气体压缩装置的稳定性探究与改进

发布日期：2011-10-18　来源: 中国压缩机网　查看次数: 93

核心提示：　　SZ36- 1 CEP平台是油田新区的中心平台，负责WHP1 WHP6平台的油气处理和电力供给。平台伴生气压缩机是整个油田生产的核心设备，在安全生产方面的重要性已超过CEP电站，与核心的空压机和海水泵可等量齐观。但随着油田进入开采的中后期，新区总产气量不断下降，再加上海管段塞流的影响，导致系统的调控能力已不能满足正常生产的要求，经常造成CEP伴生气压缩机进气低压报警，机组运转电流长期低于标准数值，甚至还引起透平发电机组进气低压报警，透平切油运行，影响整个油田的安全生产。本文介绍在过去的1年时间内

　　SZ36- 1 CEP平台是油田新区的中心平台，负责WHP1 WHP6平台的油气处理和电力供给。平台伴生气压缩机是整个油田生产的核心设备，在安全生产方面的重要性已超过CEP电站，与核心的空压机和海水泵可等量齐观。但随着油田进入开采的中后期，新区总产气量不断下降，再加上海管段塞流的影响，导致系统的调控能力已不能满足正常生产的要求，经常造成CEP伴生气压缩机进气低压报警，机组运转电流长期低于标准数值，甚至还引起透平发电机组进气低压报警，透平切油运行，影响整个油田的安全生产。本文介绍在过去的1年时间内对SZ36- 1CEP伴生气压缩机流程进行稳定性改造的研究设计和实施效果。

　　1现状调查和分析据统计， 2003年整个二期井口平台油管产气量约20 10 4 Nm 3 / d（作者注： N表示气体的标准状况。下同。）， 2004年下半年已降至17 10 4 Nm 3 / d左右，连同部分平台的套管产气量总计约20 10 4 N m 3 / d，并且随着油井的进一步转注及单井产气量的下降，总产气量将持续下降。SZ36- 1二期井口平台油井产出液通过海管输往CEP，混输海管段塞流情况较为严重，特别是H、F平台产气量较高，更加剧了海管段塞流现象。当出现段塞流时， 4台三相分离器的压力同时降低，供气量减少，伴生气压缩机和透平发电机组多次出现进气低压报警，甚至透平切油运行，影响油田的正常生产。现场统计，分离器出口管汇上向火炬放空的调节阀因段塞流影响，完全关闭的时间*长达2min.

　　目前新区总产气量约20 10 4 Nm 3 / d， 3台透平发电机组耗气量约为17 10 4 Nm 3 / d（单台透平耗气按40Nm 3 / min计算），伴生气总量应该能够满足要求，因此，引起压缩机和透平发电机组进气低压报警的原因不是总气量不足，而是瞬时气量波动较大造成的。

　　2稳定改造措施2. 1稳定措施针对上述的主要原因和分析，制定了稳定流程改造的措施，增设伴生气调储罐和压力控制调节阀，充分利用排向火炬的高压燃气，通过控制回流和放空调节阀的开度，保证压缩机入口压力在操作范围内。

　　2. 2流程稳定分析（1）调压储气工况：正常运行，当燃料气洗涤器CEP- V- 204的压力高于其出口调节阀PV- 7241的设定值2669kPa时，阀门开启，燃料气进入调储罐CEP- V - N01A / B.当调储罐的压力达到其放空调节阀PV- N002的设定值2600kPa时，放空调节阀开启，多余燃气通过火炬排放。在进出口调节阀的共同控制下，使罐内压力保持设定值2600kPa，达到调压储气的目的。

　　（2）补气缓冲工况：当出现段塞流时，伴生气压缩机一级气体涤气罐CEP- V- 201A/ B/ C的入口压力低于正常值260kPa，调储罐的回流调节阀PV- N001将打开，燃料气经调节阀降压后进入一级气体涤气罐入口管汇，为压缩机入口补压，缓解入口压力波动，保证压缩机入口压力在操作范围内。回流的燃料气经压缩机加压进入燃料气洗涤器后，一部分被透平发电机组消耗，多余燃气继续进入调储罐供回流循环使用。由于有燃气不断被消耗，所以调储罐的压力将逐渐降低。段塞流消失，伴生气压缩机入口压力升高，回流调节阀关闭，压缩机出口多余气量补给调储罐，直至放空调节阀压力达到设定值2600kPa，重新恢复到调压储气工况。

　　2. 3调储罐容积计算通过现场观察统计，总气量波动时低点的持续时间*长为2min，*低点值约为9900N m 3 / h，补气缓冲时间按2min计算，同时考虑两台压缩机和3台透平发电机组同时运行的工况：那么，压缩气量为： 7200 2= 14400 Nm 3 / h，即供气量为240 Nm 3 / min；瞬时值取*低点流量9900N m 3 / h，即165 Nm 3 / min，则补气量为： 240- 165= 75 N m 3 / min.

　　补气缓冲工况下新增调储罐CEP- V - N01A/ B的操作压力为2. 6M Pa，压缩机入口的低压值为0. 26 MPa，按照10倍的压缩比计算，则罐容积为： 0. 26 （ 75/ 2. 6）2= 15 Nm 3。考虑平台层高空间的限制，设计为两台罐串联，扣除罐底部积液占一部分容积，*终确定调储罐尺寸为1. 6m（ ID）3. 5m（ T/ T ）。

　　3实施效果及建议改造后系统已经运行半年多，压缩机和透平发电机组运转正常。本设计有效地解决了海管段塞流对平台伴生气压缩机流程的影响，为油田开采中后期稳定伴生气流程提供了参考，但还应注意以下问题：（1）考虑油田产气量的不确定性和后期有打调整井的可能，在现有老设施的可用空间下，在不影响安全通道的情况下，尽可能增大调储罐体积，增强其调储能力，尽量降低伴生气的波动。

　　（2）设备、管线、阀门选型设计应考虑H 2 S应力腐蚀的影响。

　　（3）新建平台应考虑在伴生气压缩机进口涤气器前和去火炬系统以及闭排系统的管线上预留接口，以便后期能实现不停产改造。