天然气压缩机启动气工艺流程优化探索

高小键，杨 茂，崔 彦，苗 成，南 春，赵彦女

（ 中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西榆林 719000）

天然气压缩机启动气主要作用分为两部分：（ 1）通过启动气带动预润滑泵， 用于天然气压缩机组启动前的润滑以及停机后的润滑；（ 2）带动启动电动机，通过启动电动机带动飞轮，从而带动发动机运转，当发动机转速≥300 r/min 时，发动机点火开始工作。 神木处理厂天然气压缩机启动气压力要求0.8 MPa～1.0 MPa，气量3 200 m3/h。

本文就针对神木天然气处理厂天然气压缩机（ 以下简称压缩机）启动气工艺流程的改造方案进行探讨。

1 压缩机启动气工艺现状及存在问题

1.1 压缩机启动气工艺现状及存在问题

压缩机启动气设计气源来自神木处理厂外输配气区， 经自力式调节阀使压力由5.4 MPa 降至1.0 MPa，同时设有自力式安全切断阀确保调压后压力不高于1.08 MPa，设计正常流量为5 100 m3/h（ 标况），气体密度约为0.73 kg/m3（ 标况）。在实际使用过程中由于自力式调压阀与安全切断阀性能不够可靠的原因， 使得压缩机在启停时启动气流量偏小、压力偏低，不能正常启停；而当压缩机不再需用启动气时，启动气压力又逐渐升高导致下游低压管线超压，造成严重的安全隐患。为确保压缩机正常启停， 需要4 名员工手动控制旁路阀门开度来实现压缩机的启停（ 见图1）。

1.2 存在问题分析

由于设计选用的自力式调压阀及安全切断阀为过时老旧型号，安全可靠性及可操作性较低，加之压缩机启动气只是在压缩机启停时使用， 一旦自力式调压阀与安全切断阀有内漏， 下游压力将会达到调压前压力5.4 MPa，导致下游启动气管线超压，造成极大安全隐患。

2 几种工艺改造方案的探索

2.1 改造思路

根据压缩机启动气的要求以及该处理厂现场实际情况，探索出以下三种改造方案：

方案一：自力式调压阀与安全切断阀重新选型，根据设计技术参数，重新选择性能较为可靠的阀门，要求调压前压力范围2.4 MPa～5.4 MPa， 调压后压力范围0.8 MPa～1.0 MPa、介质流量5 100 m3/h（ 标况），通过筛选和现场使用调研， 推荐使用fisherDN50 调压阀及DN100 安全切断阀。

方案二：弃用原启动气流程，增加从压缩机燃料气至启动气工艺流程， 压缩机燃料气来自燃料气区高压配气汇管，可提供压力为1.0 MPa 的稳定可靠的气源，确保压缩机安全平稳启停的同时也不影响压缩机运转时的燃气需求， 因此增加由压缩机燃料气至压缩机启动气流程，工艺改造流程图（ 见图2）。

方案三： 增加从处理厂增压区压缩空气总管至启动气工艺流程， 处理厂增压区压缩空气来自处理厂空氮站40 m3压缩空气储罐，压力0.8 MPa，考虑到压缩空气主要供给仪表风及氮封系统用气， 为确保处理厂仪表风用气及氮封系统用气安全， 采用该方案需要在启动气流程内增加20 m3压缩空气储罐， 确保用气安全。

2.2 方案优选

以上三种方案， 均可实现压缩机启动气的压力与气量要求，相比之下方案一选用进口Fisher 阀，首次投资成本相对较高且后期性能逐渐下降，维护成本较高；方案二气源引自高压燃料气汇管， 相对投资小且工艺改造简单易行；方案三由于需要增设压缩空气储罐，投资成本相对较高、施工工作量较大。

图1 原压缩机燃料气、启动气流程

图2 工艺改造后燃料气、启动气流程

经过以上对比分析，方案二工艺改造简单易行、投资成本低且能提供压力稳定、气量可靠的启动气，故推荐优先使用。

3 实际应用效果评价

现场采用方案二进行了工艺改造， 天然气压缩机启停瞬间高压燃料气汇管压力在0.9 MPa～1.0 MPa，启动完成后压力稳定至1.0 MPa， 与实际预期相符合，满足各方用气需求。 通过这次改造避免了启动气低压管线超压的风险， 同时也能实现只需一名员工通过压缩机控制柜启停压缩机的目标。

4 结语

通过对该处理厂压缩机启动气需求以及现有工艺流程的细致分析， 探索了三种天然气压缩机启动气工艺改造方案，再从三种方案投资成本、施工工艺、后期维护方面的比较， 优选出从天然气压缩机燃料气增加至启动气的工艺流程最简单易行且性能可靠， 根据改造后现场实际应用情况来看，方案二运行安全、可靠。

［ 1］ 汪国兴，秦宏波，等. 压缩机供气系统空气处理设备节能措施分析［ J］.上海节能，2005，（ 2）：11-16.

［ 2］ 西安交通大学压缩机教研室. 活塞式压缩机设计［ M］.西安：西安交通大学出版社，1979.

［ 3］ 梁竖，等.天然气压缩机运行参数改变对压缩机工况的影响［ J］.压缩机技术，2000，（ 2）：21-22.