天然氣壓縮機組節能措施的應用

王明禮魏建宏陳強

（1.中原油田分公司采油一廠；2.中原油田分公司油氣儲運管理處）

天然氣壓縮機組節能措施的應用

王明禮1魏建宏2陳強1

（1.中原油田分公司采油一廠；2.中原油田分公司油氣儲運管理處）

通過對天然氣壓縮機組和氣舉生產系統的耗能環節進行量化分析，制定出針對性措施，開展了優化開機組合方式、調整間開井工作制度、放空氣監控以及加強潤滑油管理等工作，節能效果顯著。

壓縮機 優化開機 放空氣 氣舉井間開 節電

在油氣田開發和能源輸送管道領域，天然氣壓縮機組作為增壓設備被廣泛應用。眾所周知，大型壓縮機組具有功率大、能耗高、控制復雜等特點，目前主要依賴進口，由于資產值高、安全要求高，一般被作為關鍵設備重點監管。

針對文東油田深層、低滲、異常高溫、高壓、高氣油比、高礦化度的特殊類型油藏，氣舉采油是最佳開發方式。采油一廠氣舉增壓站是根據文東油田的開發需要建設的。氣舉采油工藝流程包括增壓站、站外地面配氣流程和氣舉井三部分，壓縮介質是文東油田的油井伴生氣。增壓站壓縮機組增壓后的高壓天然氣，經注氣管網分輸到各配氣站，通過配氣橇計量后分配到各單井，把地層產液舉升到地面，經計量站匯入聯合站分離、脫水，天然氣返回增壓站循環使用，整個工藝流程全密閉。

目前文東氣舉增壓站共有壓縮機組9臺，分電動機和燃氣發動機兩種驅動方式，其中電驅動機組5臺，燃氣發動機驅動機組4臺。壓縮機均為往復活塞式、四級壓縮，設計進口壓力0.2MPa，出口壓力12MPa。

天然氣壓縮機組作為氣舉工藝系統的增壓環節，是氣舉系統能耗相對集中的部分。壓縮機組的能耗主要包括以下幾個方面：驅動機消耗的電和燃料氣，壓縮過程中的天然氣放空與泄漏，潤滑油消耗等。如何有效降低壓縮機組的能耗損失，在不斷加強精細化管理的基礎上，通過排查耗能環節，量化能耗單元，在節能工作中進行了以下嘗試，收到了一定的成效。

1 壓縮機組運行經濟性分析

基于扎實的單機核算工作，每季度開展壓縮機組運行經濟性分析活動，通過數據對比分析，優化調整壓縮機組的運行組合。

在用壓縮機組額定排氣量分為18×104Nm3/d和23×104Nm3/d兩種，分別有6臺和3臺。所配驅動機的功率也不同，分別是1770k W和2000k W。通過每天對單機日常消耗的電力（燃料氣）費、修理費、配件費（大修費另計）、油料費等成本進行核算，對單機排氣量進行計量測算，以一個季度為周期進行匯總，計算壓縮機組單耗。通過比對各臺機組的單耗，一是對照五項勞動競賽核定指標找出成本管理的差距，找出下步工作努力的方向；二是根據各臺機組的單耗數據進行運行、備用機組的動態調整和針對性維護。

根據油井維護作業需要，氣舉生產系統會周期性出現注氣量調整，增減氣量最多時能達到4×104~6×104Nm3/d，并持續2~4 d。這種情況下，通過廠生產調度系統實現信息互通，提前準備，及時調整壓縮機組的開機。注氣量減少到一定量時，調整為小功率小排量的機組，注氣量增加到一定量后，調整為大功率大排量的機組，在滿足氣舉井注氣量需要的情況下，盡量做到壓縮機組高負荷運行。

以兩口氣舉井同時上作業停注氣為例，系統將減少注氣量3×104Nm3/d，由79×104Nm3/d降為76×104Nm3/d，分別運行兩臺23×104Nm3/d和18×104Nm3/d的機組就有一定的負荷余量。這時將一臺23×104Nm3/d的機組倒換成18×104Nm3/d的，在同樣滿足系統注氣量需要的情況下，調整后能減少用電量0.4×104k W h/d。2011年，針對注氣量的變化，合理調整壓縮機組的負荷分配和機型組合，收到了一定的成效。全年實際用電量與2010年同比減少41×104k W h，節約32.8萬元。

