溴化鋰直燃機在天然氣工業中的應用

劉彥兵

摘 要：溴化鋰是一種特殊的物質，主要是由鹵族元素與堿金屬鋰構成的，其沸點為1265℃，熔點為549℃，其內部比較穩定，即使在復雜的大氣環境之中也不會出現溶解、揮發以及變質的問題。在當前的天然氣工業之中，為了增加天然氣資源的產量，很多企業都對溴化鋰直燃機進行應用，在這個機組進行制冷的過程中，溴化鋰主要是作為吸收劑被使用。當這種直燃機有效發揮作用時，能源的回收率可以獲得顯著提升，壓縮機的排出量也有所提高，本文根據使用溴化鋰類型的直燃機的經驗，對其被應用于天然氣工業之中的情況進行研究。

關鍵詞：溴化鋰直燃機；天然氣工業；應用；天然氣降溫

中圖分類號：TU822 文獻標志碼：A

天然氣工業在能源收集技術以及處理技術有大幅度的進展之后，也逐漸進步，為了使天然氣的收集效率能夠有所提升，技術人員不僅對原有的氣體處理設備進行了改造，同時還對新型的處理設備進行了使用，溴化鋰型直燃機是一種能夠應對天然氣處理環節之中的大多數的問題的新型設備，主要是將溴化鋰物質當作制冷環節之中的吸收劑進行使用，其優勢體現在通過保持地層壓力來提升氣體資源的采收率，但是對這種直燃機機組進行應用的時候，制冷過程相對復雜，本文對這種直燃機的具體應用進行研究。

1 現存的制冷問題分析

根據天然氣工業的氣田可以了解到，其在進行凝析氣能源處理工作時，常常會出現3個必須被有效解決的問題，首先是在將凝析氣之中的天然氣進行分離的時候，需要借助一級分離器，但是在進一步對二級分離器進行使用的時候，分離溫度會提升，在高溫的分離環境之下，液烴的分離量就會相對降低，從而使液化天然氣的分離產量降低。另一個處理問題主要是，當氣體被傳送到氣壓縮機之中時，氣壓縮機的內部環境的溫度會比較高，其排量也會受到影響而降低，因此會產生天然氣浪費的情況；最后一方面的問題主要是蒸發型的表面空冷器難以在運行的時候達到相應的使用指標，從而使液化氣分餾設備之中的生成的液化氣難以被徹底液化。這是三方面問題的產生原因有所不同，第一個和第二個問題主要是因為在凝析氣的進站環節之中，設計溫度比實際溫度低，第三個問題主要是因為制冷設備以及其他處理設備難以對凝析氣處理現場的環境條件有所適應。

2 制冷技術基本原理

將溴化鋰物質當作吸收劑進行使用的制冷原理如下：用溴化鋰制備的液體溶液具有較高的沸點，因此比較難以直接揮發，因此可以判定溶液液面上方的蒸汽的主要成分為水蒸氣，而且是純水蒸氣，當溫度到達一定程度之后，溶液上方位置水蒸氣的原有的飽和分壓力會逐漸縮小，而且隨著濃度提升，這個數值還會不斷縮小，其對于水分進行吸收的能力也就越強。

在對這種直燃機進行應用的時候，直燃機可以直接提供溫度已經保持穩定的冷卻溶液，在這種應用條件之下，很多制冷問題都可以被妥善解決，包括冷凝器的結鹽問題以及溫度差距問題等，還能達到準確控制溫度的目的。

3 制冷方案設定

在對溴化鋰直燃機進行實際應用之前，技術人員需要先對制冷方案進行制定，首先需要提供冷水，借助轉熱設備來開展天然氣以及冷水之間的熱交換活動，開展這個活動的主要目的是實現控制天然氣能源的基本溫度，在對冷源進行選擇的時候，技術人員可以直接將溫度比較低的純水作為冷源供給，將天然氣與冷水之間的轉換工作做好，在制冷的工作之中，始終牢牢控制好天然氣的溫度，制冷的最后一個環節是借助噴霧類型的空冷器直接對能源降溫。

