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摘 要： 压气站承担着油田天然气生产、集输及轻烃生产任务，离心式压缩机作为压气站的核心设备，它的运转是否正常直接关系到生产任务的完成与否。近年来，离心机工艺系统出现异常。经分析压力、温度异常的原因是来气夹带油滴、管线内的腐蚀产物、加药剂的颗粒等杂质因温度、压力的变化，在压缩机流道内积聚结垢，造成流道堵塞。未解决这个问题，经过论证，在现有立式分离器后串联一台旋风分离器，将伴生气中夹带的油污、杂质进行更好的分离，确保离心式压缩机的安全运行。
关键词 ： 离心式压缩机 腐蚀 旋风分离器 分离 改造
压气站离心式压缩机是油田输气系统的核心设备。该离心压缩机设计的额定输气能力为100×104m3/d。根据生产实际需要与沈阳鼓风机厂合作进行改造，改造后的压缩机处理规模为55×104m3/d，改造以来运行基本平稳，正常情况下每年检修一次。但近年来，离心机工艺系统出现异常，运行一直不够平稳，特别是三段出口压力、温度偏高。三段出口压力、温度有较大幅度的攀升。三段出口压力由1.3MPa升至1.55MPa，出口温度由135℃升至146℃，经分析压力、温度异常原因是来气夹带油滴、管线内的腐蚀产物、加药剂的颗粒等杂质因温度、压力的变化，在压缩机流道内积聚结垢，造成流道堵塞。
1 压气站目前的系统工艺流程。伴生气进站后，经低压机增压、高压机增压后进入深冷装置分离出轻质油和液化气后外输。
4压缩机组操作异常原因。三段出口压力由1.3MPa升至1.55MPa；出口温度由135℃升至146℃。针对这种情况，进行了如下处理：（1）确认压力、温度数值变化的准确性：仪表人员分别两次对压力、温度一次表和压变、温变进行校核，发现温变数据偏高2℃、压变偏高0.02 MPa。均在测量误差范围内。测量各段出口管线壳体温度，发现三段出口温度为130℃（DCS显示温度为145.5℃）；四段出口管线壳体温度为110℃（DCS显示温度为121.6℃），压力、温度的上升趋势应该是真实的。（2）从振动趋势分析：高压机转子吸入端（西侧）X3111、X3112的振动值较试车时，由30?m升至40?m，经常出现X3111、X3112振动值不稳（在36-46?m之间波动），每次大约持续2小时，然后又稳定在38-40?m左右，现X3111，X3112振动值与往年同期相比大幅上升，为往年同期的2-3倍。根据离心机故障诊断系统S8000诊断分析，该处动平衡不良。（3）从工艺流程上分析高压机工作状况：PVC-206回流阀工作良好，未发生泄漏，各分离器工况良好，液位真实、排液良好。各段外部流程无内漏现象。为维持离心机正常运行，压气站暂时采取了降压运行的方案，出口压力控制在2.35～2.4MPa之间，流量控制在15000～15500m3/h之间，机瓦振动、三段出口压力、温度上升趋势得到缓解，参数基本保持稳定。（4） 压缩机三段（高压一段）压力升高的原因分析。根据上述情况分析，离心机三段是中间级，其压力、温度升高而四段出口压力未升高的主要原因是四段流道堵塞，排气不畅。由于流量不变，导致其压力上升，压比增大、温度上升。结垢的原因是来气夹带杂质（管线内的腐蚀产物、加药剂的颗粒、液滴）等因压缩机内温度、压力的变化，在流道内积聚结垢，产生的结垢难以被气流带走，越积累越多所致，根据现场调研，压缩机四段都存在结垢现象，第三段和第四段结垢较严重。根据三月检修的情况看，这种情况很可能已经发生。 压缩机内部结垢的取样分析：对压缩内部的结垢自然干燥后的的样品进行了分析，样品的粒径分布见图3。
从上图中可以看出，粒径分布的峰值在600μm，最大粒径近2000μm。根据《油气集输设计规范》中重力式分离器设计选型的计算公式对目前分离器的分离能力校核，目前的分离器可以分离出粒径大于400μm的液滴和粒径大于200μm的固体颗粒，分离效果是比较差的。因此为保证压缩机的平稳运行，需要提高入口分离器的分离效果。
5 旋风分离器的确定
旋流板式气液分离器的主体为一圆柱形筒体，上部和下部均有一段锥体，在筒体中部放置的锥形旋流板是除液的关键部件。旋流板由许多按一定仰角倾斜的叶片放置一圈，当气流穿过叶片间隙时就成为旋转气流，气流中夹带的液滴在惯性的作用下以一定的仰角射出而被甩向外侧，汇集流到溢流槽内，从而达到气液分离的目的。该类型分离器一般可分离气体中5-75μm直径的液滴。其优点是压力降小，不易堵塞。
在油田油气处理中常用的分离器方式有离心（旋流）分离、重力沉降分离，惯性分离，过滤分离。根据工程的实际情况及分离器的适应性、选择旋流分离器和重力分离器较适合本工程，因此选择两种方案进行对比研究。方案一：在现在的立式分离器（DF100）后增加一台多管旋流分离器；方案二：把目前运行的立式分离器（DF100）更换为卧式分离器。通过对分离效果、操作弹性空间、工程投资进行对比，方案一的分离效果好于方案二，且工程总投资低，因此推荐方案一：在现有的立式分离器（DF100）后串联一台旋风分离器，将伴生气中夹带的油污、杂质进行更好的分离，确保离心式压缩机的安全运行。
