天然气离心压缩机内杂质形成机理

天然气离心压缩机内杂质形成机理
常秀芹
【摘要】@@%天然气中含有少量的硫化氢、二氧化碳和氧,在含有少量水分的天
然气输送过程中,硫化氢、二氧化碳和氧都会与管道内壁发生腐蚀性化学反应；压
缩机杂质形成机理主要为金属腐蚀、压缩机内杂质的撞击附壁沉积和金属表面张力引起的物理吸附.当压缩机内形成的杂质沉积物分布不均匀,有局部脱落时,会使压缩机产生较大的振动.
【期刊名称】《油气田地面工程》
【年(卷),期】2012(031)007
【总页数】1页(P86)
【关键词】离心压缩机;天然气;腐蚀;撞击吸附;杂质;形成机理
【作者】常秀芹
【作者单位】大庆油田天然气分公司
【正文语种】中文
天然气杂质中的有机物主要是烃类混合物，其含量在杂质中所占的比例较高。

压缩机转子上的积垢是长期运转的沉积物，与其他垢物组成有所不同。

来气分离器垢样中Si、Al的含量比较高，说明来气中携带了较多的硅铝酸盐。

来气经管线输送后，无机物中Fe元素的含量明显增高，S元素次之，有氧化铁和硫化铁生成，说明输
送系统受到腐蚀。

由X射线衍射仪进行物相分析可知，无机化合物主要成分有
Fe3O4、Fe2O3、FeS、FeCO3、SiO2及硅铝酸盐等无机物，其中Fe3O4、
Fe2O3及FeS含量较高。

天然气中含有少量的硫化氢、二氧化碳和氧，在含有少量水分的天然气输送过程中，硫化氢、二氧化碳和氧都会与管道内壁发生腐蚀性化学反应，其腐蚀机理为电化学腐蚀和化学腐蚀，其产物为氧化铁、硫化亚铁和碳酸铁等固体物质。

（1）颗粒的撞击吸附。

流体中不同密度的各相有不同的动量，如果两相在流动中改变方向，较大动量的重质微粒不能像轻的流体那样迅速转向，这样两相就会产生分离。

从气体中分离出的微粒碰撞在固体壁面上时，会被壁面吸附。

尤其在湍流涡的作用下，惯性颗粒以一定速度趋向壁面运动和沉积，细微颗粒一旦附着在壁面上就很难脱离。

（2）压缩机内二次流引起的颗粒撞击吸附。

由于压缩机叶轮流道是弯曲的，并存在着轴向涡，因此其气流速度和压力的分布是不均匀的。

工作面上气流速度低而压力高，非工作面上则相反，于是两侧壁上边界层中的气体在压力差的作用下，由工作面向非工作面流动，这种流动的方向与主流运动的方向大致垂直，称之为“二次流”。

二次流干扰了主流，形成大量漩涡；同时，由于二次流的存在，工作面上的气流边界层被吸走而减薄，非工作面上的边界层会增厚导致与壁面分离。

这样，气流在压缩机叶轮的叶片上出现不断的分离和再附着现象，二次流的漩涡使颗粒与壁面碰撞而附壁沉积。

压缩机叶轮中的二次流，会使气流在叶轮中产生一系列旋涡，从而造成颗粒在叶片叶面和端部的沉积。

（3）金属表面张力引起的物理吸附。

由于金属分子之间的结合力很强，所以由金属表面张力所造成的吸附力也相当强。

这种物理吸附作用会将天然气中携带的杂质吸附到金属叶轮的表面形成垢层。

叶轮上的垢层如果是较均匀的，那么压缩机振动便不会很明显。

当垢层达到一定厚度时，会产生局部脱落，如脱落质量较大，就会破坏转子的动平衡，使压缩机产生较大的振动。

（1）天然气中含有硫化氢、二氧化碳和氧，在湿气输送中硫化氢、二氧化碳和氧
都会与管路和设备的金属壁面发生电化学和化学腐蚀反应，其产物为氧化铁、硫化亚铁和碳酸铁等固体物质。

（2）压缩机杂质主要来源于硫化氢、二氧化碳和氧的电化学和化学腐蚀产物，天然气中携带的机械杂质和矿化物以及夹带的油类物质。

（3）压缩机杂质形成机理主要为金属腐蚀、压缩机内杂质的撞击附壁沉积和金属表面张力引起的物理吸附。

当压缩机内形成的杂质沉积物分布不均匀，有局部脱落时，会使压缩机产生较大的振动。

（栏目主持樊韶华）。