天然气压缩机组节能措施的应用.pdf

天然气压缩机组节能措施的应用 王 明礼 魏 建宏 陈强 1 ． 中原油 田分公 一 J 采 油一厂 ；2 ． 中原油 田分公 司油气储 运管理处 设置 产品 摘要 通过对 天然气压 缩机组和气举生产 系统的耗 能环节进行量化分析 ，制定出针对性措 施 ，开展 了优化开机组合方式 、调整 间开井工作制度 、放 空气监控 以及加强润滑 油管理等 工 作 ，节 能效 果显著 。 关键词 压缩机 优化开机 放空气 气举井间开 节电 D 0l 1 0． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n， 2 0 9 5 1 4 9 3． 2 0 1 2． 0 1 1 ． O 1 3 在 油 气 田开 发 和能 源输 送 管道 领 域 ，天 然气 压 缩机组作为增压设备被广泛应用。众所周知 ，大型 压缩机组具有功率大 、能耗高 、控制复杂等特 点 ， 目前主要依赖进 口，由于资产值高 、安全要求 高 ， 一 般被作为关键设备重点监管。 针对文东油 田深层 、低渗 、异常高温 、高压 、 高气油 比、高矿化度的特殊类型油藏 ，气举采油是 最佳开发方式。采油一厂气举增压站是根据文东油 田的开发需要建设的。气举采油工艺流程包括增压 站 、站外地面配气流程和气举井三部分 ，压缩介质 是文东油田的油井伴生气。增压站压缩机组增压后 的高压天然气 ，经注气管网分输到各配气站 ，通过 配气 橇计 量 后分 配 到各 单 井 ，把地 层 产 液举 升 到地 面，经计量站汇人联合站分离 、脱水 ，天然气返 回 增 压站 循环 使 用 ，整个 ] 二 艺 流程 全 密闭 。 目前 文 东气 举 增 压 站共 有 压 缩 机组 9 台 ，分 电 动机和燃气发动机两种驱动方式 ，其中电驱动机组 5台 ，燃 气 发 动 机 驱 动 机 组 4台 。压 缩 机 均 为 往 复 活 塞 式 、四级 压 缩 ，设 计 进 口压 力 0 ． 2 MP a ， 出 口 压力 1 2 MP a 。 天 然 气 压 缩 机 组 作 为 气 举 T艺 系统 的 增 压 环 节 ，是 气举 系 统能 耗相 对 集 中 的部分 。压缩 机 组 的 能耗 主 要包 括 以下 几个 方 面 驱 动 机 消耗 的 电和燃 料 气 ，压缩 过 程 中的 天然 气放 空 与 泄漏 ，润滑 油 消 耗等 。如何有效降低压缩机组 的能耗损失 ，在不断 加强精细化管理的基础上 ，通过排查耗能环节 ，量 第一 作者简介 王明礼 ，高级工程 师 ，1 9 9 3年毕业于山东东营胜利 石 油学校 机 械专业 ，从事 中原油 H 1 分公司采 油一厂设 备管理T 作 ，E m a i l wmL 7 6 0 9 s o h u ．c o m，地 址 河南濮 阳中原油 田采 油一 厂气采队 ，4 5 7 1 7 2 。 化能耗单元 ，在节能工作 中进行 了以下尝试 ，收到 了一 定 的成效 。 1 压缩机组运行 经济性分析 基于扎实 的单机核算工作 ，每季度开展压缩机 组 运行 经 济性 分 析 活动 ，通过 数据 对 比分析 ，优化 调 整压 缩机 组 的运 行组 合 。 在 用压 缩 机组 额定 排 气量 分 为 1 8 X 1 0 N m ／ d 和 2 3 X 1 0 N m ／ d 两种 ，分别有 6台和 3台。所配驱动 机 的功 率也 不 同 ，分 别是 l 7 7 0 k W 和 2 0 0 0 k W。通 过每天对单机 日常消耗的电力 燃料气 费 、修理 费 、配件费 大修费另计 、油料 费等成本进行核 算 ，对 单机 排 气量 进 行计 量 测算 ， 以一个 季 度 为周 期进行汇总 ，计算压缩机组单耗 。