DPC2803压缩机自动补气工艺技术创新及效果评价

鲁昕　罗亮

气田开采后期气量减少，井口压力逐渐降低，天然气压缩机不能稳定在设定的工况下运转造成故障停机，配件加速损耗。压缩机在运转时，往往因压缩机排气参数的改变，使机器实际运行点偏离设计工况，从而改变压缩机的负载特性。运行时天然气压缩机进气压力随着气井储量递减而井压逐渐下降，活塞完成一个循环所吸入的气体体积折算到标准状况下的流量就随着减少。此外天然气处理工艺必须要求增压、换热、节流后天然气温度在-10℃～-15℃之间，所以环境温度不变时进气压力降低而排气压力恒定，压比会升高，使容积系数下降，排气量降低。

一、DPC2803压缩机技术的难点

天然气压缩机，进气压力不断降低，排气温度逐渐上升，排气量不断下降，无论是安全性和输气需要，都要求进行相应的调节。

转速调节：压缩机功率变化与转速成正比，因此可以对天然气压缩机进行排气量和功率调节。而整体式天然气压缩机的发动机是二冲程的燃气发动机，具有一定的调速范围，可以实现压缩机转速的调节。但是过低的转速（<350rpm）容易造成在进气压力变化时非正常停机以及加剧缸内积碳。

余隙调节：天然气压缩机在一级缸头往往配置有余隙缸，通过改变余隙活塞的位置来改变余隙容积。设计工况的余隙是最小余隙。进站压力随着时间递减时，余隙应调至大值，以平衡进口压力减少所引起的功率下降，使压缩机不至于在低功率的负荷下运转，同时达到保持较大排气量的目的。

单作用运行：压缩机气缸只在载荷一端来压缩气体，但是在两用一备的运行并车下，不能灵活组合适应原料气的气量，且改变了气流脉冲频率，容易使压缩机机体振动加剧，造成十字头、活塞杆等连接部位旷动，出现故障，因此單作用运行并不能达到稳定的运行效果。

以现有工艺条件无法解决DPC2803压缩机在非额定工况下正常运转的问题，同时五八区气田进入开采后期，无法对单井调产，也就无法实现稳定气源保证平稳的额定工况，必须从其它节点寻找解决问题的突破口。

二、压缩机的技术创新

一般自力式调压阀单纯靠弹簧弹性系数设定调节范围，反应较慢，灵敏度较低，气田开采到后期，气井携液能力较差，所以气量会有波动，造成压缩机进口压力波动而故障停机。

而C1P控制器带比例、积分控制，相当一个气动的变送器。通过波纹管提高反馈压力控制挡板运动速度、灵敏度，排放阀门动作的气源压力，从而控制阀门的开关量。这种结构使控制器的输出开关从完整的输出压力信号。此功能降低了感应弹簧弹性系数，提高了阀门的反应速度与控制灵敏度，能够更有效的降低压缩机的故障停机率，保证气田稳定连续生产。

三、压缩机自动补气工艺技术成果应用

通过补气阀将对应的压缩机出口高压气补充至压缩机进口，保证了压缩机在额定负荷下正常平稳的运行。在原料气气量不变的基础上，2017年4月26日3号天然气压缩机投用补气系统。可以通过补气阀调节，压缩机进气压力实现设定范围0.5～0.9Mpa，对该压缩机进行运行状态跟踪考核。根据设备实际运转记录趋势可以看出，3号压缩机在额定不同转速下，均可以达到额定设计载荷，3个动力缸温度相差小，且进口压力保持不变。说明补气系统可以根据压缩机不同负载能力补充对应的处理气量，从而压使压缩机在稳定的工况内正常运转。不会因为往往因进气参数（压力、温度）逐渐递减，即压缩机排气参数的改变，使机器实际运行点偏离设计工况，从而改变了压缩机的负载特性。消除了压缩机的变工况运行状态。该结果表明天然气处理站工艺优化取得了实际效果。

四、效果评价

通过重新选型改造DP2803天然压缩机的补气执行机构，实现该压缩机补气功能。首先消除压缩机在非设定工况下低负荷运转的状态。在不稳定工况下，该压缩机均能以额定负荷平稳运转。该系统提高了天然气压缩机在气田晚期开采应用的适应性，降低了压缩机的故障率，并且减少人员的工作强度。

使用自力式调节阀作为天然气压缩机的补气装置提高了天然气增压处理中的安全系数更高，工艺简单维护简便，且成本低。订制库伯压缩机配件周期长，只能采取预见性订购配件，成本高，使用率低。使用该补气系统简化了工艺，降低了故障率因此实用性与推广性更强。