對深冷裝置中丙烷壓縮機節(jié)能運行的幾點探討

孫鳳琦（大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司油氣加工九大隊,黑龍江大慶163000）

對深冷裝置中丙烷壓縮機節(jié)能運行的幾點探討

孫鳳琦（大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司油氣加工九大隊,黑龍江大慶163000）

丙烷壓縮機作為天然氣處理工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，其能耗較高的問題一直是制約行業(yè)全面推動節(jié)能降耗工作的一個瓶頸難點，必須得到充分的重視。本文對如何實現(xiàn)丙烷壓縮機的節(jié)能降耗進行了探討，希望對相關(guān)工作能夠有所借鑒。

制冷裝置;丙烷壓縮機;節(jié)能措施

改革開放以來，我國的各項事業(yè)都取得了飛速的發(fā)展和進步，這一方面促進了社會生產(chǎn)和生活的發(fā)展，但同時也造成了對能源的需求量不斷上漲。現(xiàn)階段，能源危機已經(jīng)滲透了世界上的各個國家，如何在不影響社會生產(chǎn)的條件下，提升能源的利用率，降低不必要的能源損耗，已經(jīng)逐漸成為了擺在當(dāng)今全球各國面前的一個迫切需要解決的難題。筆者正是基于這一觀點，以天然氣處理工藝中的制冷環(huán)節(jié)為例，就如何提升節(jié)能效應(yīng)進行了探討。

1 丙烷壓縮機運行中的能耗問題

現(xiàn)實中，天然氣處理工藝中的制冷環(huán)節(jié)已經(jīng)普遍開始采用“丙烷蒸發(fā)輔助制冷+渦輪膨脹機制冷”的工藝，這可以進一步降低深冷裝置的制冷溫度，進而提升C3收率和產(chǎn)品質(zhì)量。但是該項工藝中也存在一些問題，例如丙烷壓縮機組(如圖1所示)的耗電量較大，這與當(dāng)前企業(yè)和社會追求節(jié)能降耗、推進可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略理念相悖。此外，丙烷機組的功率很大，尤其是在夏季時的負荷值將會非常大，電機的電流值往往都會達到50A以上，而這很容易導(dǎo)致電流過載問題，進而造成聯(lián)鎖停機，這一方面降低了深冷裝置的工作穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量，而且還還會大大縮短機組的使用壽命，由此帶來的經(jīng)濟損失和能源浪費可能十分巨大，必須得到充分的重視。

圖1 某型號的丙烷壓縮機

2 節(jié)能降耗措施探討

2.1 制定合理的丙烷機組啟/停時間表

如上文所述，雖然當(dāng)前深冷裝置中采用的丙烷蒸發(fā)輔助制冷技術(shù)具有良好的工作效率，但其壓縮機中的主電機卻會消耗大量的電能，這與節(jié)能降耗的理念相悖。因此，要提升丙烷壓縮機的節(jié)能效益，首先要做的就是從機組的運行時間上下手，如果可以減少一些不必要的運行時間，那么無疑會節(jié)約大量的電能。

眾所周知，外界環(huán)境的溫度具有典型的周期變化性，即會隨著春夏秋冬季節(jié)的更替而出現(xiàn)明顯的波動。而對于丙烷壓縮機來說，重接觸塔頂溫度與環(huán)境溫度的變化趨勢相同，C3收率則與環(huán)境溫度的變化趨勢相反。這也就造成了每年10月末到次年初時，由于C3收率都比較高(常都可以達到96%以上)，此時考慮到機組節(jié)能降耗的需求，就可以適當(dāng)?shù)耐＿\機組；而當(dāng)每年3月以后，因為外界的環(huán)境溫度逐漸增高，所以C3收率會下降，此時為了遏制C3收率的降低，應(yīng)該保持機組的啟動運行狀態(tài)。通過實踐經(jīng)驗可知，當(dāng)日平均氣溫低于10℃時，為了提升機組的節(jié)能效益，可以停運機組；而當(dāng)日平均高于23時，就應(yīng)該保持機組處于開啟狀態(tài)。

