西气东输站场工艺设备

1西气东输站场工艺设备西气东输站场工艺设备主讲：邓雄Tel：13981828827E-mail：[e-mail]主讲：邓雄Tel：13981828827E-mail：[e-mail]西南石油大学油气储运研究所西南石油大学油气储运研究所绪论绪论天然气生产过程天然气生产过程井场集气站净化厂（增压站）配气站（首站）长输管线（管线的穿跨越、中间泵站等）终点（门站）用户（居民、化工厂等）绪论绪论天然气集输处理设备现状天然气集输处理设备现状通过对在用设备的筛选、测试及再开发，制定了天然气压缩机、涡轮膨胀机和热分离机技术参数，目前中小型往复式压缩机和热分离机技术基本过关，涡轮膨胀机在转速和制冷性能方面接近国外先进水平，但产品规格品种不全，质量不稳定，使用寿命与国外产品差距比较大。大型压缩机国内产品质量不过关，目前仍靠进口。绪论绪论经筛选研制定型了一批新型阀门，球阀有浮动球和固定球两种结构的二通、三通系列产品；注水阀门研制了刚性平板阀和挠性平板阀，并已形成系列产品；专用阀门进行了孔板阀、多通阀设计和研制；根据专用设备的性能要求，对与其配套的仪表进行了筛选定型；管件搞了绝缘法兰系列设计和管路附件系列标准。上述产品已基本实现配套。经筛选研制定型了一批新型阀门，球阀有浮动球和固定球两种结构的二通、三通系列产品；注水阀门研制了刚性平板阀和挠性平板阀，并已形成系列产品；专用阀门进行了孔板阀、多通阀设计和研制；根据专用设备的性能要求，对与其配套的仪表进行了筛选定型；管件搞了绝缘法兰系列设计和管路附件系列标准。上述产品已基本实现配套。阀门、仪表、管件现状阀门、仪表、管件现状阀门、仪表、管件现状绪论绪论今后的重点工作今后的重点工作今后的重点工作根据中国石油天然气集团公司油田地面工程设备发展规划，油田地面设备筛选开发要以节能降耗为中心，以配套为重点，以提高设备的成套水平和系统效率为目的，大力推广定型系列设计和科研及筛选成果，做好基础工作，开发研制油气水系统中关键设备，突出解决高含水老油田设备的技术改造和稠油、低渗透、凝析油油田设备配套定型及沙漠、滩海油田设备的橇装化、系列化和机电一体化，使油田地面工程设备技术水平再上一个台阶。（1）天然气处理设备目标：满足天然气处理（脱水、脱硫、轻油回收）工艺的要求，提高处理深度或收率，降低能耗，提供成套工艺设备和仪表，大力发展适于小型模块化装置的设备、仪表。基本要求：效率高、性能可靠、寿命长；制冷及配套设备要适应-90℃以上的低温；脱硫及配套设备要有抗腐蚀、抗应力开裂等特殊性能；主要设备要成系列，要与仪表、自控系统等配套供应。a.提高现有产品的性能，修订系列型谱，组织定点生产，天然气压缩机、涡轮膨胀机、热分离机热效率比现有产品和型谱提高3％～5％，易损件寿命大于5000h。b.与厂家合作搞机组橇装，实现机电一体化。绪论绪论2绪论绪论（2）输气设备目标：增加品种、完善系列、提高质量、加强配套，形成性能稳定的专用天然气压缩机系列产品。对压缩机的基本要求：性能稳定，使用寿命长，主要易损件（气阀弹簧、阀片等）寿命至少5000h以上；密封性能好，自控系统配套，运行效率高。目前压缩机的结构形式有往复式、离心式和螺杆式，应用较多的有往复式和离心式。上海产的负压螺杆压缩机（15m3/min）性能较好，但寿命短。国内设备与国外设备在技术性能上有较大差距，应引进离心压缩机的制造技术，与国外合作，生产常用输气增压设备的系列产品。负压螺杆压缩机因使用数量不大，除使用上海产品外，可立足引进。绪论绪论（3）阀门、管件、仪表达到品种齐全、严密可靠，灵活操作，适应安全、调节灵活和自动控制的要求。三通、多通球阀等达到内部严密不漏，密封寿命长、动作灵活准确；管道用的泄压阀、通球止回阀、调节阀等要反应速度快、动作灵活准确，适应滩海、沙漠等不良外部环境，适应全天候使用条件。1第一章离心式压缩机第一章离心式压缩机第一节压缩机分类及工作原理压缩机在油(气)田及长输管道气体工业中得到广泛的应用。