浅析天然气外输压缩机选型优化设计

要:随着社会的进步,时代的发展,天然气工业得到了较好地发展。一般情况下,对于正在开采中的气田,其气产量会随着开发的深度和广度呈现逐年递减的趋势。因此,天然气压缩机选型至关重要,这直接关系到海上气田的气产量。我们要考虑流量、二氧化碳等影响因素,综合分析不同选择方案,优选最佳天然气压缩机类型,才能进一步确保海上气田的气产量。本文主要通过分析天然气压缩机概述、选型要求、设计思路等内容,针对性优化设计方案,以期为石油开采行业工作者提供有效参考价值。

关键词:天然气管道;压缩机;驱动;选型优化

在当今经济快速发展的时代下,持续增长的能源需求拉动了海上天然气田的建设,各种类型的天然气压缩机应用广泛。主要功能是用于气体生产过程中的压缩和增压,保持天然气管道平稳安全运行,促使天然气运输符合流程应用要求。天然气压缩机型号的优化选择既可有效确保气体生产过程的稳定性和合理性,又能促进生产水平发展,降低能源损耗,提升企业实际经济效益。由此可见,如何优化天然气外输压缩机选型设计工作不容忽视,我们可以根据天然气管道实际运营情况,科学合理地选择压缩机驱动方式,确保天然气全生命周期外输压缩机能稳定可持续运行。

1.天然气外输压缩机概述

(1)压缩机驱动设备分类

海上平台上常用的外输压缩机的驱动方式有:旋转驱动、往复驱动、离心驱动和螺旋驱动四种。其中,“回转式压缩机驱动”又可细分为容积式压缩机驱动和动力式压缩机驱动。容积式压缩机驱动主要靠叶片或螺杆旋转来降低或增大气体压力。动力式压缩机驱动是通过旋转叶片组向气体传输能量,并把气体压到扩压器上,使之控制扩压器的速度,由气体动能变为静压能量;“往复式压缩机驱动”即是利用汽缸内的活塞对气体进行压缩,在气缸内部实施往复操作,不断对天然气进行吸入与排除操作,从而能不断向设备施加压力,适用于不同气压和不同流量。在使用往复式压缩机进行驱动增压时,能有效保障小流量高压力工况的安全运行,并减小电力等各种能源的损耗,轻松实现节能降耗生产目标。因此,它是海洋天然气工业中常用的压缩机驱动机型;在离心运行装置中对天然气进行压缩,就是“离心压缩机驱动”,气体流量偏小时无法实现较好的运行效果,但是适用于大气体流量工况。

在海上气田生产操作中,离心压缩机更适用在长距离的输气系统中,可获得较好的操作效果。在大排量场合可使用垂直式离心设备,反之可使用水平剖分式离心设备。“螺旋式压缩机驱动”是回转式压缩机,主要依靠螺杆施加压力在天然气体上,常作为低压气压缩机,将天然气有效预增压。总之,面对天然气外输压缩机驱动设备的优化选择,要根据不同地区的气田技术与操作标准,才能高效率、高质量地进行天然气生产。例如,当我们使用电动驱动方法时,可以优先考虑节能型压缩机,并结合变频调速工艺,尝试通过改变电源频率实现节能目的,从而确保企业资源得到合理规划。

(2)压缩机驱动操作介绍

外输压缩机驱动工作原理不复杂,主要依靠电动机带动曲轴转动,推动活塞重复运动,即曲轴一次转动,活塞一次相应转动,两者同时运转。此外,气缸吸气、压缩和排气都是压缩机驱动装置的工作过程。在具体操作中,首先,我们要严格规范操作行为,避免操作不当而引发的安全事故或者机械损坏等情况发生;其次,我们要加大设备管控力度,确保各设备、各部件正常运行。如有不当之处,应及时判断并处理,进一步保障天然气外输压缩机平稳运行。具体操作流程如下:

第一,在外输压缩机工作之前,及时检查气源压力及电力绝缘、阀门等部件是否处于正常工作状态,做好相关必要的零件润滑处理,从而延长压缩机使用寿命,达到降低运行成本的目的。

第二,执行压缩机的所有准备工作后,按下压缩机“启动”键。对于运行中的天然气外输压缩机设备,应注意观察压缩机组运行工况,严格控制气体压力和各个阀门系统力度,并记录压缩机各个设备的运行参数数据,为日后压缩机维修复检提供详细数据支撑。

第三,当需要外输压缩机停止工作时,需控制进气阀开动,根据设备实际情况按下“停止”工作按钮后,压缩机设备各系统、阀门和操作部件的检验、冷却、润滑和维修处理都需要再次检查。最后,做好设备的扫尾整理工作,为下一次外输压缩机驱动方式启动运行打下坚实基础。

2.天然气外输压缩机选型要求

就目前情况而言,离心式压缩机的优势是:排量大、操作外形小,有效减小了设备占地空间,使其能够适应更多的海上操作平台;但其不足之处表现在设备购买、维修等方面较为昂贵,需要大规模投资。并且,离心式压缩机调节压力与流量范围有一定的限制,不具备较高的性价比,会造成不必要的企业资金浪费;往复式压缩机最显著的优势是:流量与压力可调节范围大,可适应不同的海上操作平台工作需求;但其不足之处是设备整体结构较为复杂,零部件较多,后续不易维修和保养。另外,往复式压缩机相比离心式压缩机而言,尺寸和重量都偏大,一方面是运输不太方便,另一方面是占地空间较大。因此,海上天然气田的建设需要根据实际情况和主要控制点需求针对性且合理地选择最优机型,才能达到高质量地发展,从而确保企业长远的经济效益。

(1)天然气量要求

在选择具体的压气机驱动方式时,具体问题具体分析综合考虑气量。举例来说,当天然气的标况产量为120000m3/h、出口压力为7.9MPa时,外输压力为中等,但外输流量较大。往复式压缩机一般情况为活塞式压缩驱动方式,会改变腔体容积,适用于压力较高但流量较小的情况。离心式压缩机驱动相比往复式压缩机驱动更为适合。因此,就目前情况来看,天然气在处于120000m3/h的标准产气量、7.9MPa的出口压力时,将会产生较大的流量和适中的压力,此时选择离心压缩机驱动最为合理。这是因为往复式压缩机多是采用活塞式设备,需要通过不停运作的活塞,才能有效改变墙体内部容积,所以适用于流量较小、压力较高的天然气田。

(2)海洋平台空间要求

按照海洋平台的实际应用来看,操作空间有限,但却需要支持各种生产活动,我们需要考虑选择的压缩机驱动方式是否符合海洋平台空间要求。离心式压缩机驱动结构简单、小巧精致,占地面积不大,且在大流量外输工况下配置台数少,能大幅减少天然气外输压缩机占用海洋平台空间以及实际运营成本。

(3)海洋平台适用要求

在海洋平台中,压缩机驱动方式需要选择日常维护保养频率较低、不易磨损且运行时间较长的驱动方式。因此,离心式压缩机驱动因结构相对简单,运行平稳,能有效减少磨损程度,保障压缩机长时间运行,符合海洋平台适用要求。

(4)供电形势分析

天然气外输压缩机驱动方式的选择,应考虑电源形式、气量大小及高抽气压力装置的适用性。压缩机的驱动装置在额定功率设计时,要求比压缩机轴功率大,留出足够的空间,避免超载。此外,外输压缩机在驱动方式的选择上还要跟上具体运行环境的特点,及时调整运行功率。

