专利名称：离心式天然气压缩机机组段间阻垢方法
离心式天然气压缩机机组段间阻垢方法技术领域
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I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°C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°C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。
a、增设一个换热器A，将离心式天然气压缩机机组的结垢段后段的出口管线与增 设的换热器进口相连，出口通过管线与冷却器进口相连，冷却器出口与分离器进口相连，分 离器出口与换热器内的换热盘管进口相连，换热盘管的出口通过管线与结垢段第一级叶轮 的进口相连，通过结垢段的后段出口高温的天然气给结垢段的后段分离器出来的低温天然 气换热，使换热后的分离器出口温度温度弥补对外损失温度，高于产生水露点和烃露点的 临界温度。
b、增设一个热媒油换热器B，将离心式天然气压缩机机组的结垢段后段的出口管 线与冷却器进口相连，冷却器出口与分离器进口相连，分离器出口与热媒油换热器的进口 相连，出口通过管线与结垢段的第一级叶轮进口相连，换热器内的热媒油换热盘管进出口 与热媒油加热循环系统相连。通过热媒油换热提高结垢段第一级叶轮的天然气进口温度， 弥补对外损失温度，高于产生水露点和烃露点的临界温度。
C、在离心式天然气压缩机机组结垢段后段天然气出口段的分离器出口至结垢段 第一级叶轮进口管线外周设置一个不锈钢波纹管盘管C，不锈钢波纹管盘管的进出口与热 媒油的加热循环系统相连或与热水加热循环系统或蒸汽循环系统相连，通过热媒油或热水 或蒸汽给分离器出口到结垢段第一级叶轮进口的天然气加热，使天然气不产生温降，不产 生水露点和经露点的临界温度。
通过实施上述的a或b或c方法使离心式天然气压缩机组结垢段后段出口段的分 离器出口到结垢段第一级叶轮进口的天然气温度不产生水露点和烃露点的临界温度，天然 气中的水和轻烃不产生二次凝液，即避免了由于结垢段第一级叶轮内增压升温过程中发生二次汽化结垢堵塞现象。
本发明与已有技术相比具有以下优点1、克服了离心式天然气压缩机机组的先天性不足，为其以后的改进提供了合理的技术 方案；2、通过对本发明的实施，避免了离心式天然气压缩机机组结垢段第一级叶轮结垢堵塞 现象，提高了工作效率，其出口压力达到了 2. SMpa以上；3、提高离心式天然气压密缩机机组出口压力，满足了膨胀机工作压力，提高了制冷温 度，使其达到_80°C以上，从而提高轻烃生产率。
图1-本发明的a装置实施流程示意图；图2-本发明的b装置实施流程示意图；图3-本发明的c装置实施流程示意图；图中LPC-低压机 HPC-高压机DFlOl-入口分离器ElOl —段出口冷却器 E102-二段出口冷却器 E103-三段出口冷却器 E104-四段出口冷却器 DlOl-— 段出口分离器 D102-二段出口分离器D103-三段出口分离器 D104-四段出口分离器。
具体实施方式
为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细 说明以防止离心式天然气压缩机第四段结垢为例，通过以上的统计、解剖、分析和研究阻止 提高离心式天然气压缩机机组第四段结垢核心问题是提高第三段出口处分离器出口至第 四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。
a、增设一个换热器A，天然气从离心式天然气压缩机机组的低压分离器DFlOl进 入低压区HPC的第一段，从第一段出来经冷却器ElOl和分离器DlOl进入第二段，第二段 出来经冷却器E102和分离器D102进入天然气的高压区HPC的第四段后，第三段的出口管 线与增设的换热器A进口相连，出口通过管线与冷却器E103进口相连，冷却器E103出口与 分离器D103进口相连，分离器出口与换热器内的换热盘管进口相连，换热盘管的出口通过 管线与第四段第一级叶轮的进口相连，通过第三段出口 120°C的天然气给分离器出来的低 温天然气换热，使换热后的分离器出口温度温度弥补对外损失温度，高于产生水露点和烃 露点的临界温度，第四段出来的天然气经冷却器E104和分离器D104处理后外输。
