煤层气处理厂压缩机组的应用

邹学涛 王鹏飞 何海龙（中石油渭南煤层气管输有限责任公司，陕西渭南714019）

煤层气处理厂压缩机组的应用

邹学涛 王鹏飞 何海龙（中石油渭南煤层气管输有限责任公司，陕西渭南714019）

煤层气处理厂压缩机组的选型十分重要，应该根据煤层气处理厂的具体概况，工期建设规模等来选择压缩机组，掌握科学的选配原则与方法，同时，将其有效用于煤层气处理厂。本文结合某煤层气处理厂的概况，分析了压缩机组的选型与应用。

煤层气处理厂；压缩机组；选型；应用

1　煤层气处理厂概况

该煤层气处理厂规模较大，设计规模为10×108 m3/a（分两期建设，一期建设3.33×108 m3/a，二期建设6.67×108 m3/a），远期预留10×108 m3/a处理装置场地，负责接收上游集气站来气。

煤层气处理厂主要包括增压与脱水的工艺，来自于上游集气站的煤层气经气液分离、换热后进入压缩机增压，再经空冷、换热后进入过滤分离器分离，然后进入脱水装置脱水，最后经计量外输至下游用户。

压缩机组的选型要达到合格的参数标准，具体为：出口温度在50度以下，且年运转时间要在8000小时以上。

2　压缩机组的科学选配

2.1选配原则

实际的煤层气处理工作中，必须注重压缩机组的选型，本着优化配置、科学选择的原则，来优选压缩机组。

第一，切实依照国家制定的行业标准、基建方针、规定制度等来优化选择，所选的压缩机组必须符合国家规定标准。

第二，保证机组安全运行的基础上，则要确保所选的压缩机组运转高效、节能环保、经济成本低廉，且具有一定的创造性、创新性，从整体上达到最优效果。

第三，所安装的压缩机组，要确保可以满足煤层气处理厂各个时期建设发展的要求。

第四，重视增压设备的质量，优选高端、先进的工艺与技术，从而确保其安全、高效地工作，当工况发生变化时，依然能够正常发挥功能和作用。

第五，本着安全、可靠、适用的思路来选好仪表，并依靠控制系统，深入开发其自动化、集中控制的功效，达到对各项生产装置管控。

第六，为了控制能耗、提高生产效率与效益，必须重视工艺参数的选择，以及设备型号的选择。

2.2具体选配方法

现阶段，煤层气主要采用两大类型的压缩机组，具体为：往复式与离心式。通常往复式压缩机应用范围相对有限，常用在小流量、工况变化的处理站，运行功率相对小，通常小于6000千瓦，具有良好的适应能力，通常适合60%～100%工况中，一般用在分期规划的油气工程，这是因为煤层气最初建设阶段，气量生产较小，且不会出现较大的变化和波动，而且工程建设是分步骤、分阶段展开。

离心式压缩机则正好相反，一般用在运行工况较为稳定且流量大的煤层气处理厂，其压比通常小于3，但是，运转功率却相对较高，达到3万千瓦，一般用在长输管道的压气站。

往复式压缩机主要靠两大方式来驱动，第一是电力、第二是燃气，二者皆能适应气田增压。然而，同电力驱动相比，燃气的工作效率更高，通常能够达到97%，运转较慢，能够快速启动，且处于安全、稳定的运转状态，然而，缺点体现在：需要较高的运维成本，有较大噪音。电力驱动则相反，具有一定的稳定性，客观温度、环境等的变化都不会影响其运行，一次投资较少，但运行成本相对较高。电动机压缩机占地空间小、便于灵活操作，运行噪音低，环保安全。然而，也存在一定不足：耗电量大、易受供电条件影响。如果在客观电价相对稳定、煤层气价格上涨的条件下，可以考虑选择电力驱动压缩机。

3　压缩机组的具体应用

3.1煤层气处理厂概况

处理厂初级建设阶段，上游来气量约为10×104m3/d，产气量有逐年上升的趋势。

结合该煤层气的产气状况、压缩机科学设置原则，分阶段施工等诸多特征，预计选择以下几大往复压缩机的安装方法：

根据处理厂设计规模及投产初期处理气量，设想以下三种电机驱动压缩机配置方案。

方案一：选用5台压缩机组，其中单机排量为50×104m3/d的压缩机组3台，150×104m3/d的压缩机组2台。投产初期可运行50×104m3/d的压缩机，达到设计规模后，同时开2台150×104m3/d的压缩机。

方案二：选用5台压缩机组，其中单机排量为50×104m3/d的压缩机组2台，100×104m3/d的压缩机组3台。投产初期可运行50×104m3/d的压缩机，达到设计规模后，同时开3台100×104m3/d的压缩机。

方案三：选用7台压缩机组，单机排量为50×104m3/d，其中6台运行1台备用。

综合各方因素，最终决定选择第二套方案，最适合此煤层气状况，也能有效适应分阶段施工。

3.2工况适应度分析

气压稳定状态下，通常通过余隙调节、转速调整等方式来调节气量，从而达到对工况的适应。

第一，余隙调节。此方法能够有效控制压缩机气量，通常能控制额定进气量的10%～20%。选择余隙调节的方法，对大排量压缩机进行调节，从而提高单位压缩机组可处理的气量，无论是大排量还是小排量机器都能达到规定要求，符合处理厂建设规划。

第二，转速调节。要想有效维护压缩机的安全，提高其运转效率，就要确保其在恒定速度下运转，通常可以采用转速调节的方法来确保压缩机在良好状态下运行。

4　结语

煤层气的开发有着自身的特点，要从其建设分期、规模等方面来权衡压缩机组的选型，同时，也要从所在地的海拔、进排气损失等方面出发，来选择机组的运行功率，要及时调整并修正功率，确保排气量达到规定标准，要把握好压缩机组的数量，以此来控制维修工作量。

［1］李新军.关于晋煤集团煤层气压缩机组改造的分析说明［期刊论文］～中国化工贸易2012（1）.

［2］刘建宇.大机组改造涉及控制系统软硬件改造问题的思考［J］.第11届中国化工学会信息技术应用专业委员会年会～2007.