对深冷装置中丙烷压缩机节能运行的几点探讨

孙凤琦（大庆油田有限责任公司天然气分公司油气加工九大队,黑龙江大庆163000）

对深冷装置中丙烷压缩机节能运行的几点探讨

孙凤琦（大庆油田有限责任公司天然气分公司油气加工九大队,黑龙江大庆163000）

丙烷压缩机作为天然气处理工艺中的关键设备，其能耗较高的问题一直是制约行业全面推动节能降耗工作的一个瓶颈难点，必须得到充分的重视。本文对如何实现丙烷压缩机的节能降耗进行了探讨，希望对相关工作能够有所借鉴。

制冷装置;丙烷压缩机;节能措施

改革开放以来，我国的各项事业都取得了飞速的发展和进步，这一方面促进了社会生产和生活的发展，但同时也造成了对能源的需求量不断上涨。现阶段，能源危机已经渗透了世界上的各个国家，如何在不影响社会生产的条件下，提升能源的利用率，降低不必要的能源损耗，已经逐渐成为了摆在当今全球各国面前的一个迫切需要解决的难题。笔者正是基于这一观点，以天然气处理工艺中的制冷环节为例，就如何提升节能效应进行了探讨。

1 丙烷压缩机运行中的能耗问题

现实中，天然气处理工艺中的制冷环节已经普遍开始采用“丙烷蒸发辅助制冷+涡轮膨胀机制冷”的工艺，这可以进一步降低深冷装置的制冷温度，进而提升C3收率和产品质量。但是该项工艺中也存在一些问题，例如丙烷压缩机组(如图1所示)的耗电量较大，这与当前企业和社会追求节能降耗、推进可持续发展的战略理念相悖。此外，丙烷机组的功率很大，尤其是在夏季时的负荷值将会非常大，电机的电流值往往都会达到50A以上，而这很容易导致电流过载问题，进而造成联锁停机，这一方面降低了深冷装置的工作稳定性和产品质量，而且还还会大大缩短机组的使用寿命，由此带来的经济损失和能源浪费可能十分巨大，必须得到充分的重视。

图1 某型号的丙烷压缩机

2 节能降耗措施探讨

2.1 制定合理的丙烷机组启/停时间表

如上文所述，虽然当前深冷装置中采用的丙烷蒸发辅助制冷技术具有良好的工作效率，但其压缩机中的主电机却会消耗大量的电能，这与节能降耗的理念相悖。因此，要提升丙烷压缩机的节能效益，首先要做的就是从机组的运行时间上下手，如果可以减少一些不必要的运行时间，那么无疑会节约大量的电能。

众所周知，外界环境的温度具有典型的周期变化性，即会随着春夏秋冬季节的更替而出现明显的波动。而对于丙烷压缩机来说，重接触塔顶温度与环境温度的变化趋势相同，C3收率则与环境温度的变化趋势相反。这也就造成了每年10月末到次年初时，由于C3收率都比较高(常都可以达到96%以上)，此时考虑到机组节能降耗的需求，就可以适当的停运机组；而当每年3月以后，因为外界的环境温度逐渐增高，所以C3收率会下降，此时为了遏制C3收率的降低，应该保持机组的启动运行状态。通过实践经验可知，当日平均气温低于10℃时，为了提升机组的节能效益，可以停运机组；而当日平均高于23时，就应该保持机组处于开启状态。

综上所述，为了提升丙烷压缩机的节能降耗效益，应该根据外界环境温度的季节性变化规律，对机组的启动和停止进行合理安排。一般来说，6～10月份时应该保持机组正常运行，而其他月份则完全可以停运，这样就能够大幅度提升丙烷压缩机的节能降耗水平。

2.2 对丙烷压缩机吸入压力的设定值进行合理调节

当前在实践中广泛应用的丙烷压缩机都可以实现在10%～100%范围内的无级调节负荷。现实中，压缩机的负荷会随着启动和加载而逐渐增大，而这一过程的负荷调节会由一套液压活塞机构自动执行，具体的控制指令则来自于电脑控制中心的时间比例信号。在此过程中，丙烷压缩机的负荷将直接由吸入压力的设定值进行控制，每当吸入压力低于设定值时，负荷就会降低，反之就会升高。

现实中，丙烷压缩机的吸入压力设定值与丙烷蒸发压力直接相关。这是因为蒸发温度是由蒸发压力决定，而当蒸发温度降低到-35℃时，装置的C3收率就会保持在一个较高的水平上，此时就无需再增大机组负荷。因此，机组吸入压力的设定值不应小于丙烷蒸发温度为-35℃时的蒸发压力值，即丙烷机组的吸入压力设定值应该至少大于等于140kPa。

此外，原料气的温度和物料的增多都会使丙烷压缩机的负荷变大，严重时甚至可能因为电流升高而导致机组出现运行故障。所以还必须对电流值的变化情况进行实时监测，一旦发现电流值接近危险线时，就必须立即提高机组的吸入压力设定值，此时即使是放弃C3收率，也要保障机组不会出现故障或损坏，否则由此产生的工艺系统波动可能会带来更严重的损失。

总之，在对丙烷压缩机的吸入压力设定值进行调节时，必须要对上述因素进行综合考虑，只有找到C3收率和机组运行优化的平衡点，才能最大限度地实现节能效应。

2.3 对机组的排气压力进行优化

首先，当环境温度一定时，适当增加空冷器的台数，并对其实施变频控制，可以在一定程度上降低机组的排气压力，进而实现节能目的；其次，对风扇叶的倾角进行适当调整，在冷却效果和节能效果之间找到平衡点，从而实现对机组排气压力的优化；最后，对空冷器的翅片要定期进行清理，以确保丙烷和空气的热量交换效果良好。

3 结语

丙烷压缩机作为天然气处理工艺中的关键设备，其能耗较高的问题一直是制约行业全面推动节能降耗工作的一个瓶颈难点，必须得到充分的重视。

[1]曾科,孙新亚,罗彩龙,等.苏里格天然气处理厂丙烷电机节能改造研究[J].石油化工应用,2015,34(8):56-58.

[2]方晓庆,庄学武.丙烷制冷系统节能技术应用及效果分析[J].石油石化节能,2014,(8):12-14.