[发明专利]离心式天然气压缩机机组段间阻垢方法

说明书

技术领域

本发明属油田天然气外输系统领域，具体地说是一种离心式天然气压缩机机组段间阻垢方法。

背景技术

油田天然气处理外输站上用的天然气压缩外输机，基本上都是用的离心式天然气压缩机，该机属四段压缩，每一段有四个叶轮，第一段和第二段属低压区，第三段和第四段属高压区。每段之间串联，第四段外输。在天然气压缩增压过程中每段的天然气从最后一个叶轮出来经冷却器冷却和分离器再进入下一段的第一个叶轮，经第四段的最后一个叶轮出来经冷却分离后外输，此种压缩机组都是从国外引进，设计运行压力是4Mpa，售价为1亿多人民币，该机组随着油田天然气逐年减少，其工作效率也逐渐降低，虽然油田天然气产率与离心式天然气压机性能衰减率有点相适应，原则上不影响天然气的外输，但由于此种离心式天然气压缩外输机组的定性的工艺安装流程，使此机组经常停机检修的故障始终伴随着其工作的过程，造成检修的原因是第三段压力超过防喘振值，引起自动保护停机，如果降低压力外输，膨胀机制冷温度只有-60℃严重制约轻烃生产，本机组售价太高只安装了一台，每次检修需几十个小时的时间，检修时必须停止外输和轻烃的生产，每年要停机检修次数达几十次，尤其在冬季检修的次数占多数，严重影响着天然气的销售和轻烃的生产，每年为此要遭4万元的经济损失，且受到客户的强烈抗议及几千万元的经济赔偿。

经历年的检修经验的积累发现，引起第三段压力增高的原因是第四段第一个叶轮结垢堵塞，使第三段压力增高的天然气不能正常排入第四段所致。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心式天然气压缩机机组段间阻垢方法  ，克服上述已有技术存在的缺陷，提高离心式天然气压缩机工作效率，增强天然气外输系统的稳定性，满足膨胀机入口压力的需要提高制冷温度，提高轻烃的生产能力和质量。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：

1、统计法

对历年每次停机检修前后第三段的压力温度变化统计及检修故障统计法进行故障分析，经统计发现自2006年至今在油田的生产气量减少的情况下，离心式天然气压缩机组正常运行输气压力为2.8 Mpa，第三段的排气压力在1.2-1.35 Mpa之间，在第三段排出压力在1.6 Mpa左右时，外输压力降到2.4-2.6 Mpa，达不到膨胀机制冷工作压力，致使膨胀机制冷温度-60℃左右，轻烃生产率显著降低，整个天然气外输系统产生不稳，当第三段压力超出防喘振阀打开的压力时，防喘振阀打开造成天然气外输压力波动，引起离心式天然气压缩机组保护系统工作，迫使停机检修。

2、          拆解观察法

对离心天然气压缩机机组的第一段至第四段进行拆解，观察每段的叶轮和流道的变化，经拆解发现，第一段至第三段的叶轮和流道无明显变化，只有第四段的第一级叶轮和流道有严重结垢堵塞现象，找出了第三段压力增高的原因。

3、          结垢堵塞原因分析

通过现场流程可以看出离心式天然气压缩机组每段之间的升压串联流程很长，从分离器到下一段的距离有十几米，而且冷却器、分离器和管束都设置在室外，就是用再好的保温材料，也向外界传递温度，当环境温度低于冷却都分离后的天然气温度时，此时天然气进入四段第一级叶轮的温度低于对应压力下的分离器的出口温度，就会形成水露点和烃露点的临界温度就会形成第二次凝液，而第三段的出口压力高于1.35 Mpa以后正符合这个临界压力，就会产生水和烃液，且与天然气悬浮物混合后进入第四段的第一级叶轮增压，此时压力已超过水露点和烃露点压力温度，于是水凝液和烃凝液与悬浮物的混合物就凝结在第四段第一级叶轮上，出现结垢堵塞现象。

 通过以上的统计、解剖、分析和研究可知离心式天然气压缩机机组段间阻垢方法  的技术方案的核心问题是提高结垢段后段的出口处分离器出口至结垢段第一级叶轮的进口温度，使此温度高于分离器出口温度，不产生水露点和烃露点的临界温度，使天然气中的水和氢烃不产生第二次凝液。根据此结论可设计出a或b或c的离心式天然气压缩机机组段间阻垢方法  ，包括结垢段后段的出口管线、冷却器、分离器、分离器出口管线、换热器A或换热媒油换器B或热媒油换热器C、第四段的第一级叶轮进口。

提高离心式天然气压缩机组结垢段后边出口段分离器出口至结垢段第一级叶轮天然气的进口温度，使此温度高于分离器出口温度，不产生水露点和烃露点的临界温度方法为a或b或c。