通过 比对各 台机 组 的单耗 ，一是对照五项劳动竞赛核定指标找 出成 本管理的差距 ，找 出下步工作努力的方 向；二是根 据各台机组的单耗数据进行运行 、备用机组 的动态 调 整 和针对 性 维护 。 根据油井维护作业 需要 ，气举 生产系统会周期 性 出现注气量 调整 ，增 减气量 最多时 能达到 4 X 1 0 4 ～ 6 1 0 N m ／ d ，并 持续 2 ～ 4 d 。这种 情况 下 ，通 过厂 生产 调度 系统实现信 息互通 ，提前 准备 ，及 时调整压缩机 组 的开机 。注气 量减少到一定量 时 ，调 整为小功率小 排量 的机 组 ，注气 量增加到一定 量后 ，调整 为大功率 大排量的机组，在满足气举井注气量需要的情况下 ， 尽 量做 到压 缩机 组 高负 荷运 行 。 以两 口气举井 同时上作业停 注气为例 ，系统将 减 少 注气 量 31 0 N m ／ d ， 由 7 9 X 1 0 N m ／ d降 为 7 6 X 1 0 N m ／ d ， 分 别 运 行 两 台 2 3 X 1 0 N m ／ d和 口 l 己 年 第1 I 期石 油 石 化 节 能l 3 5 _ _ Equipment Product 1 8l 0 N m ’ ／ d 的机组就有一定的负荷余量 。这时将 一 台 2 3 1 0 N m ／ d的 机 组 倒 换 成 1 8 1 0 N m ／ d 的 ，在 同样满 足 系统 注气 量需 要 的情 况 下 ，调整 后 能 减 少 用 电量 0 ． 4 X 1 0 k Wh ／ d 。2 0 1 1 年 ，针 对 注 气 量的变化 ，合理调整压缩机组的负荷分配和机型组 合 ，收 到 了一 定 的 成 效 。全 年 实 际用 电量 与 2 0 1 0 年 同 比减 少 4 1 1 0 k Wh ，节 约 3 2 ． 8 万 元 。 2 合理调整 间开 气举 井的生产 时段 2 0 1 1 年采油一厂气举井生产井 4 2口，其 中间 开 注 气 4口 2 0 3 6 2 、2 0 3 6 4 、 l 3 9 3 、 1 3 1 3 8 ， 这些井举升效率低 ，供液能力较差 ，占全厂气举井 的 9 ． 5 ％ ，平 均单 井 日产 液 8 ． 6 t ／ d ，平均 单 井 注气 量 1 ． 0 5l 0 N m ／ d ， 平 均 注 入 气 液 比达 到 8 1 4 m ／ t ， 比 全 厂气举井的平均注入气液 比4 8 0 i n ／ t 高 3 3 4 m ／ t ， 气举举升效率较低。为此 ，在保证气举井T况不变 差 、液量 不 下 降 的前 提 下 ，对这 部 分低 能 量低 液量 的气举 井 采取 了问开方 式生 产 。 实施 间开 注 气 的 4口气举 井 ，以前 的工 作 制度 是 两 口井 为一 组 ，8 0 0 1 6 0 0 开 一 组 生 产 ，1 6 0 0 2 4 0 0开 另一 组 生 产 ，间开 周 期 2 4 h 。考 虑 到 峰 谷 时段 的 电价差 额 ，我 们对 间 开井 的 r f 二 作 制度进 行了调整 ，改 为将 4口间开井集 中到2 4 0 0 8 0 0 开 井 生 产 ，问开 周 期 1 6 h 。这 样 既 保证 了 4口间 开 井 有足 够 的液 而恢 复 时 间 ，又使 问开 井生 产 增加 的 1 ． 41 0 N m 注 气 量 由电价 峰 时 、平 时 段 集 中在 了 谷 时段 内。 通过对间开井T作制度的调整 ，在不改变压缩 机组用电量和注气量 ，不影响间开气举井稳产的情 况 下 ，明显 降 低 了压缩 机组 综合 电价 。