[发明专利]用于压缩机系统增压的方法和设备

说明书

一种方法，通过使用排放管路(5)来使可操作地连接至上游压缩机系统(2)的下游压缩机系统(3)增压，排放管路(5)在第一端处连接至下游压缩机系统(3)，且在第二端处至少连接至上游压缩机系统(2)的一个排放区域或释放区域。

技术领域

本文中所公开的主题的实施例与用于包含串联的至少两个压缩机系统的装置的增压的方法和设备相对应。

背景技术

在增压后的装置的领域中，例如，在必须达到最终高压时，一般使第一和第二压缩机系统串联。

术语“压缩机系统”通常意指单个压缩机(例如，单级或多级(优选为离心式)压缩机)和由燃气涡轮和/或蒸汽涡轮和/或变速电动机和/或恒速电动机驱动的多个压缩机两种情况；典型地，进一步意指一般还设置有其他构件的压缩机系统中的上述的压缩机(单级或多级)，其他构件例如为：吸入/排出隔离阀、吸入/排出增压阀(优选为与隔离阀并联)、节流阀、吸入式洗涤器、离心式压缩机、后冷却器、防喘振阀、吸入/排出止回阀、防阻塞阀、热气旁通阀、冷气旁通阀(与防喘振阀并联)、吹扫阀、排气阀、溢流阀。

优选，在本描述中，上游压缩机系统是多级压缩机(例如，低-中压或低-中-高压)，并且，下游压缩机系统是单级压缩机(例如，高压或非常高的压力)。

典型地，两个压缩机系统各自由专用驱动器操作：例如，上游压缩机系统由涡轮操作，而下游压缩机系统由电动机或燃气涡轮操作；在不背离本描述的情况下，在不同的情况下，能够设置有其他操作部件。

两个压缩机系统通过管道而连接，其中，并联地设置有两个阀：隔离阀和增压阀。

当装置在运转时，使用第一阀的同时，第二阀起作用用于仅仅使下游压缩机系统增压。

实际上，如果装置在运转时，在下游压缩机系统中出现问题，则可能有必要使下游压缩机系统减压(例如，高达几乎接近于大气压的值)，从而使下游压缩机系统关机。

在某些情况下，通过当上游压缩机系统保持运转而在部分或完全再循环模式下运行时，合适地对下游压缩机系统进行排气，从而完成该运行。

因而，这导致如下的情形：上游压缩机系统处于运行中，并且，使气体压缩至一般比“运行模式下的排出压力”更小的“再循环模式下(或“循环模式下”)的排出压力”，而下游压缩机系统处于较低的压力(例如，与大气压大约相等)。

在必须重新启动整个装置时，首先，有必要再次使下游压缩机系统增压。

这一般通过打开将两个压缩机系统连接的管道上的上述增压阀而完成；然而，增压阀的打开导致大体上等焓的气体膨胀，其中，具有由于焦耳-汤姆逊效应(Joule-Thompson effect)而导致相关的温度降。

在具有高分子量的气体的情况下，焦耳-汤姆逊效应尤为重要，并且，其导致下游压缩机系统中的显著的温度降。

例如，在“油&气”领域中，这样的装置用于使富含甲烷及其他烃的气体混合物压缩至高达比250 bar更高的压力，以便执行气井或类似装置中的注气；具体地，可能认为的是(作为非限制性的示例)，取决于气体成分，气体在其等于或高于28-44 Kmol/Kg之间所包含的值时具有相对高的分子量；必须强调的是，该范围的分子量不旨在限制本发明，而仅仅旨在作为对更强烈地感觉到通过本发明而实现的优点的范围的指示。

在这些情况下，在借助于增压阀而实现的下游压缩机系统的增压的期间，增压阀处的压力降非常高：例如，如果上游压缩机系统是低/中压多级压缩机系统，则这样的压力降能够达到大约250 bar；如果上游压缩机系统是低/中/高压多级压缩机系统，则超过该值。

在这样的假设下，焦耳-汤姆逊效应导致气体中的温度降，且因此，导致下游压缩机系统中的温度降，以致使下游压缩机系统成为非常低的温度；如果最小温度降低于最低装备设计温度，则可以解决机械完整性的问题的风险。