王藝馨（西南油氣田公司重慶氣礦）

1 現(xiàn)狀

沙坪場(chǎng)增壓站位于重慶市梁平區(qū)回龍鎮(zhèn)民勝村5 組，站內(nèi)主要工藝設(shè)備有RTY1490 分體式天然氣壓縮機(jī)4 臺(tái)，承擔(dān)著沙坪場(chǎng)氣田整體增壓開(kāi)采工作。沙坪場(chǎng)增壓站2020 年在用RTY1490 機(jī)組3 臺(tái)，根據(jù)作業(yè)區(qū)產(chǎn)能變化實(shí)現(xiàn)了機(jī)組“兩用一備”的常態(tài)。

沙坪場(chǎng)增壓站分體式壓縮機(jī)組主機(jī)為WH64系列壓縮機(jī)，驅(qū)動(dòng)機(jī)為12SGT燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。壓縮機(jī)組主要由壓縮機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、冷卻器、底座、機(jī)座、工藝氣管路、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、排污系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)等部件組成，發(fā)動(dòng)機(jī)是壓縮機(jī)組的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與壓縮機(jī)連接，為壓縮缸的壓縮過(guò)程耗功提供能量。其中沙坪場(chǎng)站內(nèi)主要耗能設(shè)備為4 臺(tái)增壓機(jī)其8 臺(tái)額定功率為18.5 kW和8臺(tái)15 kW的風(fēng)機(jī)。沙坪場(chǎng)增壓站主要熱力設(shè)備匯總見(jiàn)表1、沙坪場(chǎng)增壓站主要機(jī)動(dòng)設(shè)備匯總見(jiàn)表2。

表1 沙坪場(chǎng)增壓站主要熱力設(shè)備匯總

表2 沙坪場(chǎng)增壓站主要機(jī)動(dòng)設(shè)備匯總

2 增壓機(jī)組運(yùn)行的節(jié)能措施

2.1 增壓機(jī)持續(xù)優(yōu)化運(yùn)行

隨著氣田開(kāi)采進(jìn)入后期，產(chǎn)量不斷下降，沙坪場(chǎng)增壓站原有的運(yùn)行模式已經(jīng)不適用，因此作業(yè)區(qū)需對(duì)機(jī)組運(yùn)行模式進(jìn)行優(yōu)化，提高能源利用效率[1-3]。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和實(shí)驗(yàn)摸索，梁平作業(yè)區(qū)提出優(yōu)化增壓機(jī)運(yùn)行的模式，停運(yùn)3360機(jī)組，由3臺(tái)1490機(jī)組運(yùn)行，從而降低增壓機(jī)的燃料氣消耗。

根據(jù)產(chǎn)量進(jìn)一步下降，對(duì)沙坪場(chǎng)增壓站3 臺(tái)1490 機(jī)組進(jìn)行工況調(diào)節(jié)，將1 級(jí)壓縮的2 個(gè)缸余隙由5.9 inch調(diào)節(jié)為2 inch，通過(guò)降低余隙，增大機(jī)組處理量。同時(shí)，由原來(lái)的3臺(tái)機(jī)組加載運(yùn)行，優(yōu)化為2臺(tái)機(jī)組加載運(yùn)行，進(jìn)而降低燃料氣消耗。

目前，作業(yè)區(qū)正在對(duì)機(jī)組運(yùn)行模式進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化的可行性論證，下步將采用1臺(tái)1490機(jī)組運(yùn)行的模式，進(jìn)一步提高能源利用效率。

