汪關(guān)鋒，石偉，孫燕(長慶油田分公司第一采氣廠，陜西 榆林 718500)

1 固定板式換熱器簡介及安裝情況

1.1 固定板式換熱器簡介

固定板式換熱器是一種實現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，是在石油、化工、冶金、電力、輕工、食品加工等行業(yè)普遍應(yīng)用的一種工藝設(shè)備，尤其是在煉化行業(yè)企業(yè)，換熱設(shè)備占設(shè)備總數(shù)達(dá)到40%左右，資金投入占比30%～35%。隨技能技術(shù)不斷發(fā)展，換熱器在不同的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。固定板式換熱器主要由筒體管束、前后管箱及鞍座組成，換熱器結(jié)構(gòu)原理是管程和殼程中流過不同溫度的介質(zhì)通過熱交換完成換熱。相對與其他換熱器，固定板式換熱器具有旁路滲流小、鍛件造價低、無內(nèi)漏、換熱面積大等優(yōu)點[1]。

1.2 安裝情況

根據(jù)項目建設(shè)計劃，2020年9—10月份，X9增壓站將整體式式DPC2803壓縮機組更換為RTY1250分體式壓縮機組。DPC2803分體式壓縮機組DPC2803壓縮機組相比，轉(zhuǎn)速更高，自帶二級增壓，機組處理氣量大，機組負(fù)荷大(DPC2803壓縮機負(fù)荷40%～50%，RTY1250壓縮機負(fù)荷60%～90%)，壓縮機出口溫度更高，進脫水橇吸收塔溫度也相應(yīng)升高。為降低進塔溫度，提高脫水撬天然氣脫水效果，增設(shè)了與RTY1250分體式壓縮機組處理氣量相配套的固定板式換熱器(BEM 700-6.8-158-4.5/19-I)。與X9增壓站相同，X4增壓站2020年7—9月份增加一臺RTY1250分體式壓縮機組及相配套的固定板式換熱器[2]。

2 固定板式換熱器使用分析

2.1 A作業(yè)區(qū)7座增壓站天然氣進塔溫度

A作業(yè)區(qū)共有7座增壓站，10臺壓縮機組，分別為X3增壓站DPC2804一臺，X4增壓站ZTY630一臺、RTY1250一臺，X6站增壓站ZTY630一臺，X9增壓站RTY1250一臺，X莊增壓站DPC2803一臺，X19增壓站RTY1250兩臺，X30增壓站ZTY630一臺，RTY1250一臺。

2.2 5座未安裝固定板式換熱器天然氣進塔溫度

2.2.1 X3站

X3站增壓站壓縮機組為DPC2804，機組運行為二級增壓，脫水橇型號為處理氣量50萬m3/天 馬龍尼。X3站壓縮機組距脫水橇距離52 m。

測溫槍測量了X3集氣站2021年6月、7月、8月份天然氣進壓縮機的溫度t1、出壓縮機溫度t2、進脫水撬吸收塔天然氣溫度t3，具體如表1所示， 處理氣量均為12.0萬m3/天。

表1 X3集氣站進壓縮機、出壓縮機、進塔天然氣溫度統(tǒng)計表

2.2.2 X6站

X6增壓站壓縮機組為ZTY630，天然氣一級增壓，脫水橇型號為處理氣量30萬/天 馬龍尼。X6站壓縮機組距脫水橇距離73 m。

X6集氣站2021年6月、7月、8月份天然氣進壓縮機的溫度t1、出壓縮機溫度t2、進脫水撬吸收塔天然氣溫度t3測量統(tǒng)計如表2所示，處理氣量21.0萬m3/天。

表2 X6集氣站進壓縮機、出壓縮機、進塔天然氣溫度統(tǒng)計表

2.2.3 X莊增壓站

X莊增壓站壓縮機組為DPC2803，天然氣一級增壓，脫水橇型號為處理氣量50萬m3/天 普帕克。X莊壓縮機組距脫水橇距離60 m。

X莊站2021年6月、7月、8月份天然氣進壓縮機的溫度t1、出壓縮機溫度t2、進脫水撬吸收塔天然氣溫度t3，具體如表3所示，處理氣量23.0萬m3/天。

表3 X增壓站進壓縮機、出壓縮機、進塔天然氣溫度統(tǒng)計表

2.2.4 X19站

X19增壓站壓縮機組為兩臺RTY1250，壓縮機組自帶氣二級增壓，脫水橇型號為處理氣量80萬m3/天普帕克。X19壓縮機組距脫水橇距離190 m。

X19站2021年6月、7月、8月份天然氣進壓縮機溫度t1、出壓縮機溫度t2、進脫水撬吸收塔天然氣溫度t3，具體如表4所示，處理氣量均為58.0萬m3/天。

表4 X19集氣站進壓縮機、出壓縮機、進塔天然氣溫度統(tǒng)計表

2.2.5 X30站

X30增壓站壓縮機組為兩臺，一臺RTY1250，一臺ZTY630壓縮機，RTY1250機組自帶氣二級增壓，ZTY630壓縮機目前一級增壓運行。X30脫水橇型號為處理氣量80萬m3/天 普帕克。王家莊壓縮機組距脫水橇距離170 m。