(5)驱动设备分析

只有当驱动设备符合压缩机的转速需求时,才能最大限度降低机械磨损程度,进而延长压缩机的使用寿命。因此,在燃料选择时,我们应基于能源角度优先选择天然气燃料,简化发电过程中的操作流程和减少不必要的设备投入,进一步缓解海上平台供电紧张的困境。尤其是气量较大时,使用高排压力设备更为合适。总之,选择具体驱动设备时,一定要注重其设计额定功率的数值,并将其与压缩设备的轴功率相对比。具体来说,即设计额定功率要大于轴功率,且要预留出一定的调节范围,才能有效规避超载等问题。另外,在选择驱动类型时,要根据不同的操作环境,针对性调整运行功率,才能优选出最佳的驱动设备方案。因此,根据以上情况所述,目前在海上平台气田开采中,选用离心压缩机驱动是最佳的选择,既能满足天然气量、海、台空间要求及适用要求,又能最大限度降低企业成本支出,提高利润空间,促进我国石油开采行业繁荣发展。

3.压缩机整体设计思路

(1)选型基础

通常情况下,配置天然气压缩机是为了满足开发过程中的不同情况,才能确保海上气田的气产量。因此,我们一定要考虑工艺设计系数,才能满足区域全部投产后的外输压力需求。具体详见表1。

表1  工艺设计参数
图片

(2)设计思路

首先,我们要收集压缩机在不同工况下的参数信息,以此确定压缩机形式等内容;其次,要根据压缩机不同工况排除初步设计方案,提高后续工作的效率与质量;最后,深入分析不同的影响因素,才能确定最适合该地区的压缩机驱动形式。

4.海上气田天然气外输压缩机驱动优化设计

(1)优化建设基础设施

对于运行中的外输压缩机消耗大量电能的情况,需要满足安全与稳定性要求,优化基础设施建设。比如,配电网的电缆、压缩机的运行状况、实际运行工况等,分析各部分运行数据信息,发挥基础工作的作用。合理控制基础配电箱柜的容量,满足海上气田天然气外输的需求,落实环境影响因素的保护设施,规避该区域因海上特殊作业出现连接点腐蚀等情况。另外,完善噪声监管体系、电流量体系,记录相关运行参数,为准确判断外输压缩机是否故障提供数据支撑。

(2)优化配置防护系统

针对海上气田平台作业的特殊情况,综合防护系统可为压缩机、储气罐等设备提供备用保护,保护专业的电缆接口。要及时做好设备叶片、保护罩及活动杆的安装工作,避免天然气外运后期操作时发生剧烈震动。综合防护系统在联接各电缆接口区时,应充分利用现有的综合管理系统,避免接口区被海水侵蚀,降低接口强度。此外,优化配置保护系统和压缩机设备运行波动性,应及时安排专业技术人员对储气罐和固定装置的连接强度进行检测,选择专业防锈材料,连接法兰部位,避免设备发生大规模锈蚀。

(3)优化建设管理系统

在压缩机建设管理系统中最为关键的就是相关工作人员专业素养,既要保障天然气外输压缩机各专业设备平稳安全运行,又要对运行现状进行合理分析、管理和探讨。保持天然气外输压缩机长期稳定运行。例如,海上气田平台运行的压缩系统,工作人员需要根据具体设备类型、型号及工作原理为依据,对相关设备问题及管理方式展开分析、调查和归纳,不断完善工作管理体系,确保设备正常运行。若设备系统运行出现问题或者稳定性能降低时,要以最快速度找准问题所在,发挥强有力的专业素养促进天然气外输压缩机平稳运行。

(4)优化运行系统

对压缩机传动系统进行优化时,必须明确设备的型号和工作原理,并根据具体情况进行分析判断,以确定系统是否正常、安全、稳定。此外,升级人力资源管理系统,注重工作人员的专业素养培养与教育。其专业素养决定了在设备发生故障时能否第一时间发现系统运行的问题和缺陷,展开检测工作,并采取针对性的设备维修保养工作,最大限度降低企业经济损失,节约运营成本。