2.2 增壓機(jī)風(fēng)機(jī)優(yōu)化運(yùn)行

機(jī)組冷卻系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)，采用組合式空冷器進(jìn)行冷卻，由獨(dú)立的防爆變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。梁平作業(yè)區(qū)沙坪場(chǎng)增壓站建有4 臺(tái)RTY1490 分體機(jī)組，目前3 臺(tái)機(jī)組運(yùn)行，1 臺(tái)機(jī)組備用。每臺(tái)機(jī)組安裝4 臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)，1#、2#風(fēng)機(jī)額定功率18.5 kW，3#、4#風(fēng)機(jī)額定功率15 kW，各風(fēng)機(jī)均有變頻器控制生產(chǎn)。廠家原設(shè)置生產(chǎn)模式為每臺(tái)機(jī)組的4臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行并且各風(fēng)機(jī)輸出頻率均為80%，沙坪場(chǎng)增壓站的4 臺(tái)分體式RTY1490 增壓機(jī)、1 臺(tái)RTY3360 增壓機(jī)均采用電動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行冷卻，每臺(tái)RTY1490 增壓機(jī)組有4 臺(tái)風(fēng)機(jī)，額定功率均為18.5 kW。每臺(tái)風(fēng)機(jī)全年24 h 運(yùn)行，耗電能較大，為節(jié)能降耗需要優(yōu)化風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式[4-6]。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和實(shí)驗(yàn)摸索，提出優(yōu)化增壓機(jī)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的模式，監(jiān)控大氣溫度，一是調(diào)整風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)量，每臺(tái)機(jī)組每年11 月至次年4 月停用2 臺(tái)風(fēng)機(jī)；二是調(diào)整4臺(tái)風(fēng)機(jī)的輸出頻率，從而降低增壓機(jī)的電能消耗。

2.3 設(shè)備降壓運(yùn)行

2020年5月13—20日，重慶氣礦與重慶凈化總廠聯(lián)合開(kāi)展了管網(wǎng)及凈化廠的降壓運(yùn)行工作，完成了分廠降壓運(yùn)行，梁平作業(yè)區(qū)轄區(qū)內(nèi)將渡線壓力降幅約0.7 MPa，沙坪場(chǎng)增壓站壓力由降壓前的5.36 MPa降至目前的4.58 MPa。

壓縮機(jī)組工況調(diào)整主要分為調(diào)整轉(zhuǎn)速、余隙容積、作用方式和缸徑改造四種，沙坪場(chǎng)增壓站RTY1490機(jī)組在降壓運(yùn)行前已將壓縮缸余隙容積調(diào)整為0，作用方式為雙雙作用，均為最大處理模式。因此，在短期內(nèi)只有調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以提高單臺(tái)機(jī)組功率。

2020年5月19日，根據(jù)工況軟件計(jì)算結(jié)果，計(jì)劃調(diào)整沙坪場(chǎng)增壓站RTY1490機(jī)組轉(zhuǎn)速以提高單機(jī)負(fù)荷率，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由800 r/min增加至850 r/min，并按照10 r/min 進(jìn)行遞增，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作時(shí)，每增加10 r/min 的轉(zhuǎn)速，RTY1490 機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)值和中冷器振動(dòng)值同步上升，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加至830 r/min時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)值和中冷器振動(dòng)值上升至7 mm/s，較800 r/min 轉(zhuǎn)速時(shí)振動(dòng)值上升約3 mm/s，已接近振動(dòng)報(bào)警值8 mm/s 和聯(lián)鎖停機(jī)值8.5 mm/s，為保證機(jī)組正常平穩(wěn)生產(chǎn)，后將轉(zhuǎn)速恢復(fù)至800 r/min。

除改造壓縮機(jī)缸徑外[7]，沙坪場(chǎng)增壓站RTY1490機(jī)組短期內(nèi)已無(wú)工況調(diào)整空間。

2.4 加強(qiáng)增壓機(jī)組運(yùn)行管理

1）在氣量變化時(shí)對(duì)增壓機(jī)組運(yùn)行工況進(jìn)行調(diào)整，確保正常生產(chǎn)的情況下，降低增壓機(jī)組燃料氣消耗[8]。

2）在季節(jié)變化時(shí)對(duì)增壓機(jī)組風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，在氣溫較低時(shí)減少風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)量，確保風(fēng)機(jī)變頻器的正常使用，并依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況，調(diào)整風(fēng)機(jī)輸出頻率，進(jìn)而降低增壓機(jī)組電能消耗[9-10]。

