溴化锂直燃机在天然气工业中的应用

刘彦兵

摘 要：溴化锂是一种特殊的物质，主要是由卤族元素与碱金属锂构成的，其沸点为1265℃，熔点为549℃，其内部比较稳定，即使在复杂的大气环境之中也不会出现溶解、挥发以及变质的问题。在当前的天然气工业之中，为了增加天然气资源的产量，很多企业都对溴化锂直燃机进行应用，在这个机组进行制冷的过程中，溴化锂主要是作为吸收剂被使用。当这种直燃机有效发挥作用时，能源的回收率可以获得显著提升，压缩机的排出量也有所提高，本文根据使用溴化锂类型的直燃机的经验，对其被应用于天然气工业之中的情况进行研究。

关键词：溴化锂直燃机；天然气工业；应用；天然气降温

中图分类号：TU822 文献标志码：A

天然气工业在能源收集技术以及处理技术有大幅度的进展之后，也逐渐进步，为了使天然气的收集效率能够有所提升，技术人员不仅对原有的气体处理设备进行了改造，同时还对新型的处理设备进行了使用，溴化锂型直燃机是一种能够应对天然气处理环节之中的大多数的问题的新型设备，主要是将溴化锂物质当作制冷环节之中的吸收剂进行使用，其优势体现在通过保持地层压力来提升气体资源的采收率，但是对这种直燃机机组进行应用的时候，制冷过程相对复杂，本文对这种直燃机的具体应用进行研究。

1 现存的制冷问题分析

根据天然气工业的气田可以了解到，其在进行凝析气能源处理工作时，常常会出现3个必须被有效解决的问题，首先是在将凝析气之中的天然气进行分离的时候，需要借助一级分离器，但是在进一步对二级分离器进行使用的时候，分离温度会提升，在高温的分离环境之下，液烃的分离量就会相对降低，从而使液化天然气的分离产量降低。另一个处理问题主要是，当气体被传送到气压缩机之中时，气压缩机的内部环境的温度会比较高，其排量也会受到影响而降低，因此会产生天然气浪费的情况；最后一方面的问题主要是蒸发型的表面空冷器难以在运行的时候达到相应的使用指标，从而使液化气分馏设备之中的生成的液化气难以被彻底液化。这是三方面问题的产生原因有所不同，第一个和第二个问题主要是因为在凝析气的进站环节之中，设计温度比实际温度低，第三个问题主要是因为制冷设备以及其他处理设备难以对凝析气处理现场的环境条件有所适应。

2 制冷技术基本原理

将溴化锂物质当作吸收剂进行使用的制冷原理如下：用溴化锂制备的液体溶液具有较高的沸点，因此比较难以直接挥发，因此可以判定溶液液面上方的蒸汽的主要成分为水蒸气，而且是纯水蒸气，当温度到达一定程度之后，溶液上方位置水蒸气的原有的饱和分压力会逐渐缩小，而且随着浓度提升，这个数值还会不断缩小，其对于水分进行吸收的能力也就越强。

在对这种直燃机进行应用的时候，直燃机可以直接提供温度已经保持稳定的冷却溶液，在这种应用条件之下，很多制冷问题都可以被妥善解决，包括冷凝器的结盐问题以及温度差距问题等，还能达到准确控制温度的目的。

3 制冷方案设定

在对溴化锂直燃机进行实际应用之前，技术人员需要先对制冷方案进行制定，首先需要提供冷水，借助转热设备来开展天然气以及冷水之间的热交换活动，开展这个活动的主要目的是实现控制天然气能源的基本温度，在对冷源进行选择的时候，技术人员可以直接将温度比较低的纯水作为冷源供给，将天然气与冷水之间的转换工作做好，在制冷的工作之中，始终牢牢控制好天然气的温度，制冷的最后一个环节是借助喷雾类型的空冷器直接对能源降温。

4 应用分析

这种直燃机能够将冷水直接分配给两天水冷设备，可以将分流塔顶部位的冷凝器进行替换，使用空冷器来完成冷凝任务，还可以将空冷器与原有的直燃机进行串联，在冬季使用这种制冷机组，能够将所有的制冷动力都发挥出来，但是到了夏季之后，就只有一部分制冷动力能够被有效提供，但是直燃机可以弥补这个缺点，将剩余的制冷能力发挥出来，减少制冷负荷，仅需要一次投资就可以实现对设备的彻底控制，为了确保整个系统的运行质量，技术人员需要始终把控冷却温度，并对根据实际的冷却需要来选择合适的直燃机机组。

空冷器在冬季能够将全部的制冷动力提供出来，夏季则能够将部分的制冷能力提供出来，而由溴化锂直燃机提供其余的制冷能力。这种方式就使得溴化锂直燃机的制冷负荷可以减少，并且对设备的一次投资进行了控制。由于需要全面的考虑到整个系统，凝析气一级分离器的天然气由需要从56℃ 被冷却到30℃，在该处理站中设计日处理凝析气为320万方，以热力学第一定律为根据，我们发现，天然气冷却器所需要的制冷量主要是工作压力下的320 万方从56℃被冷却到30℃的焓降。在经过相应的计算之后，选择了一台300 万大卡的溴化锂直燃机机组。

对实际的气田进行调查之后，就可以了解到由于技术人员是在冷却过程之中初次应用这种直燃机，对于这种设备的施工经验比较少，因此需要根据气田的实际情况的对其进行部分改进，冷却水被应用于使用直燃机的冷却工作中的时候，一般会存在5℃左右的温差，而将冷却机组在处理站进行应用时，处理站本身的温差就比较大，但是器工作情况比较稳定，因此处理人员对温差进行了调节，使冷水温差保持在10℃，在这种处理手段的影响之下，冷水的循环量直接降低了一半，同时泵装机的基本容量也有所降低，使冷却工作中消耗电能被有效节省。在不同的季节对这种应用的吸收剂比较特殊的直燃机的应用方式也不同，在夏天使用时，一半会借助制冷系统来供给冷水，冬天则有所不同，需要借助采暖以及卫生热水进行加热，如果其运行的位置还是在集中处理站，就需要持续地对冷水进行提供，制冷任务执行难度高是技术人员需要解決的问题。

在对这种直燃机进行应用时，制冷人员需要对其进行严密监督，防止直燃机出现运行问题，反而达不到使用效果。

为了能够使机组实现无人职守，减少操作人员的数量，并且使机组能够与工艺系统工况变化平稳运行相适应，该集中处理站的DBC 系统与溴化锂直燃机控制系统实现了通信，在集中处理站控制室操作人员就能够对机组的运行参数进行随时控制。在天然气工业中应用溴化锂直燃机能够有效地促进液化气产量的提升，极大地增加了天然气工业的产值，使得企业获得了巨大的直接经济效益和间接经济效益。而且溴化锂直燃机的使用还能够使地层压力的下降速度得以缓解，使凝析油的采收率得以提升，值得在天然气工业中进行推广和应用，达到更好地处理天然气资源的使用目的。

结语

本文首先以实际的气田情况为例，对其在处理凝析气过程之中的问题进行了研究，这些处理问题都会降低天然气的采集效率，甚至还会导致天然气浪费的情况发生，因此技术人员需要对原有机组进行改进与替换，对制冷过程进行重新规划，本文又对以溴化锂物质为基本吸收剂的内燃机设备的运行原理进行了研究，并提出了具体的应用方法，最后分析了其被应用在实际天然气处理过程中的情况。这种制冷机组的应用优势极为明显，但是并不代表其没有可以被改进的地方，技术人员需要对其制冷情况进行记录，通过改进手段，使其能够起到更好的制冷效果。

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