丙烷制冷系统节能技术应用及效果分析

方晓庆 庄学武（大庆油田有限责任公司天然气分公司）

丙烷制冷单元是天然气浅冷处理装置的核心单元，决定了装置的制冷温度，而丙烷压缩机的电耗一般也占到整套浅冷装置电耗的15%以上。天然气分公司现有9套丙烷压缩制冷系统在运，其中4 套用于浅冷装置，采取技术措施降低丙烷压缩机的能耗，对于降低装置运行成本具有现实意义；但同时必须保证制冷系统所提供冷量的数量和品位，否则将会影响装置的制冷温度。

1 丙烷制冷系统能耗影响因素分析

1.1 丙烷制冷系统简介

目前，丙烷制冷机组普遍采用的工艺流程（图1）是：丙烷蒸发器中的气态丙烷由丙烷压缩机进行压缩，在压缩机出口油分离器中分离出机油后，去水冷冷凝器冷凝成液态丙烷，冷凝后高压液态丙烷经节流膨胀后进入经济器。经济器中的气态丙烷返回压缩机中段进一步进行压缩；液态丙烷经过控制蒸发器液位的调节阀进入蒸发器，气化变成气态丙烷，吸收天然气的热量；丙烷在制冷系统内部如此反复循环，不断吸收天然气的热量，从而达到制冷的目的。其中，丙烷压缩机是丙烷压缩制冷系统的主要能耗设备。

如果忽略管线和静设备压降，压缩制冷循环在压焓图上如图2所示。1-2线段表示气态冷剂在压缩机中的压缩过程，近似地沿等熵线进行；2-2′-3′-3线段表示冷剂在冷凝器中的冷凝过程，为等压过程；3-4线段表示冷剂节流膨胀过程，为等焓过程；4-1线段表示冷剂在蒸发器中的蒸发过程，为等压过程[1]（图2）。……