總耗電量隨C2+的變化關(guān)系如圖1。

1　能耗影響因素分析

圖1　總耗電量隨C2+的變化曲線

以離心式壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的淺冷裝置為例，分析影響裝置能耗的因素。在能耗模擬計(jì)算中，壓縮機(jī)和制冷機(jī)的平均效率分別取為76.2%和69.9%。

1.1原料氣組分對能耗的影響

在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)原料組分對輕烴收率和制冷機(jī)耗

表1　原料氣中C2+含量對壓縮機(jī)、制冷機(jī)單耗和裝置總能耗的影響

由圖1可以看出，總耗電量隨著C2+的增大而增大，且總能耗與C2+之間均基本呈線性關(guān)系，其數(shù)學(xué)模型為

（擬合精度：0.955）

式中：Y——總耗電量，104kWh；

X——C2+，%。

1.2壓比對能耗的影響

壓縮機(jī)進(jìn)、出口壓力對壓縮機(jī)耗電量影響很大。通過改變壓縮機(jī)的壓比，以觀察壓縮機(jī)C1和C2的壓比對裝置能耗的影響（表2）。壓比的提高而增大，且壓縮機(jī)噸產(chǎn)品耗電量與壓比之間均基本呈線性關(guān)系，其數(shù)學(xué)模型分別為：

（擬合精度：0.997）

式中：Y1——壓縮機(jī)噸產(chǎn)品耗電量，kWh；

X1——C1壓比。

（擬合精度：0.996）

表2　壓比對壓縮機(jī)、制冷機(jī)單耗和裝置總能耗的影響

壓縮機(jī)噸產(chǎn)品耗電量隨C1、C2壓比的變化見圖2。

圖2　隨C1、C2壓比的變化關(guān)系曲線

式中：Y2——壓縮機(jī)耗電量，kWh；

X2——C2壓比。

2.3制冷溫度對能耗的影響

制冷機(jī)耗電量的高低與制冷溫度有關(guān)：制冷溫度越低，需要制冷機(jī)提供更多的冷量，制冷機(jī)做功越多，耗電量就越多；反之，制冷溫度高，耗電量就越少。通過改變制冷機(jī)的制冷溫度，以觀察制冷溫度對裝置能耗的影響（表3）。

由圖2可以看出，壓縮機(jī)噸產(chǎn)品耗電量隨C1和C2

表3　制冷溫度對壓縮機(jī)、制冷機(jī)單耗和裝置總能耗的影響

制冷機(jī)噸產(chǎn)品耗電量隨制冷溫度的變化見圖3。

圖3　制冷機(jī)噸產(chǎn)品耗電量隨制冷溫度的變化關(guān)系曲線

由圖3可以看出，制冷機(jī)噸產(chǎn)品耗電量隨制冷溫度的降低而增大，且制冷機(jī)噸產(chǎn)品耗電量與制冷溫度之間呈線性關(guān)系，其數(shù)學(xué)模型為

（擬合精度：0.999）

式中：Y3——制冷機(jī)噸產(chǎn)品耗電量，kWh；

X3——制冷溫度，℃。

3　結(jié)束語

1）淺冷裝置耗電量占分公司總耗電量的43.8%，而原料氣壓縮機(jī)和制冷機(jī)占淺冷裝置總耗電的85.6%，壓縮機(jī)的耗電量直接影響著分公司整體的耗電量。

2）裝置能耗與原料氣組分呈線性關(guān)系，即：組分越重（C2+含量越高），裝置能耗越大。

3）壓縮機(jī)及裝置每生產(chǎn)1 t產(chǎn)品耗電量與壓比呈線性關(guān)系，即：壓比越大，裝置每生產(chǎn)1 t產(chǎn)品，壓縮機(jī)及裝置總耗電越大。

4）制冷壓縮機(jī)與裝置每生產(chǎn)1 t產(chǎn)品耗電量與制冷溫度呈線性關(guān)系，即：制冷溫度越低，裝置每生產(chǎn)1 t產(chǎn)品，制冷壓縮機(jī)和裝置總耗電越大。

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.07.001

2016-04-10

（編輯莊景春）

張忠杰，工程師，2011年畢業(yè)于東北石油學(xué)院（石油儲運(yùn)專業(yè)），從事質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化管理工作，E-mail：dqzhangzhongjie@126.com，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)西賓路552號技術(shù)監(jiān)督中心，163453。