天然气压缩机培训教材

第二章、增压站

第一节、压缩机基础知识

第二节、概述

第三节、设备及工艺参数

第四节、工艺原理及流程

第五节、压缩机组面板说明

第六节、发动机的控制系统

第七节、操作规程

第八节、维护保养

第九节、常见问题分析

第十节、二氧化碳自动灭火系统操作规程

第二章增压站

第一节增压站基础知识

一．增压目的

1.提高输气管道的起点输送压力。

2.弥补管内流体流动中的阻力损失。

3.满足天然气用户对供气压力的特殊要求。

二．天然气增压的特点

1.增压站的社会依托条件差

气田大都位于偏远的山区沙漠或其他不利于工程建设的地区，交通不便；供水，供电设施缺乏，社会协作和社会依托条件差。因此增加基础建设投资。

2.工作介质不清洁

从气井产出的天然气通常含有水、二氧化碳、硫化氢和固体颗粒杂质，清洁程度差。尽管增压前有气液分离和固体颗粒过滤，仍要求压缩机对气质有很强的适应能力。

3.变工况工作

在天然气生产过程中，天然气的压力、流量波动幅度大。要求天然气压缩机适应变工况操作的要求，需要选择允许进口压力变化范围宽，流量负荷变化大的机型。

4.气井分散、单井产量小

增压站选址应符合气井分散的特点，选择气井集中或气田的中间位置。

三.增压站的工艺设计

增压站工艺流程设计应根据气田采气集输系统工艺要求，满足增压站最基本的工艺过程，即分离、加压和冷却。为了压缩机的启动、停车、正常操作等生产上的要求以及事故停车的可能性，工艺流程还必须考虑天然气的循环、调压、计量、安全保护、放空等。此外，还应包括为了保证机组正常运转必不可少的辅助系统（燃料气系统、自控系统、冷却系统、润滑系统、启动系统等）。

增压站由分离、增压、燃料及启动、放空五个基本单元组成。

四.压缩机组的选择

1.根据增压的工况和安装地区的自然和环境条件选择

（1）离心式压缩机组的优缺点

离心式压缩机属于速度型压缩机，压缩机组的流量是压比、转速的函数，压缩机组的流量、出口压力可以通过转速调节来实现。但离心式压缩机具有喘振和阻塞工况的特性，流量变化幅度较小。随着压比增加，压缩机叶轮级数增加，流量范围更窄。在设计点下，压缩机组的运行效率为80%~84%，在偏离设计工况时，效率降低较多。流量变化范围为70%~120%。对输气量大、工况相对确定的管道压气站，离心式压缩机组经济性能优异。

离心式压缩机结构简单，摩擦部件和易损件少，运行可靠，使用寿命长，运转中无往复运动，工作平稳，噪声小，无流量脉动现象。同时，它的日常维护工作量低于往复式压缩机。离心式压缩机结构紧凑、体积小、质量轻、功率大，所需台数少；辅助设施、配管也较少，占地面积小。

（2）往复式压缩机的优缺点

往复式压缩机为容积式压缩机，对流量的适应范围宽。流量变化范围为40%~120%。往复式压缩机绝热效率较高，设计工况点下可达80%~84%。往复式压缩机适用于小流量、流量变化幅度较大，压比高的工况。对中、小气量，不确定性较多的管道增压站，往复式压缩机组较为灵活。

往复式压缩机需要定期更换磨损件，一般在12~18个月需更换，日常维护工作量大，日常维护费用高。运动有往复运动，由于动力不平衡性和气流的脉动作用，设备基础和配管等需采防振措施，噪声较大。因往复式机组热效率高，在相同输压和压比下，往复式机组燃气耗量小于离心式机组。往复式压缩机组结构复杂、体积大、功率小，所需台数多。辅助设施、配管多，占地面积大。

（3）优先使用离心式压缩机组的场合

对于气量较大，且气量波动幅度不大，压力较低的情况下宜选用离心式压缩机。当流量小时，相应的离心式压缩机的叶轮窄，加工制造困难，工作情况不稳定。特别是多级压缩的情况下，由于气体被压缩，后几级叶轮的流量更小。因此，离心式压缩机的最小流量受到限制。此外，由于离心式压缩机是先使气体得到动能，然后再把动能转化为压力能，因此比空气密度小的气体要得到同样的压缩比，必须使气体的速度更高。而这样必然导致摩擦损失的增加，因此离心式压缩机压缩低相对分子质量的气体是不利的。

（4）优先使用往复式压缩机的场合

在高压和超高压压缩时，一般采用往复式压缩机。往复式压缩机的压比通常是3：1~4：1，在理论上往复式压缩机压比可以无限制，但太高的压比会使热效率和机械效率下降，较高的排气温度，会导致温度应力增加。往复式压缩机综合绝热效率为0.75~0.85。由于往复

式压缩机具有效率高、出口压力范围宽、流量调节方便等特点，在气田内部集输和储气上得到广泛应用，在输气管线上也有使用。

2．根据动力配置方式选择

1）输气管道增压中常用动力配置方式

在输气管道上主要用燃气轮机，天燃气发动机以及电动机。在对压缩机组进行动力配置时应综合考虑如下几个方面：

（1）驱动机的转速应应与被驱动的压缩机转速相配，这样可以省去增速或减速齿轮箱的机械效率损失，并使结构简化。活塞式压缩机由于转速低，宜选用电动机或天然气发动机驱动。离心式压缩机转速高，可采用燃气轮机驱动。

（2）长输管道压气站的驱动机应优先考虑利用天然气做燃料，从能源利用上可省去发电和输配电过程，较为有利。在电源比较充足可靠且用电经济的场合，可选用电动机驱动。由于压缩机要求电动机转速可调，因此必须采用变频调速电动机。

（3）根据国内外燃压机组选型使用情况，结合工程的具体情况和需要，燃气轮机一般选用操作灵活、大修方便、效率较高的轻型工业燃机或航空该进型燃气轮机。

（4）所以压气站均选用相同机组和硬件配置，以便通过运行人员对设备的高度熟悉程度将运行风险和运行成本降低到最低程度，同时保证了最少的备件库存费用和最大的技术支持灵活性。

3.压缩机组的的配置

（1）.满足增压过程的工艺要求，主要是指适应流量、进出站压力的变化幅度；

（2）.机组的效率

（3）.占地小、费用低；

（4）机组的可靠性；

（5）.备用率尽可能低。

第二节概述

处理厂增压站的主要功能是给管道天然气增压，提高管道上午输送能力，满足用户压力要求。根据苏里格气田特点，我厂增压站压缩机组选用燃气发动机驱动的往复式压缩机，共设置7台压缩机组，单台机组日增压气量为150×104m3/d，其中2006年建成2台，2007年扩建5台，最终满足1050×104m3/d的增压要求。

第三节设备及工艺参数