2 0 1 1 年 ，单 位综合 电价 比厂平均电价降低 0 ． 0 1 6 元／ k wh ，全年 少发 生 电费 3 6 万 元 ，收效 明显 。 3 技术 改造 压缩 机组 消耗 的天 然气 主要 包括 两个 方 面 一 是 燃 气发 动 机作 功燃 烧 的燃 料气 ，二是 压缩 机 压缩 过程 中的泄漏和开停机过程 中的放空气 。这其 中努 力方 向主要 是 放空 气和 漏失 气 的管理 。 压缩机一级进 口和每级压缩 出口都安装有安全 阀，能在超压时起到紧急泄放的作用 ，达到保护设 备安 伞 的 目的 。安 全 阀在长 期 的使 用 中 ，会 出现 密 封 橡 胶件 老化 、阀 芯密 封 面磨损 、启跳 后 回坐 不严 等 问题 ，造成 安 全 阀出 现非 正常 泄漏 。 由于 缩 机 组 现 场噪 声高 ，安全 阀 的少 量泄 漏 又不会 造 成很 大 36 1 w w w ．s y s h jn ．c 。 m 的 参 数 改变 ，传 统 的 手 触 摸 温 度 检 查 也 不 易 察 觉 到 ，因此这部 分 的放 空气很 多 时候 就 白白流失 了。 为了减少机组压缩过程中的天然气漏失量 ，对 放 空 工艺 进行 了 技术 改造 。在 安全 阀 出 口与 放空 炬 之 间铺 设 一 根 1 5 9 mm放 空 汇 管 ， 将 所 有 安 全 阀 、四级 放 空 阀 门出 口由直 接对 空排 放 改 为引入 陔 汇管 ，接入 放空 炬 。放 空汇 管上 安 装安 全 阀 、压力 表和压力变送器 ，二次信号采集到值班室操作面板 上显 示 ，实 时监 测 放空 压力 变化 。正 常情况 下 ，放 空 汇 管 压 力 为 0 ～ 0 ． 0 0 3 MP a ，一旦 放 空 汇管 压 力 显 示 异常 ，立 即启动 预案 逐 点进 行排 查 ，对 天然 气 的 泄漏 早 发现早 处 理 ，减 少 浪费 。 压 缩机 组 天然 气放 空 系统 改造 以来 ，平均 每 年 排 查 出安 全 阀泄 漏 问题 5 - 6 起 ，减 少天 然气 放 空 量 近 l1 0 m 。 4 加 强压缩机组润滑 油管理 1 通 过 流程 改 造 实 现 压缩 机组 润滑 油 密 闭 加 注 。建 设 两 座 3 m 压 力 储 罐 ，分 别 安 装 人 口滤 油 机 、出口过滤器 、流量计 ，铺设 6 0 mm补油管线 至压缩机和发动机的曲轴箱加油 口，实现加油的密 闭输送 。定 期使用滤油机从油桶 向润滑油罐补充 油 ，润滑油罐使用净化天然气加压到 0 ． 2 MP a 向压 缩机组曲轴箱补油 ，整个过程润滑油为密闭，达到 了润滑油使用三过滤一沉淀的标准要求。 通 过加 油流 程 密 闭改造 ，操 作 人 员不再 手 提加 油壶加油 ，大大减轻了劳动强度 ，更重要的是减少 了加油环节 的油品污染 ，改善了运动部件的磨损状 况 。据 统计 ，改造 后 压缩 机组 换油 周 期平 均延 长 了 2 0 0 0 h ，润滑 油 费用逐 年减 少 。 2 在 日常管理 中，以i级点检制 的开展为基 础 ，明确 职责 分 工 ，细化 管 理单 元 ，认 真排查 动 静 密封点 的渗 漏 ，及 时整 改 ，减 少油 品漏 失 。 近两 年来 ，在 天 然气 压缩 机 组管 理 中 ，通 过 不 断加强节能管理下作 ，在降低压缩机运行单耗方面 实施具 体 的节 能措 施 ，2 0 1 1 年 节资 近百 万元 ，收 到 了 比较 明显 的成 效 。今后 我 们将 进一 步 细化 管理 环 节 ，加强过程控制 ，深挖降耗潜力 ，不断推进大型 设备节能降耗工作的持续有效开展 。