高小鍵，楊 茂，崔 彥，苗 成，南 春，趙彥女

（ 中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

天然氣壓縮機啟動氣主要作用分為兩部分：（ 1）通過啟動氣帶動預(yù)潤滑泵， 用于天然氣壓縮機組啟動前的潤滑以及停機后的潤滑；（ 2）帶動啟動電動機，通過啟動電動機帶動飛輪，從而帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn)，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速≥300 r/min 時，發(fā)動機點火開始工作。 神木處理廠天然氣壓縮機啟動氣壓力要求0.8 MPa～1.0 MPa，氣量3 200 m3/h。

本文就針對神木天然氣處理廠天然氣壓縮機（ 以下簡稱壓縮機）啟動氣工藝流程的改造方案進(jìn)行探討。

1 壓縮機啟動氣工藝現(xiàn)狀及存在問題

1.1 壓縮機啟動氣工藝現(xiàn)狀及存在問題

壓縮機啟動氣設(shè)計氣源來自神木處理廠外輸配氣區(qū)， 經(jīng)自力式調(diào)節(jié)閥使壓力由5.4 MPa 降至1.0 MPa，同時設(shè)有自力式安全切斷閥確保調(diào)壓后壓力不高于1.08 MPa，設(shè)計正常流量為5 100 m3/h（ 標(biāo)況），氣體密度約為0.73 kg/m3（ 標(biāo)況）。在實際使用過程中由于自力式調(diào)壓閥與安全切斷閥性能不夠可靠的原因， 使得壓縮機在啟停時啟動氣流量偏小、壓力偏低，不能正常啟停；而當(dāng)壓縮機不再需用啟動氣時，啟動氣壓力又逐漸升高導(dǎo)致下游低壓管線超壓，造成嚴(yán)重的安全隱患。為確保壓縮機正常啟停， 需要4 名員工手動控制旁路閥門開度來實現(xiàn)壓縮機的啟停（ 見圖1）。

1.2 存在問題分析

由于設(shè)計選用的自力式調(diào)壓閥及安全切斷閥為過時老舊型號，安全可靠性及可操作性較低，加之壓縮機啟動氣只是在壓縮機啟停時使用， 一旦自力式調(diào)壓閥與安全切斷閥有內(nèi)漏， 下游壓力將會達(dá)到調(diào)壓前壓力5.4 MPa，導(dǎo)致下游啟動氣管線超壓，造成極大安全隱患。

2 幾種工藝改造方案的探索

2.1 改造思路

根據(jù)壓縮機啟動氣的要求以及該處理廠現(xiàn)場實際情況，探索出以下三種改造方案：

方案一：自力式調(diào)壓閥與安全切斷閥重新選型，根據(jù)設(shè)計技術(shù)參數(shù)，重新選擇性能較為可靠的閥門，要求調(diào)壓前壓力范圍2.4 MPa～5.4 MPa， 調(diào)壓后壓力范圍0.8 MPa～1.0 MPa、介質(zhì)流量5 100 m3/h（ 標(biāo)況），通過篩選和現(xiàn)場使用調(diào)研， 推薦使用fisherDN50 調(diào)壓閥及DN100 安全切斷閥。

方案二：棄用原啟動氣流程，增加從壓縮機燃料氣至啟動氣工藝流程， 壓縮機燃料氣來自燃料氣區(qū)高壓配氣匯管，可提供壓力為1.0 MPa 的穩(wěn)定可靠的氣源，確保壓縮機安全平穩(wěn)啟停的同時也不影響壓縮機運轉(zhuǎn)時的燃?xì)庑枨螅?因此增加由壓縮機燃料氣至壓縮機啟動氣流程，工藝改造流程圖（ 見圖2）。

方案三： 增加從處理廠增壓區(qū)壓縮空氣總管至啟動氣工藝流程， 處理廠增壓區(qū)壓縮空氣來自處理廠空氮站40 m3壓縮空氣儲罐，壓力0.8 MPa，考慮到壓縮空氣主要供給儀表風(fēng)及氮封系統(tǒng)用氣， 為確保處理廠儀表風(fēng)用氣及氮封系統(tǒng)用氣安全， 采用該方案需要在啟動氣流程內(nèi)增加20 m3壓縮空氣儲罐， 確保用氣安全。

2.2 方案優(yōu)選

以上三種方案， 均可實現(xiàn)壓縮機啟動氣的壓力與氣量要求，相比之下方案一選用進(jìn)口Fisher 閥，首次投資成本相對較高且后期性能逐漸下降，維護(hù)成本較高；方案二氣源引自高壓燃料氣匯管， 相對投資小且工藝改造簡單易行；方案三由于需要增設(shè)壓縮空氣儲罐，投資成本相對較高、施工工作量較大。

圖1 原壓縮機燃料氣、啟動氣流程

圖2 工藝改造后燃料氣、啟動氣流程

經(jīng)過以上對比分析，方案二工藝改造簡單易行、投資成本低且能提供壓力穩(wěn)定、氣量可靠的啟動氣，故推薦優(yōu)先使用。

3 實際應(yīng)用效果評價

現(xiàn)場采用方案二進(jìn)行了工藝改造， 天然氣壓縮機啟停瞬間高壓燃料氣匯管壓力在0.9 MPa～1.0 MPa，啟動完成后壓力穩(wěn)定至1.0 MPa， 與實際預(yù)期相符合，滿足各方用氣需求。 通過這次改造避免了啟動氣低壓管線超壓的風(fēng)險， 同時也能實現(xiàn)只需一名員工通過壓縮機控制柜啟停壓縮機的目標(biāo)。

4 結(jié)語

通過對該處理廠壓縮機啟動氣需求以及現(xiàn)有工藝流程的細(xì)致分析， 探索了三種天然氣壓縮機啟動氣工藝改造方案，再從三種方案投資成本、施工工藝、后期維護(hù)方面的比較， 優(yōu)選出從天然氣壓縮機燃料氣增加至啟動氣的工藝流程最簡單易行且性能可靠， 根據(jù)改造后現(xiàn)場實際應(yīng)用情況來看，方案二運行安全、可靠。

［ 1］ 汪國興，秦宏波，等. 壓縮機供氣系統(tǒng)空氣處理設(shè)備節(jié)能措施分析［ J］.上海節(jié)能，2005，（ 2）：11-16.

［ 2］ 西安交通大學(xué)壓縮機教研室. 活塞式壓縮機設(shè)計［ M］.西安：西安交通大學(xué)出版社，1979.

［ 3］ 梁豎，等.天然氣壓縮機運行參數(shù)改變對壓縮機工況的影響［ J］.壓縮機技術(shù)，2000，（ 2）：21-22.