2 合理調整間開氣舉井的生產時段

2011年采油一廠氣舉井生產井42口，其中間開注氣4口（203-62、203-64、13-93、13-138），這些井舉升效率低，供液能力較差，占全廠氣舉井的9.5%，平均單井日產液8.6t/d，平均單井注氣量1.05×104Nm3/d,平均注入氣液比達到814 m3/t，比全廠氣舉井的平均注入氣液比480m3/t高334 m3/t，氣舉舉升效率較低。為此，在保證氣舉井工況不變差、液量不下降的前提下，對這部分低能量低液量的氣舉井采取了間開方式生產。

實施間開注氣的4口氣舉井，以前的工作制度是兩口井為一組，8∶00-16∶00開一組生產，16∶00-24∶00開另一組生產，間開周期24 h。考慮到峰谷時段的電價差額，我們對間開井的工作制度進行了調整，改為將4口間開井集中到24∶00-8∶00開井生產，間開周期16h。這樣既保證了4口間開井有足夠的液面恢復時間，又使間開井生產增加的1.4×104Nm3注氣量由電價峰時、平時段集中在了谷時段內。

通過對間開井工作制度的調整，在不改變壓縮機組用電量和注氣量，不影響間開氣舉井穩產的情況下，明顯降低了壓縮機組綜合電價。2011年，單位綜合電價比廠平均電價降低0.016元/k W h，全年少發生電費36萬元，收效明顯。

3 技術改造

壓縮機組消耗的天然氣主要包括兩個方面：一是燃氣發動機作功燃燒的燃料氣，二是壓縮機壓縮過程中的泄漏和開停機過程中的放空氣。這其中努力方向主要是放空氣和漏失氣的管理。

壓縮機一級進口和每級壓縮出口都安裝有安全閥，能在超壓時起到緊急泄放的作用，達到保護設備安全的目的。安全閥在長期的使用中，會出現密封橡膠件老化、閥芯密封面磨損、啟跳后回坐不嚴等問題，造成安全閥出現非正常泄漏。由于壓縮機組現場噪聲高，安全閥的少量泄漏又不會造成很大的參數改變，傳統的手觸摸溫度檢查也不易察覺到，因此這部分的放空氣很多時候就白白流失了。

為了減少機組壓縮過程中的天然氣漏失量，對放空工藝進行了技術改造。在安全閥出口與放空炬之間鋪設一根?159mm放空匯管，將所有安全閥、四級放空閥門出口由直接對空排放改為引入該匯管，接入放空炬。放空匯管上安裝安全閥、壓力表和壓力變送器，二次信號采集到值班室操作面板上顯示，實時監測放空壓力變化。正常情況下，放空匯管壓力為0~0.003MPa，一旦放空匯管壓力顯示異常，立即啟動預案逐點進行排查，對天然氣的泄漏早發現早處理，減少浪費。

壓縮機組天然氣放空系統改造以來，平均每年排查出安全閥泄漏問題5~6起，減少天然氣放空量近1×104m3。

4 加強壓縮機組潤滑油管理

1）通過流程改造實現壓縮機組潤滑油密閉加注。建設兩座3m3壓力儲罐，分別安裝入口濾油機、出口過濾器、流量計，鋪設?60mm補油管線至壓縮機和發動機的曲軸箱加油口，實現加油的密閉輸送。定期使用濾油機從油桶向潤滑油罐補充油，潤滑油罐使用凈化天然氣加壓到0.2MPa向壓縮機組曲軸箱補油，整個過程潤滑油為密閉，達到了潤滑油使用三過濾一沉淀的標準要求。

通過加油流程密閉改造，操作人員不再手提加油壺加油，大大減輕了勞動強度，更重要的是減少了加油環節的油品污染，改善了運動部件的磨損狀況。據統計，改造后壓縮機組換油周期平均延長了2000h，潤滑油費用逐年減少。

2）在日常管理中，以三級點檢制的開展為基礎，明確職責分工，細化管理單元，認真排查動靜密封點的滲漏，及時整改，減少油品漏失。

近兩年來，在天然氣壓縮機組管理中，通過不斷加強節能管理工作，在降低壓縮機運行單耗方面實施具體的節能措施，2011年節資近百萬元，收到了比較明顯的成效。今后我們將進一步細化管理環節，加強過程控制，深挖降耗潛力，不斷推進大型設備節能降耗工作的持續有效開展。

10.3969/j.i ssn.2095-1493.2012.011.013

王明禮，高級工程師，1993年畢業于山東東營勝利石油學校（機械專業），從事中原油田分公司采油一廠設備管理工作，E-mail：wmL7609@sohu.com，地址：河南濮陽中原油田采油一廠氣采隊，457172。

2012-05-26）