3）依據(jù)增壓機(jī)組處理氣量的變化，優(yōu)化增壓機(jī)組運(yùn)行，合理停運(yùn)增壓機(jī)，進(jìn)而降低增壓機(jī)的天然氣及電能消耗。

4）沙坪場(chǎng)壓縮機(jī)組存在的漏液漏油情況相對(duì)突出，班組加強(qiáng)巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液漏點(diǎn)以及壓縮機(jī)潤(rùn)滑油管路漏油點(diǎn)，組織外委單位對(duì)故障部位進(jìn)行處理。

3 效果分析

3.1 增壓機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行效果

1）通過(guò)停運(yùn)3360 機(jī)組，沙坪場(chǎng)增壓站每處理1×104m3天然氣消耗由0.016×104m3（改造前，沙坪場(chǎng)增壓站年耗氣量為1 311.161 9×104m3，年增壓處理量為84 259.3×104m3）降低為0.013×104m3（改造后，沙坪場(chǎng)增壓站年耗氣量為748.552 9×104m3，年增壓處理量為55 162.794 8×104m3）。年節(jié)約氣量165.488 4×104m3，年節(jié)氣費(fèi)用165.488 4萬(wàn)元。

2）通過(guò)將沙坪場(chǎng)增壓站4 臺(tái)1490 機(jī)組1 級(jí)壓縮的2個(gè)缸余隙由5.9 inch調(diào)節(jié)為2 inch后，由原來(lái)的3 臺(tái)機(jī)組加載運(yùn)行，優(yōu)化為2 臺(tái)機(jī)組加載運(yùn)行后。沙坪場(chǎng)增壓站由年耗氣量750.78×104m3下降到547.00×104m3，年耗電量由66.99×104kWh下降到42.18×104kWh。由于區(qū)塊產(chǎn)量下降較大，用單耗法計(jì)算無(wú)法計(jì)算出節(jié)能量，因此采用比較法進(jìn)行對(duì)比分析，年節(jié)氣量203.78×104m3，年節(jié)電量24.81×104kWh，年節(jié)氣費(fèi)用203.78 萬(wàn)元，年節(jié)電費(fèi)用18.61萬(wàn)元；年節(jié)約費(fèi)用合計(jì)222.39萬(wàn)元。

3.2 增壓機(jī)風(fēng)機(jī)優(yōu)化運(yùn)行效果

1）每臺(tái)機(jī)組停用1#或2#風(fēng)機(jī)，節(jié)能5.5 kWh/h，每臺(tái)機(jī)組停用3#或4#風(fēng)機(jī)，節(jié)能約5.7 kWh/h。因此每年11 月至次年4 月停用停用風(fēng)機(jī)，年可節(jié)約電能4.865 3×104kWh。

2）通過(guò)調(diào)低每臺(tái)機(jī)組1#或2#風(fēng)機(jī)輸出頻率，節(jié)能0.8 kWh/h，（風(fēng)機(jī)輸出頻率60%時(shí)，輸出電壓為277.2 V，電流約17.1 A）；調(diào)低每臺(tái)機(jī)組3#或4#風(fēng)機(jī)輸出頻率，節(jié)能0.88 kWh/h（風(fēng)機(jī)輸出頻率60%時(shí)，輸出電壓為277.2，電流約17.4 A）。每年11月至次年4月通過(guò)調(diào)低風(fēng)機(jī)輸出功率，單臺(tái)增壓機(jī)組年節(jié)約電量0.729 83×104kWh。每年5—10 月通過(guò)調(diào)低2臺(tái)風(fēng)機(jī)輸出功率，單臺(tái)增壓機(jī)組年節(jié)約電量1.4838×104kWh。年節(jié)約電能2.214×104kWh，單臺(tái)增壓機(jī)組年綜合節(jié)約電能7.079 3×104kWh。4臺(tái)增壓機(jī)組年節(jié)約電能28.317×104kWh，年節(jié)約電費(fèi)21.238萬(wàn)元。