綜上所述，為了提升丙烷壓縮機的節(jié)能降耗效益，應(yīng)該根據(jù)外界環(huán)境溫度的季節(jié)性變化規(guī)律，對機組的啟動和停止進行合理安排。一般來說，6～10月份時應(yīng)該保持機組正常運行，而其他月份則完全可以停運，這樣就能夠大幅度提升丙烷壓縮機的節(jié)能降耗水平。

2.2 對丙烷壓縮機吸入壓力的設(shè)定值進行合理調(diào)節(jié)

當(dāng)前在實踐中廣泛應(yīng)用的丙烷壓縮機都可以實現(xiàn)在10%～100%范圍內(nèi)的無級調(diào)節(jié)負荷。現(xiàn)實中，壓縮機的負荷會隨著啟動和加載而逐漸增大，而這一過程的負荷調(diào)節(jié)會由一套液壓活塞機構(gòu)自動執(zhí)行，具體的控制指令則來自于電腦控制中心的時間比例信號。在此過程中，丙烷壓縮機的負荷將直接由吸入壓力的設(shè)定值進行控制，每當(dāng)吸入壓力低于設(shè)定值時，負荷就會降低，反之就會升高。

現(xiàn)實中，丙烷壓縮機的吸入壓力設(shè)定值與丙烷蒸發(fā)壓力直接相關(guān)。這是因為蒸發(fā)溫度是由蒸發(fā)壓力決定，而當(dāng)蒸發(fā)溫度降低到-35℃時，裝置的C3收率就會保持在一個較高的水平上，此時就無需再增大機組負荷。因此，機組吸入壓力的設(shè)定值不應(yīng)小于丙烷蒸發(fā)溫度為-35℃時的蒸發(fā)壓力值，即丙烷機組的吸入壓力設(shè)定值應(yīng)該至少大于等于140kPa。

此外，原料氣的溫度和物料的增多都會使丙烷壓縮機的負荷變大，嚴重時甚至可能因為電流升高而導(dǎo)致機組出現(xiàn)運行故障。所以還必須對電流值的變化情況進行實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)電流值接近危險線時，就必須立即提高機組的吸入壓力設(shè)定值，此時即使是放棄C3收率，也要保障機組不會出現(xiàn)故障或損壞，否則由此產(chǎn)生的工藝系統(tǒng)波動可能會帶來更嚴重的損失。

總之，在對丙烷壓縮機的吸入壓力設(shè)定值進行調(diào)節(jié)時，必須要對上述因素進行綜合考慮，只有找到C3收率和機組運行優(yōu)化的平衡點，才能最大限度地實現(xiàn)節(jié)能效應(yīng)。

2.3 對機組的排氣壓力進行優(yōu)化

首先，當(dāng)環(huán)境溫度一定時，適當(dāng)增加空冷器的臺數(shù)，并對其實施變頻控制，可以在一定程度上降低機組的排氣壓力，進而實現(xiàn)節(jié)能目的；其次，對風(fēng)扇葉的傾角進行適當(dāng)調(diào)整，在冷卻效果和節(jié)能效果之間找到平衡點，從而實現(xiàn)對機組排氣壓力的優(yōu)化；最后，對空冷器的翅片要定期進行清理，以確保丙烷和空氣的熱量交換效果良好。

3 結(jié)語

丙烷壓縮機作為天然氣處理工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，其能耗較高的問題一直是制約行業(yè)全面推動節(jié)能降耗工作的一個瓶頸難點，必須得到充分的重視。

[1]曾科,孫新亞,羅彩龍,等.蘇里格天然氣處理廠丙烷電機節(jié)能改造研究[J].石油化工應(yīng)用,2015,34(8):56-58.

[2]方曉慶,莊學(xué)武.丙烷制冷系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用及效果分析[J].石油石化節(jié)能,2014,(8):12-14.