DPC2803壓縮機自動補氣工藝技術創新及效果評價

魯昕　羅亮

氣田開采后期氣量減少，井口壓力逐漸降低，天然氣壓縮機不能穩定在設定的工況下運轉造成故障停機，配件加速損耗。壓縮機在運轉時，往往因壓縮機排氣參數的改變，使機器實際運行點偏離設計工況，從而改變壓縮機的負載特性。運行時天然氣壓縮機進氣壓力隨著氣井儲量遞減而井壓逐漸下降，活塞完成一個循環所吸入的氣體體積折算到標準狀況下的流量就隨著減少。此外天然氣處理工藝必須要求增壓、換熱、節流后天然氣溫度在-10℃～-15℃之間，所以環境溫度不變時進氣壓力降低而排氣壓力恒定，壓比會升高，使容積系數下降，排氣量降低。

一、DPC2803壓縮機技術的難點

天然氣壓縮機，進氣壓力不斷降低，排氣溫度逐漸上升，排氣量不斷下降，無論是安全性和輸氣需要，都要求進行相應的調節。

轉速調節：壓縮機功率變化與轉速成正比，因此可以對天然氣壓縮機進行排氣量和功率調節。而整體式天然氣壓縮機的發動機是二沖程的燃氣發動機，具有一定的調速范圍，可以實現壓縮機轉速的調節。但是過低的轉速（<350rpm）容易造成在進氣壓力變化時非正常停機以及加劇缸內積碳。

余隙調節：天然氣壓縮機在一級缸頭往往配置有余隙缸，通過改變余隙活塞的位置來改變余隙容積。設計工況的余隙是最小余隙。進站壓力隨著時間遞減時，余隙應調至大值，以平衡進口壓力減少所引起的功率下降，使壓縮機不至于在低功率的負荷下運轉，同時達到保持較大排氣量的目的。

單作用運行：壓縮機氣缸只在載荷一端來壓縮氣體，但是在兩用一備的運行并車下，不能靈活組合適應原料氣的氣量，且改變了氣流脈沖頻率，容易使壓縮機機體振動加劇，造成十字頭、活塞桿等連接部位曠動，出現故障，因此單作用運行并不能達到穩定的運行效果。

以現有工藝條件無法解決DPC2803壓縮機在非額定工況下正常運轉的問題，同時五八區氣田進入開采后期，無法對單井調產，也就無法實現穩定氣源保證平穩的額定工況，必須從其它節點尋找解決問題的突破口。

二、壓縮機的技術創新

一般自力式調壓閥單純靠彈簧彈性系數設定調節范圍，反應較慢，靈敏度較低，氣田開采到后期，氣井攜液能力較差，所以氣量會有波動，造成壓縮機進口壓力波動而故障停機。

而C1P控制器帶比例、積分控制，相當一個氣動的變送器。通過波紋管提高反饋壓力控制擋板運動速度、靈敏度，排放閥門動作的氣源壓力，從而控制閥門的開關量。這種結構使控制器的輸出開關從完整的輸出壓力信號。此功能降低了感應彈簧彈性系數，提高了閥門的反應速度與控制靈敏度，能夠更有效的降低壓縮機的故障停機率，保證氣田穩定連續生產。

三、壓縮機自動補氣工藝技術成果應用

通過補氣閥將對應的壓縮機出口高壓氣補充至壓縮機進口，保證了壓縮機在額定負荷下正常平穩的運行。在原料氣氣量不變的基礎上，2017年4月26日3號天然氣壓縮機投用補氣系統。可以通過補氣閥調節，壓縮機進氣壓力實現設定范圍0.5～0.9Mpa，對該壓縮機進行運行狀態跟蹤考核。根據設備實際運轉記錄趨勢可以看出，3號壓縮機在額定不同轉速下，均可以達到額定設計載荷，3個動力缸溫度相差小，且進口壓力保持不變。說明補氣系統可以根據壓縮機不同負載能力補充對應的處理氣量，從而壓使壓縮機在穩定的工況內正常運轉。不會因為往往因進氣參數（壓力、溫度）逐漸遞減，即壓縮機排氣參數的改變，使機器實際運行點偏離設計工況，從而改變了壓縮機的負載特性。消除了壓縮機的變工況運行狀態。該結果表明天然氣處理站工藝優化取得了實際效果。

四、效果評價

通過重新選型改造DP2803天然壓縮機的補氣執行機構，實現該壓縮機補氣功能。首先消除壓縮機在非設定工況下低負荷運轉的狀態。在不穩定工況下，該壓縮機均能以額定負荷平穩運轉。該系統提高了天然氣壓縮機在氣田晚期開采應用的適應性，降低了壓縮機的故障率，并且減少人員的工作強度。

使用自力式調節閥作為天然氣壓縮機的補氣裝置提高了天然氣增壓處理中的安全系數更高，工藝簡單維護簡便，且成本低。訂制庫伯壓縮機配件周期長，只能采取預見性訂購配件，成本高，使用率低。使用該補氣系統簡化了工藝，降低了故障率因此實用性與推廣性更強。