3.3 設(shè)備降壓試運(yùn)效果

選取降壓運(yùn)行前10 天和降壓運(yùn)行后10 天數(shù)據(jù)，分析降壓運(yùn)行前后增壓機(jī)進(jìn)氣排氣壓力變化、增壓機(jī)組處理量（產(chǎn)量）變化和燃料氣消耗變化情況。

根據(jù)降壓運(yùn)行前5 月1—10 日共計(jì)10 天數(shù)據(jù)，沙坪場(chǎng)增壓站RTY1490 機(jī)組平均進(jìn)氣壓力1.14 MPa，平均排氣壓力5.36 MPa，平均日處理氣量81.82×104m3（間歇生產(chǎn)井日產(chǎn)氣量0），平均日消耗燃料氣量14 220 m3，平均燃料氣消耗率173.8 m3/104m3，梁平作業(yè)區(qū)降壓運(yùn)行前機(jī)組運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 梁平作業(yè)區(qū)降壓運(yùn)行前機(jī)組運(yùn)行參數(shù)

根據(jù)降壓運(yùn)行后6 月19—28 日共計(jì)10 天數(shù)據(jù)，沙坪場(chǎng)增壓站RTY1490 機(jī)組平均進(jìn)氣壓力1.09 MPa，較降壓運(yùn)行前降低0.05 MPa，平均排氣壓力4.58 MPa，較降壓運(yùn)行前降低0.78 MPa，平均日處理氣量82.28×104m3（間歇生產(chǎn)井日產(chǎn)氣量1.82×104m3），較降壓運(yùn)行前上升0.46×104m3/d，平均日消耗燃料氣量13 305 m3，較降壓運(yùn)行前降低914.6 m3/d，平均燃料氣消耗161.71 m3/104m3，較降壓運(yùn)行前降低12.09 m3/104m3，梁平作業(yè)區(qū)降壓運(yùn)行后機(jī)組運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表4。

表4 梁平作業(yè)區(qū)降壓運(yùn)行后機(jī)組運(yùn)行參數(shù)

3.4 整體效果

選取2014—2021 年第一季度沙坪場(chǎng)增壓機(jī)天然氣消耗情況縱向?qū)Ρ?，如?所示，沙坪場(chǎng)增壓站的增壓機(jī)燃料氣單耗整體呈下降趨勢(shì)，可見(jiàn)近年來(lái)的節(jié)能實(shí)踐頗有成效，在產(chǎn)量逐漸下降的趨勢(shì)下，下一步擬將沙坪場(chǎng)增壓機(jī)組從兩用一備向1+1模式轉(zhuǎn)換，或?qū)⒘浩阶鳂I(yè)區(qū)其他增壓站的氣輸送至沙坪場(chǎng)增壓站進(jìn)行增壓，以達(dá)到停用機(jī)組減少能耗的目的，下一步措施將依據(jù)產(chǎn)量、生產(chǎn)運(yùn)行計(jì)劃等全方面考慮。

表5 2014—2021年沙坪場(chǎng)增壓機(jī)(第一季度)能耗縱向?qū)Ρ?/p>

4 結(jié)論

近年來(lái)，梁平作業(yè)區(qū)一直在不斷踐行節(jié)能理念，通過(guò)調(diào)整工況、調(diào)整風(fēng)機(jī)運(yùn)行模式、加強(qiáng)管理等，不斷向高效低耗方向努力，隨著產(chǎn)量的逐年下降，梁平作業(yè)區(qū)不斷調(diào)整節(jié)能措施，在保證生產(chǎn)的情況下，控制單位能耗，努力協(xié)調(diào)生產(chǎn)與降耗之間的關(guān)系，切實(shí)踐行提質(zhì)增效，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。