低压天然气回收与无油螺杆压缩机的海上应用前景.pdf

《低压天然气回收与无油螺杆压缩机的海上应用前景.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、55卷增刊1中国造船Vo1．55Special12014年4月SHIPBUILDINGOFCHINAApr．2O14文章编号：1000-4882(2014)S1—0214—09低压天然气回收与无油螺杆压缩机的海上应用前景李强，张重德，陈丰波(中海石油(中国)有限公司垦利油田群区域开发工程项目组，天津300461)摘要海上石油平台在原油开采处理稳定过程中，低压闪蒸天然气基本被全部直接排放到火炬放空；如果将这部分天然气回收并进行利用，不仅能够提高油田的直接效益，而且也有利于环保；同时，对于天然气增压能否找到一种新型的对进气要求不是太高的、震动小、占地小的多级

2、往复式活塞压缩机的替代品，对一些边际油田的开发也尤为重要。关键词：天然气；低压；平台；无油螺杆压缩机；往复压缩机0引言在海石油平台原油开采过程中，会产生大量的伴生气，对其若不进行有效的回收和利用，而采用燃烧、排放等简单的处理方式，不仅污染环境，而且造成巨大的浪费。目前，海上平台对所生产的油、气、水三相混合物处理流程(见图1所示)通常是采用通过三级脱水、脱气稳定以及一级游离水分离器的分离，得到大量的天然气多数能够直接供应锅炉等低压天然气用户(或通过压缩机增压后供发动机等高压用户)利用，多余部分回注地层或作为商品气通过海底管线进行外输。而二级热化学分离器中的

3、低压闪蒸天然气，则基本被全部直接排放到火炬放空；如果能将这部分天燃气也压缩回收并进行利用，则不仅能够提高油田的直接效益，而且也有利于环保。图1海上台伴生气分离流程目前，几乎所有海上平台的天然气增压均采刚多级往复式活塞压缩机，但多级往复式活塞压缩机55卷增刊1李强，等：低压天然气回收与无油螺杆压缩机的海上应用前景217压缩机销售量的80％以上，在所有正在运行的容积式压缩机中，有50％是螺杆压缩机。今后螺杆压缩机的市场份额仍将不断扩大，特别是无油螺杆空气压缩机和各类螺杆工艺压缩机，会获得更快的发展。1．1．2螺杆压缩机的工作原理螺杆压缩机是一种工作容积作回转

4、运动的容积式气体压缩机械。压缩机内的一对相互啮合、按一定传动比旋转的阴、阳转子，产生周期性的容积变化，完成气体的吸入、压缩和排出。吸入过程见图5。吸入结束，压缩开始，压缩过程见图6。压缩结束，排出开始，排出过程见图7。排出结束见图8。图5吸入过程图6压缩过程图7排出过程图8排出结束螺杆压缩机属容积型压缩机，工作原理和往复式压缩机相同，分吸入、压缩和排出三个过程，因此排气时仍具有脉动性。但由于螺杆压缩机转速高，齿数又多，因而气流可视为平稳均匀的。在压缩气体过程中既摩擦影响非常小又起到密封作用，因而就可以使压缩机达到较低的漏气损失和机械损失，从而获得较高的容

5、积效率。1．2海上螺杆压缩机的应用最初海上平台使用的螺杆压缩机的型式为喷油螺杆压缩机，由于喷油螺杆压缩机工作时，润滑油和气体直接接触，因而更适合于压缩相对较干燥、纯净的气体。因此，在海上平台，其被广泛用做为空气压缩机使用，为经过脱烃、脱水、净化之后的天然气增压。喷油螺杆压缩机由于主机结构简单，系统设备也更加简化；因此，机组从总体造价上，比无油螺杆压缩机组便宜30％左右。同时，喷油螺杆压缩机工作时，由于转子之间的泄漏间隙更小，因此可以在更高的出口压力和更大的进出口压差工况下工作。目前，国内制造商已经具备出口压力达到4MPa、单级压差达到3MPa的喷油螺杆压

6、缩机的制造能力。但是，如果把喷油压缩机用于油田伴生湿气输送的工况，常常有较大的项目风险，而且这个风险基本由业主完全承担。由于喷油压缩机组计算选型时，要求提供准确的气体成分和进出口温度、压力的条件，以核算其露点温度；但机组实际工作的气体组分和进出口压力条件难免存在差异，因而，当喷油压缩机实际运行中出现润滑油稀释乳化等不适应状态时，业主很难追究到供应商的责任。早期海上平台的天然气压缩也曾使用过喷油螺杆压缩机(例如：在渤海某油田的降压生产过程中，也曾短暂使用过喷油螺杆压缩机将天然气增压作为供透平的燃料)，但因为伴生气不够纯净造成冷冻机油在机组运行几小时后即被稀

7、释乳化，因而无法运行；最后，油田发电只能靠机组烧柴油维持，直到重新订货的往复式压缩机系统到货后，透平发电机组才用上了天然气，造成了极大的损失。同样，在南海某油轮LPG项目，采用了美国进口的喷油螺杆压缩机作为伴生气增压压缩机，由于伴生气中含有较多的重烃成分，机组运行几个小时内，润滑油即开始被气体稀释乳化，导致机组无法正常运行、大量伴生气常年白白放空；后来，该项目改用了国内七一一所生产的无油螺杆压缩机组，才根本上解决了这个问题。218中国造船学术论文2无油螺杆压缩机特点以及在海上油田项目中的应用2．1无油螺杆压缩机与其他机型的优缺点对比2．1．1往复式压缩机

8、与螺杆压缩机的对比目前，海上平台的燃气轮机的燃料气供气压缩机大多采用往复式压缩机