丙烷制冷系统通常用于天然气冷却处理。利用丙烷气化时的吸热效应产生冷量来冷却天然气。主要包括丙烷压缩机、丙烷缓冲罐、丙烷吸入罐丙烷蒸发器和丙烷后冷器。重要系统组件螺杆压缩机油泵微处理控制盘高压接受器空冷式冷凝器浸没式冷却器缓冲罐液态丙烷。流程描述丙烷缓冲罐来的液体丙烷1.15MPa、30℃经经济器换热后温度降至8℃再进一步节流降温至0.35MPa、-10℃。与天然气换热后丙烷液蒸发为气态丙烷蒸发温度为-10℃丙进入丙烷吸入罐。经吸入罐分离出夹带的液滴后进入丙烷压缩机压缩至1.2MPa经丙烷后冷器冷凝成液相丙烷1.15MPa、30℃后返回丙烷缓冲罐。压缩-外界对工质作功提高工质的压力和温度冷凝-气态工质冷却冷凝成液态工质并在高温下向冷却介质排热膨胀-高压液态工质在节流阀中通过节流膨胀降压至蒸发压力由于压力降低相应的沸点就降低当液体沸点低于当时温度时一部分液态工质就要蒸发从而吸收热量但由于膨胀过程发生很快节流阀周围外界来不及供热这部分热量只好从本身降低内能来供给所以节流后温度下降了膨胀成为低温气液混合物蒸发-低温液态工质进入换热器从制冷对象吸热同时自身蒸发为气态工质从而达到制冷的目的。丙烷吸入罐作用分离出气相丙烷中夹带的液滴防止液击。注意丙烷吸入罐液位达到90%时联锁停机。丙烷系统统运行时丙烷吸入罐液位达到80%时应立即手动停机。丙烷压缩机丙烷压缩机为螺杆式与活塞式相比特点重量轻、体积小无质量惯性力动平衡性能好可采用喷油冷却排温低单级压比高无余隙容积容积效率高。能量调节控制方式滑阀滑块。两者均为液压系统驱动滑阀实现压缩机的加载和卸载滑块来增加或降低压缩机的容积比。运行中一般采取控制滑阀实现能量调节。控制逻辑入口压力控制滑阀进出口压差控制滑块。经济器经济器属于自立式换热器同一介质通过外部控制手段建立温差完成热交换过程。即丙烷缓冲罐出来的液态丙烷分流一部分通过节流降温使两者建立温差进行热交换过程。从而达到外输丙烷进一步液化的目的。经济器投用条件压缩机负载达到85%时经济器支路电磁阀得电经济器投用。压缩机润滑系统润滑系统的作用1.为轴承和机械轴封润滑2.提供原动力使卸载器活塞移动3.为平衡活塞提供润滑油延长轴承使用寿命4.冷却压缩机5.降低压缩机燥声、减轻震动。6.在转子之间形成油封防止转子接触和气体旁通。工作的油回路①一级油分离器→粗过滤器→油泵两台→经过温控器三通管→空冷器→精过滤器滤油器→丙烷压缩机混合→一级油分离器。②一级油分离器→二级油分离器聚结器→组合针阀→丙烷压缩机→一级油分离器。③一级油分离器→二级油分离器→冷凝器→高压缓冲罐→经济器→蒸发器→集油罐→丙烷压缩机→一级油分离器。润滑过程压缩机轴承、轴封、和排量控制器所使用的机油由一个油泵提供。来自分离器的机油通过一个过滤器输送到泵进气口机油在泵进气口经过一个滤油器、泵送到润滑油分配器在输送给压缩机。注入油通过气体正压差供应给压缩机。注入油在经过过滤器过滤后、泵吸入前从泵送油中分离。差压调节器用于通过使过量进油返回到分油器来控制到轴承、密封和排量控制器的油压。该调节器基准位置位于压缩机附近以将压缩机油压的管路损失降低到最低限度。如果使用外部油冷却则泵在通过滤油器泵送机油之前通过冷却器来控制机油。油路系统双油路双油路由双油泵、双滤油器和一个润滑油空冷器构成。该微处理器监测油泵如果油压降低或油泵启动器停机它会自动启动第二个油泵。该滤油器传输是手动的。一次只需要一个滤油器。只关闭不使用滤油器的入口阀。不要将两个阀都关闭。操作时使两个滤油器上的出口阀都打开。只有当更换滤油器滤芯时才将两个隔离阀都关闭。如果两个隔离阀都保持关闭可能造成滤油器壳体内产生很高的压力。在油路系统中有个压力调节阀润滑油的供油压力可以通过压力调节阀来调节压力调节阀初步设定在旋转1/4圈时打开。如需增大油压差油温顺时针旋转调节阀如需减小油压差油温逆时针旋转调节阀。油分离器虽然能分离约99%的油。还是有一些油仍然进入系统中最终在系统的低温侧浓缩。此处制冷剂的蒸发使油留下。这部分油在不能从系统中清除的情况下浓度会增加。时间久了这部分油便可能累积到足以影响换热器的容量、干扰阀操作等的程度。当自动泄油阀打开时低温液/油混合物进入油蒸馏器。当自动泄油阀关闭时一体式加热恒温器启动加热器。制冷剂蒸发并通过平衡管返回到蒸发器缓冲罐。一旦加热器达到设定温度通常100°F/38℃加热器关闭。此时累积的油必须从油罐中排出。这部分油排出然后返回到压缩机内。两种返回方法是热气和泵回。