X30站2021年6月、7月、8月份天然氣進壓縮機溫度t1、出壓縮機溫度t2、進脫水撬吸收塔天然氣溫度t3，具體如表5所示， 處理氣量均為61萬m3/天。

表5 X30集氣站進壓縮機、出壓縮機、進塔天然氣溫度統(tǒng)計表

從未安裝固定板式換熱器的增壓站測量統(tǒng)計及對比分析，可以得出以下幾點結(jié)論：

(1) 6月份開始，各未安裝固定板式換熱器的增壓站，天然氣增壓后進入吸收塔的溫度都超過了30 ℃，不符合脫水撬進塔溫度15～30 ℃的工藝要求。

(2)不同廠家機組在增壓級別相同的情況下增壓后進塔溫度差別較大。如X6增壓站RTY630壓縮機組與X莊增壓站的DPC2830壓縮機組在都是一級增壓運行狀態(tài)，在進氣溫度21 ℃左右情況下，增壓后天然氣進塔溫度X莊增壓站普遍高于X6站5～8 ℃。

(3)同一壓縮廠家，成壓廠的二級增壓RTY1250機組增壓后天然氣進塔溫度普遍高于一級增壓模式ZTY630機組。

(4) X3增壓站DPC2804機組二級增壓后天然氣進塔溫度遠(yuǎn)低于二級增壓RTY1250機組增壓后的天然氣進塔溫度。

(5)增壓壓站壓縮機組距脫水撬的距離較長，天然氣進塔溫度降低1～2 ℃。

3 X4、X9增壓站安裝固定板式換熱器天然氣進塔溫度分析

3.1 X4站增壓站固定板式換熱器使用效果及進塔溫度

固定板式換熱器工藝流程安裝在脫水橇與壓縮機組之間，X4增壓站2020年增設(shè)了一臺RTY1250機組，目前南4共有2臺機組，一臺RTY1250，一臺ZTY630壓縮機，脫水橇型號為處理氣量80萬m3/天 普帕克。

X4固定板式換熱器2021年4月份投入使用，投入使用后對換熱器的進、出口天然氣溫度及進塔溫度(t1、t2、t3、t4、t5)進行檢測，4—8月檢測情況如表6所示，處理氣量為56萬m3/天。

表6 X4集氣站進壓縮機、出壓縮機、進塔天然氣溫度統(tǒng)計表

從X4增壓站固定板式換熱器使用后各溫度檢測情況統(tǒng)計表分析，可以得出以下兩點結(jié)論：(1) 4月份開始，換熱器投運后，夏季增壓生產(chǎn)后天然氣進塔溫度都在30 ℃以下，天然氣外輸露點檢測合格；(2)換熱器使用效果好，換熱效果良好，增壓后天然氣溫度下降10～16 ℃，平均11.6 ℃；增壓前天然氣升溫8～14 ℃，平均11.8 ℃，升溫、降溫基本相當(dāng)。

3.2 X9站增壓站固定板式換熱器使用效果及進塔溫度

X9增壓站2020將原來的DPC2803壓縮機更換為目前RTY1250機組，脫水橇型號為處理氣量40萬/天普帕克。

X9固定板式換熱器2021年4月份投入使用，投入使用后對換熱器的進、出口天然氣溫度及進塔溫度進行檢測，4—8月檢測情況如表7所示。

表7 X9集氣站進壓縮機、出壓縮機、進塔天然氣溫度統(tǒng)計表

X9集氣站固定板式換熱器4月份使用后，從溫度測量統(tǒng)計及對比分析，可以看出：(1) 4月份開始，換熱器投運后，增壓后天然氣氣進塔溫度降低，4—5月份進塔溫度都在30 ℃以下；6—8月份進塔天然氣溫度超過外30 ℃，但外輸天然氣水露點監(jiān)測基本達(dá)標(biāo)。(2)換熱器使用效果好，換熱效果良好，增壓后天然氣溫度下降14～27℃，平均21.9 ℃；增壓前天然氣升溫9～20 ℃，平均17.2 ℃，壓縮機一級進氣溫度較高，對壓縮機組的運行會造成一定影響。

通過X4集氣站與X9換熱器運行情況對比，X9站一臺RTY1250機組自帶二級增壓，X4站一臺RTY1250和一臺機ZTY630機組，根據(jù)前面未安裝固定板式換熱器壓縮機組溫度分析，二級增壓RTY1250機組增壓后天然氣進塔溫度普遍高于一級增壓模式ZTY630機組，兩臺壓縮機組出氣混合后的溫度相比于X9站低，因此，X9站6—8月份進塔溫度基本都超過30 ℃，影響脫水橇的脫水效果，且X9站壓縮機一級進氣溫度較高，對壓縮機組的運行會造成一定影響，X4集氣站換熱器和壓縮機組運行優(yōu)于X9集氣站。

4 結(jié)論與建議

(1) X4、X9集氣站安裝固定板式換熱器后，能有效降低脫水橇進塔溫度，但X9進行6—8月進塔溫度超過30 ℃。不滿足脫水橇進塔溫度工藝要求。

(2) X4與X9相比較，X4集氣站換熱器和壓縮機組運行優(yōu)于X9集氣站；

(3)未安裝固定板式換熱器的X3、X6、X19、X30、X莊增壓站進入6月份后進塔溫度超過30 ℃，X19、X30增壓站2021年計劃安裝，王家莊增壓站相比與X3、X6集氣站，進塔溫度超過38 ℃，嚴(yán)重影響脫水撬脫水效果，X家莊增壓站外輸水露點長期監(jiān)測不合格與進塔溫度過高有很大關(guān)系，建議安裝固定板式換熱器。