天然气增压系统

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1、天然气增压系统在工业用户的应用1  概述   随着天然气在工业上应用逐渐普及，越来越多的工业用户开始改用天然气作燃料。管网的压力往往一定，但工业用户的用气压力却各不相同。个别工业用户需要的用气压力可能会超过管网的供应压力，这就需要进行天然气增压。   天然气增压系统主要在气田、大型气站和电力行业忙运用较多，但在工业用户的小用气量增压上目前应用较少。因此一些用户在有管道气供应的情况下不得不采用液化石油气瓶组旧0或者液化天然气瓶组M0供气来保证特殊生产要求，增加了运行成本和安全成本。针对这类用气情况，需要一种合适的增压系统

2、来满足用户需求，同时该系统应具有资金投入少、运行经济、使用方便安全、维护简单等特点。2 工程实例概况 北方地区一家工业用户，生产工艺过程有一道工序需要燃气压力为0.10～0.12MPa，用气量为30m3／h，但是管网供应压力范围为0.08～0.12MPa，大部分时间稳定在O.10MPa，一旦供气压力低于0.10MPa，生产就面临停产。用户经过讨论后对增压系统提出以下要求：当管网供应的天然气压力在0.10MPa以上时直接使用管网供气，增压系统不工作；当管网供应的天然气压力在0.10MPa以下时靠增压系统供气，当一台压缩机

3、长时间工作后，出口温度高于70℃时自动切换到另外一台压缩机工作。3 工程分析   用户提出的要求，在实际中虽然能够实现，但是实施起来会面临两个问题：   ①用户要求的系统是两台设备交替使用，没有备用设备，如果一台设备出现故障，不能实现连续的生产供应。   ②系统的布置和控制要求比较繁琐复杂，在使用的考虑上倾向于自动，增加了不可靠度。   出于投资和运行经济、使用方便安全、维护简单的考虑，我们对用户的要求进行了修正并且对用户顾虑的问题进行了考虑。压缩机长时间运转必然导致运行部件的温度升高，效率降低，因此需要间歇停机以保证

4、压缩机有冷却时间。因此，可以考虑使用储气罐进行气体储存，能够保证临时供气，使压缩机具有足够的冷却时间。另外，人口气体温度和压缩比的增加也会使出口气体温度增加，同时使设备工作部件温度升高，因此，压缩机的压缩比不能过高，当环境气温过高时可考虑采用水冷系统进行冷却。这样就解决了单机运行温度过高的问题，从而可以采用一开一备的运行模式，即使单台压缩机出现问题，备用压缩机可以很快地投入工作，不至于对生产造成影响。同时系统的复杂性和组成部件数量都大大降低。4  设计总体思路  按照GB50028--2006《城镇燃气设计规范》要求，

5、增压装置前需有缓冲装置。压缩机的排气量不能超过管网供气量，实际现场有一段长度约100m的DN200mm的管道专用于该道工序，管道的额定供气量在200m3／h以上，远超过实际用气量，因此该管道可视为缓冲装置。压缩机设备严禁水、尘进入，增压前要具有气液分离、气体过滤等程序，最后气体升压后要进入储气罐缓冲储存，由于压缩机停机后储气罐上游压力将低于储气罐，因此进人储气罐前应设置止回阀。储气罐的高压气体不能直接应用于工序，需要经过调压装置调压后方能使用。由于旁通路连接上游，必然导致储气罐调压后压力高于旁通路的上游压力，因此旁通路

6、也要设置止回阀。5  方案设计5．1 压缩机出口温度的计算   压缩机出口温度是整个方案设计考虑的核心因素，因此首先要计算在不同压缩比下的压缩机出口温度，以选择合适的压缩比。压缩机出口温度的近似计算公式为： 式中T2——压缩机出口温度，K   T1——压缩机入口温度，K   P2——压缩机出口压力，MPa   P1——压缩机入口压力，MPa   K——等熵指数，天然气等熵指数取1.27   管网出现最不利压力为0.08MPa，夏天天然气人口温度为303K，冬天天然气人口温度为273K，计算结果见表1、2。表1夏天压缩机

7、出口温度入口绝对压力/MPa出口绝对压力/MPa压缩比出口温度/℃0.180.201.1136.860.180.301.6764.760.180.402.2286.060.180.502.78103.510.180.603.33118.39表2冬天压缩机出口温度入口绝对压力/MPa出口绝对压力/MPa压缩比出口温度/℃0.180.201.116.180.180.301.6731.320.180.402.2250.510.180.502.7866.230.180.603.3379.64根据以上计算结果，夏季压缩机压缩比达

8、到2.22时，压缩机出口绝对压力为0.4MPa，此时温度达到了86.06℃，已经超过了用户所要求的70℃，因此需要采取水冷降温。另外，随着温度的升高，气体体积膨胀，可压缩性降低，压缩机的工作效率也会降低。冬季出于设备安全考虑，停用水冷系统，则压缩比为2.78比较合适，此时的出口绝对压力为0.5MPa，出口温度为66.23℃，满足用