5.结束语

综上所述,天然气压缩机组驱动方式的优化设计是一项极具挑战性且具有开创意义的工作,对天然气管道实际运行具有很高研究价值,其重要性在外输压缩机驱动设计和优化运行工作中日益突出。因此,优化天然气外输压缩机驱动设计,考虑管道实际运输量及能源价格变化对天然气驱动比选方式的影响,因地制宜,具体问题具体分析制定出最科学合理的驱动方式优化设计方案,优化建设基础设施,满足安全与稳定性要求;优化配置防护系统,避免设备出现模锈蚀情况;优化建设管理系统,及时发现设备运行问题;优化运行系统,减少设备故障支出成本,促进天然气外输平稳经济运行。

#猎罪图鉴[超话]#
大家 俺一直疑惑着一个问题
贺红第一次进沈翊办公室的时候为啥会说“你画我画得可真像啊”这句话?
那样不就意味着暴露了吗?而且当时沈翊为啥没注意到她这句很奇怪的话?他当时并没有画贺红吧?而且他那段时间正在努力回想那个找她画画的女人并尝试着把她画出来了,那看到m的脸为啥会没有一点触动?

《怪梦笔记 022:行为艺术团》

我是很少看电视连续剧的,尤其剧情纠缠个不清的连续剧,矫揉造作,冗长拖沓,其中又特别不喜欢清宫戏,源于对慈禧太后的不佳印象。可是昨晚居然梦见自己出演一大户人家的丫鬟,着的正是清朝装束,一众人等,俱在戏台上演戏。

我先是一直在后台呆着,等着被叫名字。台上正在表演的是大小姐的戏份,大小姐和一老妈子(奶娘)正在花园里聊天。突然冲进来一名男子,与大小姐激烈争吵,老妈子在旁劝架无效,急得手足无措直跺脚。男子越来越激动,冲过去要打大小姐,这时,剧组在后台叫了:“丫鬟上场,丫鬟上场!”我一听,一溜儿小跑上台去救大小姐,还没跑到大小姐身边,不知从哪儿发过来一枚暗器,又或是一记冷枪,“噗”地一声就把我放倒在地。出师未捷身先死,我大概是中的是麻醉弹,躺在地上,真的是一动也不能动弹了。

于是我眼睁睁看着一群人在台上打打闹闹。大幕徐徐拉上,开启第二个场景:大小姐与男子吵到了高堂之上,长辈们坐在太师椅上,眉头紧蹙,竖起耳朵听他俩争论。这俩人是公说公有理,婆说婆有理,连珠炮似的,都不想给对方争辩的机会,太师椅上的长辈一筹莫展,看来,确实是清官难断家务事啊!

接着又更换了好几个场景,我仍然躺在地上不能动弹。这时有个剧组管事的人猫着腰走过来,拉扯我的腿,一边拉一边低声骂道:“你还赖在这里干嘛?到后面找团长去!”

从他的声音中我听到了怒气,心想,完了,团长肯定要对我发飙了,这口饭碗怕是保不住了!三十六计,走为上策,你要炒我鱿鱼,不如我先炒你鱿鱼,还能留点心理上的优势和自我满足。

这么想着我的手脚又能动弹了,起身走到戏台后面的仓库,那里堆着参差不齐的共享单车,我骑上一辆单车,潇洒地离开了剧院。

炒了老板鱿鱼,等于炒了自己鱿鱼,没了收入,怎么活?终究还是要去找工作的。我漫无目的地溜达着,遇到一个路边卖艺的小团队。他们打扮成各种名人造型,面前放一盒子或帽子,方便人们投入零钱,美其名曰“行为艺术团”。其实就是一个乞丐团,武侠小说里说的“丐帮”。

我便跟丐帮头头毛遂自荐。听说我是剧团里出来的,头头上下打量了我一番说:“正好,我们现在缺卖火柴的小女孩这个角色,就由你来扮演吧!”我连忙点头。丐帮帮主又说,化妆和道具等成本要我自己出,客人给的钱,扣除成本后上交一半给团体。我想了想,觉得这个合作方案还算合理,并没有霸王条款,何况几盒火柴也不算什么大投入,完全可以承担得起。另外,我私下里还怀着一个奇怪的念头:如果真的有魔法,当我划亮火柴后,我应该可以看到奶奶了。那么这个奶奶,到底是卖火柴小女孩的奶奶,还是我自己的奶奶呢?如果是我自己的奶奶,那这一次尝试,也太值了吧!

