海上油气田往复式压缩机选型设计.pdf

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1、第46卷船海工程Vo1．462017年11月SHIP&0CEANENGINEERINGNOV．2017DOI：10．3963／j．issn．1671—7953．2017．S2．026海上油气田往复式压缩机选型设计朱莉娅，秦小刚，徐海波，安维峥(中海油研究总院，北京100028)摘要：考虑到往复式压缩机在海上油气田开发中的重要作用，从选型原则、机组工况、排气量调节等方面对海上油气田往复式压缩机选型设计进行要点总结，结合典型案例介绍具体选型过程。关键词：海上油气田；往复式压缩机；选型原则；机组工况；排气量调节中图分类号：U6

2、64．5；TE54文献标志码：A文章编号：1671-7953(2017)$2-0101-04在我国海上油气田开发项目中，往复式压缩行，即长行程压缩机倾向于低转速而短行程压缩机的应用非常广泛，主要用于：气举法采油，天然机倾向于高转速。一般来说，较低的活塞速度有气外输，燃料气增压，原油稳定，油井压裂，钻井、利于提高机组工作效率与可靠性。压缩机的转速修井13。截至目前，在中海油海上油气田开发项和行程可依据所需功率来确定。功率较小时，通目中投人使用的往复式压缩机逾百台，现场功率常选用行程短、转速高的压缩机；反之，功率较大从100

3、—2000kW不等。本文总结多年工程设计时则选用行程长、转速低的压缩机。此外，由于大经验，从选型原则、机组工况、排气量调节等方面型压缩机都尽量与驱动器直接相连，因此原动机对海上油气田往复式压缩机选型设计进行归纳整的转速也会影响压缩机的选择。理，并结合典型案例介绍具体选型过程。选择压缩机级数时主要考虑3个因素：允许的排气温度、气缸压缩比以及工作效率。若采用1选型原则单级压缩时排气温度过高，则应使用多级压缩。1．1通用选型原则在对压缩机进行初步选型设计时，可采用等熵温应用于海上油气田的压缩机组均需满足下列度来估算级数。初步估

4、算时，假定所有级压比相基本要求。同；实际设计中，低压级压比配置稍高、高压级压1)提供指定供气量和排气压力。比配置稍低将有利于提高机组整体性能。由于气2)适应工质组分。体进行级间冷却，若级数增至极限，则压缩过程将3)适应海洋环境条件。接近等温压缩。理论上机组效率将显著提高，而4)运行可靠、维护便捷、工作寿命长。实际上，气体流经气阀和管道的损失会抵消级间5)经济性好，初始投资、运维费用及机组故冷却带来的好处，从而降低压缩效率，并且级数增障附带生产损失等较低。加意味着更多的气缸、冷却器与管道。因此一般6)集成化程度高，占地空间

5、小、重量轻，便于来说，压缩同样的气体，压缩机价格随级数增加而现场操作、维护、保养。升高。此外，若要求部分气体以特定压力经旁路1．2往复式压缩机选型设计进入或离开压缩流程，则级问压力的选择取决于在往复式压缩机选型设计的过程中，需要对该特定压力。压缩机转速、行程、级数和气缸进行确定，具体方确定级数后，对每级气缸进行选择，通常从厂法如下。商现有气缸系列中选取。已知气体吸入状态与流往复式压缩机通常以大致相同的活塞速度运量，并选定活塞速度和行程，估算气缸内径，将计算值与现有气缸系列对照，查看是否存在某型气缸满足要求。同时，须认真核

6、查以下3点：①气缸收稿日期：2017—02—08修回日期：2017—09—07压力等级应高于安全阀设定压力，须足以保证压第一作者：朱莉娅(1990一)，女，硕士，工程师缩机工作安全性；②机身力、杆力和载荷反向度都研究方向：海上油气田开发中机械设备的选型设计必须在额定值以内；③考虑所有损失后，以最小余10120I17月征朱莉娅，等：海上油气田往复式压缩机选型设计船海工程第46卷隙计算所得的排气量须满足使用要求。若上述条温下润滑油性能恶化，并可能在排气阀及活塞环件都满足，则该气缸适用，并可以考虑对气缸尺寸上结焦积炭，甚至在排

7、气管道内沉积；无油润滑的进行深入优化。若在现有气缸系列中没有满足条往复式压缩机，其活塞环、填料等均采用自润滑有件的气缸，则应从新设计，加强机身承载能力、增机材料，工作温度不宜过高。加每行程出功、或采用并联2个或多个较小气缸3往复式压缩机排气量调节的方式来满足排气量的要求。通常情况下，应用于海上油气田的往复式压2压缩机工况缩机，需进行排气量调节以满足工艺流程需求，常在压缩机选型设计时，工况应由用户提出，主用的调节方式如下。要参数如下。3．1转速调节1)气体组分。即工质组分、各组分物理化学即通过改变压缩机转速从而实现排气量的

8、无性质等。应用于海上油气田的天然气压缩机，其级调节。其优点在于气量连续、比功率消耗小、各工质随着开采年限的推移不断变化。级压比保持不变、无需设置专门的调节机构等。2)供气量。即用户要求处理的气体数量，通这种方法常用于由发动机驱动的压缩机，改变发常用单位时间内标准状态下压缩机处理的气体容动机转速即可实现压缩机排气量调节