在油田开采过程中，未经处理的油田气压力比较低，在收集过程和处理加工之前一败需要用压缩机进行增压；原油稳定、地下注气也离不开压缩机。在气田上，个别低压气也要用压缩机增压。长输气管道靠压缩机提供输送压力。因此，可以说压缩机是油(气)田及长输管道气体工业的心脏设备。离心式压缩机离心式压缩机为了确保压缩机的长周期平稳正常操作，降低生产费用，按计划，高质量的超额完成产品任务，必须使压缩机具备长周期运转的可靠性，高的效率，较低的能耗等性能。一旦压缩机发生故障，不仅给设备本身带来影响，而且对生产的影响极大。离心式压缩机离心式压缩机压缩机的种类很多，按工作原理可以分为三大类：容积型、动力型(速度型或透平型)和热力型。在容积型压缩机中，压力的提高是依靠直接将气体的体积压缩实现的。而在动力型压缩机中是靠高速旋转叶轮的作用，提高气体的压力和速度，随后在固定元件中使一部分速度能进一步转化为气体的压力能。喷射器是热力型压缩机，它采用高速气体或蒸气的喷射携带向内流动的气体，然后在扩压器个把混合物的速度能转化为气体的压力能。离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机一、离心式压缩机的工作原理及主要结构1、离心压缩机典型结构简介典型的离心压缩机DA120—62结构如图所示。其型号中的“DA”代表单吸式离心压缩机：“120”表示吸入流量约120立方米每分钟；“6”表示共有6级叶轮；“2”表示是该型号的第二次设计产品。一缸（机壳）、两段（中间冷却次数）、六级（叶轮、扩压器、弯道和回流器组数）组成。一、离心式压缩机的工作原理及主要结构一、离心式压缩机的工作原理及主要结构11、离心压缩机典型结构简介、离心压缩机典型结构简介典型的离心压缩机典型的离心压缩机DA120DA120——6262结构结构如图所示。其型号中的如图所示。其型号中的““DADA””代表单吸式离心压缩机：代表单吸式离心压缩机：““120120””表示吸入流量约表示吸入流量约120120立方米每分钟；立方米每分钟；““66””表示共有表示共有66级级叶轮；叶轮；““22””表示是该型号的第二次设计产品。表示是该型号的第二次设计产品。一缸（机壳）、两段（中间冷却次数）、六级（叶轮、扩一缸（机壳）、两段（中间冷却次数）、六级（叶轮、扩压器、弯道和回流器组数）组成。压器、弯道和回流器组数）组成。离心式压缩机离心式压缩机2离心式压缩机离心式压缩机2、工作原理气体由吸气室进入，通过旋转叶轮对气体作功，使气体的压力、温度和速度都提高了,然后使气体进入进入扩压器，把气体的速度能转换为压力能。弯道\回流阀主要起导向作用，使气流均匀地进入下一级叶轮继续压缩，由于气体逐级地被压缩，因此气体温度不断升高。为了降低气体温度减少功能消耗,在气体经过三级压缩后，由蜗壳引出，经中间冷却后,再引至第四级叶轮入口继续压缩，经六级压缩后的高压气体由排出管排出。2、工作原理气体由吸气室进入，通过旋转叶轮对气体作功，使气体的压力、温度和速度都提高了,然后使气体进入进入扩压器，把气体的速度能转换为压力能。弯道\回流阀主要起导向作用，使气流均匀地进入下一级叶轮继续压缩，由于气体逐级地被压缩，因此气体温度不断升高。为了降低气体温度减少功能消耗,在气体经过三级压缩后，由蜗壳引出，经中间冷却后,再引至第四级叶轮入口继续压缩，经六级压缩后的高压气体由排出管排出。离心式压缩机离心式压缩机三、离心压缩机的特点1．流量大离心压缩机中气体是连续流动，流通截面较大，同时叶轮转速很高，故流量很大，进气量在5000m3/min以上。2．转速高离心压缩机中转子只作旋转运动，转动惯量小，且与静止部件不接触。这不仅减少了摩擦，还可大大提高转速。3．结构紧凑机组重量及占地面积都比同一气量的活塞压缩机小得多。4．运转可靠由于转动部件与静止部件不直接接触摩擦，因而运转平稳、排气均匀、易损件少，一般可连续运转一年以上。且不需备用机组，维修量小。离心式压缩机离心式压缩机5．