按着童话故事里的剧情,我一根接一根地划火柴,一边划,一边朗诵台词,划到手都酸了,也没出现奶奶或者其他幻象。“这是一次失败的表演”,观众们唉声叹气、失望地散去,只有一些心地善良的观众,扔下零钱,算是对我刚才努力表演的肯定。我拿起盒子里的零钱整理好,除去道具成本和需要上交的利润,刚刚可以买个一荤二素的快餐,心中窃喜:第一次营业居然还不错,饿不死。

丐帮头头对我的第一次营业成绩不置可否,既没有批评,也没有表扬,但我感觉出他心里是不满意的,当初听说我是剧团里出来的人,他大概是怀了不小的希望,以为我能给他带来不菲的新增收入。

帮主最后还是决定给我机会。第二次给我的任务是扮演关公。他再三叮嘱说,这次一定要演得像,人们肯定会多掏钱,因为大家把关帝爷当成庇佑他们的保护神,这种心理暗示很有用的。我一听,帮主的话似乎极有道理。但关公有青龙偃月刀和赤兔马,这投入也太大了。帮主见我面有难色,开导道:“不见兔子不撒鹰,舍不得孩子套不住狼!不投入,哪有产出?你该试试大一些的操作,不要小里小气的!”

“青龙偃月刀可以试试,赤兔马也太夸张了吧!关帝庙里的关公都是坐着的,并未在马上,我们可否将赤兔马省略掉?”我跟帮主商量道。

帮主盯着我看了半天,一副恨铁不成钢的表情:“好吧好吧,就把马给省了!”最终他还是答应了我的要求。

我扮成关公站了三天三夜,并没有发现人们对关公表现出特别崇拜,这才意识到,这是一个很新潮的城市,年轻人大多是接受过高等教育的,还有不少海归,他们怎么可能会崇拜关公呢?只有在农村,而且是相对落后的农村里,年长人群中还存在着类似的关帝爷情结。这次扮演关公,投入超过产出,把我原本的积蓄也赔了进去。

这真是让人骑虎难下了。到底还要不要留在这个团里?明显,丐帮头头已经很不高兴了。撇开情绪方面不讲,人要吃饭活命,那是迫在眉睫的问题。

帮主又派给我第三个任务,这次是扮演哪吒。帮主的意思不言而喻,他看出我投不起成本,哪吒这个角色,光胳膊光腿,只需穿个小肚兜,找两个铁圈圈儿当所谓的风火轮,几乎没什么成本和投入。而且,哪吒还是个讨喜的角色,尤其小朋友们,见到哪吒时他们也会不由自主地手舞足蹈起来,代入感很强。帮主这么做也确实是为我考虑了,我心里顿时一阵感激。

结果那天我光着身子,穿个小肚兜,在初冬的冷风里站了一天,当晚就咳嗽打喷嚏感冒了。

“这事不好办了”,第二天帮主过来对我说,“现在防疫管控得严,你这又感冒又发烧的,还得去做核酸检测。咱们团里后面的活动,就不安排你了哈!你这个样子,还是先去做检测,前面的工资就给你结了,身体要紧。”

古人说端茶送客,现在是要我拿钱走人了。这也不能怨他们,毕竟都是身不由己吧!不给团里创收,还拖累他们,帮主就是不说出来,我自己也会过意不去。

我在城市的江滨走着,双手插在裤兜里,头缩在领子里,也挡不住冷风灌进脖子。真冷啊!又饿又冷。江对岸正在播放迷人又壮观的灯光秀,岸上的霓虹,水中的倒影,组成了迷幻的对称图景,他们逐渐放大并旋转,最终填满了我的整个瞳孔。

【云端原创】

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(图片来自网络,仅供参考)


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