关键词 ： 离心式压缩机 腐蚀 旋风分离器 分离 改造
压气站离心式压缩机是油田输气系统的核心设备。该离心压缩机设计的额定输气能力为100×104m3/d。根据生产实际需要与沈阳鼓风机厂合作进行改造，改造后的压缩机处理规模为55×104m3/d，改造以来运行基本平稳，正常情况下每年检修一次。但近年来，离心机工艺系统出现异常，运行一直不够平稳，特别是三段出口压力、温度偏高。三段出口压力、温度有较大幅度的攀升。三段出口压力由1.3MPa升至1.55MPa，出口温度由135℃升至146℃，经分析压力、温度异常原因是来气夹带油滴、管线内的腐蚀产物、加药剂的颗粒等杂质因温度、压力的变化，在压缩机流道内积聚结垢，造成流道堵塞。
1 压气站目前的系统工艺流程。伴生气进站后，经低压机增压、高压机增压后进入深冷装置分离出轻质油和液化气后外输。
4压缩机组操作异常原因。三段出口压力由1.3MPa升至1.55MPa；出口温度由135℃升至146℃。针对这种情况，进行了如下处理：（1）确认压力、温度数值变化的准确性：仪表人员分别两次对压力、温度一次表和压变、温变进行校核，发现温变数据偏高2℃、压变偏高0.02 MPa。均在测量误差范围内。测量各段出口管线壳体温度，发现三段出口温度为130℃（DCS显示温度为145.5℃）；四段出口管线壳体温度为110℃（DCS显示温度为121.6℃），压力、温度的上升趋势应该是真实的。（2）从振动趋势分析：高压机转子吸入端（西侧）X3111、X3112的振动值较试车时，由30?m升至40?m，经常出现X3111、X3112振动值不稳（在36-46?m之间波动），每次大约持续2小时，然后又稳定在38-40?m左右，现X3111，X3112振动值与往年同期相比大幅上升，为往年同期的2-3倍。根据离心机故障诊断系统S8000诊断分析，该处动平衡不良。（3）从工艺流程上分析高压机工作状况：PVC-206回流阀工作良好，未发生泄漏，各分离器工况良好，液位真实、排液良好。各段外部流程无内漏现象。为维持离心机正常运行，压气站暂时采取了降压运行的方案，出口压力控制在2.35～2.4MPa之间，流量控制在15000～15500m3/h之间，机瓦振动、三段出口压力、温度上升趋势得到缓解，参数基本保持稳定。（4） 压缩机三段（高压一段）压力升高的原因分析。根据上述情况分析，离心机三段是中间级，其压力、温度升高而四段出口压力未升高的主要原因是四段流道堵塞，排气不畅。由于流量不变，导致其压力上升，压比增大、温度上升。结垢的原因是来气夹带杂质（管线内的腐蚀产物、加药剂的颗粒、液滴）等因压缩机内温度、压力的变化，在流道内积聚结垢，产生的结垢难以被气流带走，越积累越多所致，根据现场调研，压缩机四段都存在结垢现象，第三段和第四段结垢较严重。根据三月检修的情况看，这种情况很可能已经发生。 压缩机内部结垢的取样分析：对压缩内部的结垢自然干燥后的的样品进行了分析，样品的粒径分布见图3。
从上图中可以看出，粒径分布的峰值在600μm，最大粒径近2000μm。根据《油气集输设计规范》中重力式分离器设计选型的计算公式对目前分离器的分离能力校核，目前的分离器可以分离出粒径大于400μm的液滴和粒径大于200μm的固体颗粒，分离效果是比较差的。因此为保证压缩机的平稳运行，需要提高入口分离器的分离效果。
5 旋风分离器的确定
旋流板式气液分离器的主体为一圆柱形筒体，上部和下部均有一段锥体，在筒体中部放置的锥形旋流板是除液的关键部件。旋流板由许多按一定仰角倾斜的叶片放置一圈，当气流穿过叶片间隙时就成为旋转气流，气流中夹带的液滴在惯性的作用下以一定的仰角射出而被甩向外侧，汇集流到溢流槽内，从而达到气液分离的目的。该类型分离器一般可分离气体中5-75μm直径的液滴。其优点是压力降小，不易堵塞。
在油田油气处理中常用的分离器方式有离心（旋流）分离、重力沉降分离，惯性分离，过滤分离。根据工程的实际情况及分离器的适应性、选择旋流分离器和重力分离器较适合本工程，因此选择两种方案进行对比研究。方案一：在现在的立式分离器（DF100）后增加一台多管旋流分离器；方案二：把目前运行的立式分离器（DF100）更换为卧式分离器。通过对分离效果、操作弹性空间、工程投资进行对比，方案一的分离效果好于方案二，且工程总投资低，因此推荐方案一：在现有的立式分离器（DF100）后串联一台旋风分离器，将伴生气中夹带的油污、杂质进行更好的分离，确保离心式压缩机的安全运行。