单级压力比不高目前排气压力需在500×105Pa以上时，只能使用活塞压缩机。6．效率稍低由于离心压缩机中气流速度较大，造成能量损失较大，故效率较活塞压缩机稍低。7．由于离心压缩机转速高、功率大、无备机，因此一旦发生事故，后果是严重的，需有一系列紧急安全保障设施。离心式压缩机离心式压缩机四、离心式压缩机的主要结构离心式压缩机本体由转子、定子、轴承等组成。转子由主轴、叶轮、联轴器等组成，有时还有轴套、平衡盘。定子由机壳、隔板、密封（级间密封和轴密封）、进气室和蜗室等组成。其中隔板由扩压器、弯道、回流器等组成。有时在叶轮进口前设有进气导流器（预旋器）。1．壳体离心式压缩机的壳体结构主要有水平剖分型和垂直剖分型两种。水平剖分型的壳体分为上、下两半（图1-4），出口压力一般低于7.85MPa，是用途最广泛的一种结构型式。离心式压缩机离心式压缩机垂直剖分型也称筒型（图1-5），壳体是圆柱形的整体，两端采用封头。这种结构最适用于压缩高压力和低分子量、易泄漏的气体，由于气缸是圆柱形的整体，能承受较高的压力。离心式压缩机离心式压缩机32．叶轮离心式压缩机的叶轮又称工作轮，是使气体提高能量的唯一元件。叶轮按其整体结构可分为开式、半开式和闭式三种，压缩机中实际应用的是半开式和闭式两种。叶轮随叶片出口角β2（见1-6）的不同，可分为前向叶轮(不采用)、径向叶轮和后向叶轮。离心式压缩机离心式压缩机3．扩压器常在叶轮后设置流通面积逐渐扩大的扩压器，用以把速度能转化为压力能，以提高气体压力。离心式压缩机的扩压器分无叶扩压器和叶片扩压器两种。无叶扩压器效率较低，但结构简单，同一无叶扩压器可与不同出口角的叶轮匹配工作。对于工况变化较大的情况，采用无叶扩压器较好。具有相同扩压度时，叶片扩压器的径向尺寸比无叶扩压器小，对于工况变化小的情况，为了提高效率，以采用叶片扩压器较好。离心式压缩机离心式压缩机4．轴封在离心式压缩机的各级之间和主轴穿过机壳处，为了防止泄漏，安装轴封装置。轴封型式有迷宫密封、机械密封、浮环密封和抽气密封等。迷宫密封是在密封体上嵌入或铸入或用堵缝线固定多圈翅片，构成迷宫衬垫。翅片的材料有黄铜片、磷青铜片、铅青铜片、铝片和白合金片等。视气体的性质、有无灰尘或雾，以及气体温度而定。离心式压缩机离心式压缩机由于浮环油膜密封具有摩擦小、安全、自动对中，以及漏油量少等优点，因此特别适用于大压差，高转速的离心式压缩机。机械密封，由动环和静环组成的摩擦面，阻止高压气体泄漏。密封性能好，结构紧凑，但摩擦副的线速度不能太高，工作时所需高于被密封的内部气体的润滑油压，要比采用浮环密封时高。机械密封一般在转速n≤3000r/min时采用。机构密封可适用于大多数气体，但它主要是用于清洁的气体、重烃气体和冷剂气体等。离心式压缩机离心式压缩机五、离心式压缩机的辅助系统1、润滑油和密封油系统离心式压缩机的润滑油系统由油箱、油过滤器、油冷却器、安全阀、单向控制阀、油泵和驱动机、压力表等组成。密封油系统包括油箱、油过滤器、油冷却器、安全阀、止回阀、油泵及相应的电动机、管路和接头等组成。离心式压缩机离心式压缩机2、其它辅助系统离心式压缩机还包括有齿轮箱或联轴器、轴向位移安全器和冷却分离器等辅助设备。2.2离心式压缩机的驱动方式离心式压缩机离心式压缩机4六、、离心式压缩机的型号6.1国产离心式压缩机的型号6.1.1新名称型号表示法（1）名称离心压缩机产品名称组成如下：离心式压缩机离心式压缩机（2）型号：离心压缩机产品型号组成如下：离心式压缩机离心式压缩机1操作性能离心式压缩机的特性基本上取决于速度而不取决于结构，即排气量的变化与速度成正比，产生的压头与速度的二次方成正比，所需功率与速度的三次方成正比。操作特性由系统阻力所决定。在选择压缩机之前必须先确定系统的能力和任务。图1-16所示为可变转速的低压缩比离心式压缩机特性曲线变化的基本趋势。1操作性能离心式压缩机的特性基本上取决于速度而不取决于结构，即排气量的变化与速度成正比，产生的压头与速度的二次方成正比，所需功