b、增设一个热媒油换热器B，将离心式天然气压缩机机组的第三段的出口管线与 冷却器E103进口相连，冷却器出口与分离器D103进口相连，分离器出口与热媒油换热器B 的进口相连，出口通过管线与第四段第一级叶轮进口相连，换热器内的热媒油换热盘管进 出口与热媒油加热循环系统相连。通过热媒油换热提高第四段第一级叶轮的天然气进口温 度，弥补对外损失温度，高于产生水露点和烃露点的临界温度。
C、在离心式天然气压缩机机组第三段天然气出口段的分离器D103出口至第四段第一级叶轮进口中的管线外周设置一个不锈钢波纹管盘管C，不锈钢波纹管盘管的进出口 与热媒油的加热循环相连或与热水加热循环系统或蒸汽循环系统相连，通过热媒油或热水 或蒸汽给分离器D103出口到第四段第一级叶轮进口的天然气加热，使天然气不产生温降， 不产生水露点和烃露点的临界温度。
通过实施上述的a或b或c方法使离心式天然气压缩机机组第四段后边出口段的 分离器出口到第四段第一级叶轮进口的天然气温度不产生水露点和烃露点的临界温度，天 然气中的水和轻烃不产生二次凝液，即避免了第四段第一级叶轮内增压升温过程中发生二 次汽化引起的结垢堵塞现象。
权利要求
1.离心式天然气压缩机机组段间阻垢方法，包括a或b或c方法，用a或b或c方法提高离心式天然气压缩机组段间第一级叶轮天然气的进口温度，使此温度高于段间分离器的出口温度，不产生露点和烃露点；a、增设一个换热器A，将离心式天然气压缩机机组的结垢段后的出口管线与增设的换热器进口相连，出口通过管线与冷却器进口相连，冷却器出口与分离器进口相连，分离器出口与换热器内的换热盘管进口相连，换热盘管的出口通过管线与结垢段第一级叶轮的进口相连，通过结垢段后出口高温的天然气给分离器出来的低温天然气换热，使换热后的分离器出口温度温度弥补对外损失温度，高于产生水露点和烃露点的临界温度；b、增设一个热媒油换热器B，将离心式天然气压缩机机组的结垢段后的出口管线与冷却器进口相连，冷却器出口与分离器进口相连，分离器出口与热媒油换热器的进口相连，出口通过管线与结垢段第一级叶轮进口相连，换热器内的热媒油换热盘管进出口与热媒油加热循环系统相连；通过热媒油换热提高结垢段第一级叶轮的天然气进口温度，弥补对外损失温度，高于产生水露点和烃露点的临界温度；C、在离心式天然气压缩机机组结垢段后天然气出口段的分离器出口至结垢段第一级叶轮进口中的管线外周设置一个不锈钢波纹管盘管C，不锈钢波纹管盘管的进出口与热媒油的加热循环系统相连或与热水加热循环系统或蒸汽循环系统相连，通过热媒油或热水或蒸汽给分离器出口到结垢段第一级叶轮进口的天然气加热，使天然气不产生温降，不产生水露点和烃露点的临界温度；通过实施上述的a或b或c方法使离心式天然气压缩机组结垢段后边出口段的分离器出口到结垢段第一级叶轮进口的天然气温度不产生水露点和烃露点的临界温度，天然气中的水和氢烃不产生二次凝液，即避免了结垢段第一级叶轮内增压升温过程中发生二次汽化引起的结垢堵塞现象。
全文摘要
一种离心式天然气压缩机机组段间阻垢方法，其方法包括a或b或c方法，在段间分离器出口至下段第一级叶轮进口，增设一个换热器，将离心式天然气压缩机机组的结垢段后的出口管线与增设的换热器进口相连，出口通过管线与冷却器进口相连，冷却器出口与分离器进口相连，分离器出口与换热器内的换热盘管进口相连，换热盘管的出口通过管线与结垢段第一级叶轮的进口相连，通过结垢段后出口高温的天然气给分离器出来的低温天然气换热，使换热后的分离器出口温度温度弥补对外损失温度，高于产生水露点和烃露点的临界温度。
文档编号F04D29/00GK102996489SQ201110264760
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者赵勇, 赵学俭, 李志兴, 沈健, 刘兆增, 郭景洲, 赵鹏, 丁帅 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司油气集输总厂