4 應用分析

這種直燃機能夠將冷水直接分配給兩天水冷設備，可以將分流塔頂部位的冷凝器進行替換，使用空冷器來完成冷凝任務，還可以將空冷器與原有的直燃機進行串聯，在冬季使用這種制冷機組，能夠將所有的制冷動力都發揮出來，但是到了夏季之后，就只有一部分制冷動力能夠被有效提供，但是直燃機可以彌補這個缺點，將剩余的制冷能力發揮出來，減少制冷負荷，僅需要一次投資就可以實現對設備的徹底控制，為了確保整個系統的運行質量，技術人員需要始終把控冷卻溫度，并對根據實際的冷卻需要來選擇合適的直燃機機組。

空冷器在冬季能夠將全部的制冷動力提供出來，夏季則能夠將部分的制冷能力提供出來，而由溴化鋰直燃機提供其余的制冷能力。這種方式就使得溴化鋰直燃機的制冷負荷可以減少，并且對設備的一次投資進行了控制。由于需要全面的考慮到整個系統，凝析氣一級分離器的天然氣由需要從56℃ 被冷卻到30℃，在該處理站中設計日處理凝析氣為320萬方，以熱力學第一定律為根據，我們發現，天然氣冷卻器所需要的制冷量主要是工作壓力下的320 萬方從56℃被冷卻到30℃的焓降。在經過相應的計算之后，選擇了一臺300 萬大卡的溴化鋰直燃機機組。

對實際的氣田進行調查之后，就可以了解到由于技術人員是在冷卻過程之中初次應用這種直燃機，對于這種設備的施工經驗比較少，因此需要根據氣田的實際情況的對其進行部分改進，冷卻水被應用于使用直燃機的冷卻工作中的時候，一般會存在5℃左右的溫差，而將冷卻機組在處理站進行應用時，處理站本身的溫差就比較大，但是器工作情況比較穩定，因此處理人員對溫差進行了調節，使冷水溫差保持在10℃，在這種處理手段的影響之下，冷水的循環量直接降低了一半，同時泵裝機的基本容量也有所降低，使冷卻工作中消耗電能被有效節省。在不同的季節對這種應用的吸收劑比較特殊的直燃機的應用方式也不同，在夏天使用時，一半會借助制冷系統來供給冷水，冬天則有所不同，需要借助采暖以及衛生熱水進行加熱，如果其運行的位置還是在集中處理站，就需要持續地對冷水進行提供，制冷任務執行難度高是技術人員需要解決的問題。

在對這種直燃機進行應用時，制冷人員需要對其進行嚴密監督，防止直燃機出現運行問題，反而達不到使用效果。

為了能夠使機組實現無人職守，減少操作人員的數量，并且使機組能夠與工藝系統工況變化平穩運行相適應，該集中處理站的DBC 系統與溴化鋰直燃機控制系統實現了通信，在集中處理站控制室操作人員就能夠對機組的運行參數進行隨時控制。在天然氣工業中應用溴化鋰直燃機能夠有效地促進液化氣產量的提升，極大地增加了天然氣工業的產值，使得企業獲得了巨大的直接經濟效益和間接經濟效益。而且溴化鋰直燃機的使用還能夠使地層壓力的下降速度得以緩解，使凝析油的采收率得以提升，值得在天然氣工業中進行推廣和應用，達到更好地處理天然氣資源的使用目的。

結語

本文首先以實際的氣田情況為例，對其在處理凝析氣過程之中的問題進行了研究，這些處理問題都會降低天然氣的采集效率，甚至還會導致天然氣浪費的情況發生，因此技術人員需要對原有機組進行改進與替換，對制冷過程進行重新規劃，本文又對以溴化鋰物質為基本吸收劑的內燃機設備的運行原理進行了研究，并提出了具體的應用方法，最后分析了其被應用在實際天然氣處理過程中的情況。這種制冷機組的應用優勢極為明顯，但是并不代表其沒有可以被改進的地方，技術人員需要對其制冷情況進行記錄，通過改進手段，使其能夠起到更好的制冷效果。

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