“热气”法使用高压气强制油返回压缩机进气口。“泵回”法使用泵将油输回到压缩机进气口并使用一个液位开关循环泵出。该系统使用的“热气”法。对于“热气”返回系统来说加热器关闭卸油及平衡管自动阀关闭热气和回油电磁阀打开。热气压力将把油压回到压缩机中。调整热气管线中的手动膨胀阀使油在蒸馏器中无湍流的情况下返回从而防止油降低到最低液位以下。设定油蒸馏器控制盘上的计时器使回油大约在油位达到加热器顶部时停止。出口接管延伸到油蒸馏器中以防止暴露加热器元件。一旦计时器循环结束热气和回油电磁阀便关闭平衡管和泄油阀打开。此时油蒸馏器会进行正常的循环操作直到下一次转油开始为止。液位控制阀蒸发器丙烷液位是通过液位控制阀控制的液位控制阀是通过PID控制即是比例积分微分控制其中Pproportional代表比例主要调节控制速度IIntegral代表积分主要调节积累变化量Dderivative 代表微分主要减小控制振荡根据液位计给出的液位信号对液位控制阀开度进行控制从而调节进液量保持液位。控制过程通过液位控制阀上的两个表盘显示的压力值之比由压力值的百分比传递给控制盘控制盘给出一个信号给液位控制盘的位移传感器由位移传感器来控制滑阀的开度百分比。大致开度也可以从阀的标尺上看到。丙烷蒸发器液位计是利用雷达探头上下两个探头探测到蒸发器液位将液位转化为相应的4~20mA的电流信号传送到控制盘控制盘根据液位计给出的信号对液位控制阀发出信号相应地增大或减小液位控制阀的开度控制液位。蒸发器液位开关用于报警当液位达到报警值时液位开关压降增大到220V对应的输入模块压降为10V控制盘就会控制报警模块发出报警。在冬天很容易出现蒸发器假高液位报警信号这是由于冬天的时候温度很低气态丙烷在液位计中低压的情况下很容易变为液态丙烷附着在上探头上引起假液位报警。出现报警信号的时候一定要核对现场真实液位与控制盘中的液位是否相符。热气旁通当冷却器处于低负荷条件时压缩机可能抽空或因为低进气压力或低的工艺温度而停机。为防止这种情形发生提供一个热气旁通阀来为压缩机提供假负荷。该阀使排放气体进入冷却器。这部分气体使冷却器内的液体蒸发同时降低到与液体相同的温度。系统操作制冷剂气体从分油器通过单流阀排入冷凝器中。气体冷凝高压液体制冷剂通过四条4英寸的液体管线及6英寸的汇管流到高压接收器内。制冷剂液体从高压接收器流到再冷却器的壳程侧在此被再冷却然后通过一个空气操作的液体控制阀流到浸没式冷却器内。制冷剂通过阀时部分液体就闪蒸为气体把剩余的液体冷却到同冷却器壳程压力相适应的温度。闪蒸气在流经一个进口捕集器后被吸入压缩机的入口。此时流经冷却器管程的工艺天然气就会蒸发更多的制冷剂这部分气体也被吸人压缩机入口。压缩机出口的排放气体排到冷凝器内该循环完成。液位变送器把一个信号传送给控制盘内的液位控制器该控制器给液位控制阀发送一个信号是它保持冷却器内的液位把工艺负荷冷却到所需的状态。及当液位上升时关闭阀液位下降时打开阀。油蒸馏器操作分油器从压缩机的排气中回收大约99%的油。不过一些油仍然进入系统中最终在系统的低温侧浓缩。此处制冷剂的蒸发使油留下。这部分油在不能从系统中清除的情况下浓度会增加。时间久了这部分油便可能累积到足以影响换热器的容量、干扰阀操作等。当自动排油阀打开时低温液/油混合物进入油蒸馏器。当自动排油阀关闭时一体式加热恒温器启动加热器。制冷剂蒸发并通过平衡管返回到缓冲罐。一旦加热器达到设定温度加热器关闭。此时加热器关闭排油及平衡自动阀关闭热气及回油电磁阀开。热气压力将油推回压缩机内。调整热气管线上的手动膨胀阀使回油不在蒸馏器内产生湍流从而防止油降低到最低液位以下。经济器操作经济器口位于压缩机进气及排气之间的一个中压点上提供液体再冷却需要的中压。进入该口的气流不影响压缩机的进气能力。供给蒸发器的液体的再冷却使制冷循环热力效率提高。液体再冷却是通过一个恒温膨胀阀使高压液体膨胀、并经过管壳式换热器的管程在中压下蒸发。此制冷剂的蒸发产生制冷效应用于冷却经过换热器的壳程的高压液体。将供给的这部分液体闪蒸成中压也会提高热力效率。丙烷压缩机制冷剂的充加当丙烷系统中需要补充丙烷时可利用丙烷储管与蒸发器之间的管线利用丙烷自身的压力向蒸发器补充丙烷。注意制冷剂的充加要在停机状态下进行。丙烷制冷系统投用的目的目的减小井口背压延长生产井采气周期。目的不是为了控制露点只是露点控制的一种手段。启机注意事项丙烷吸入罐无液位显示避免液相丙烷进入压缩机形成液击油加热器工作正常启机前油温保持在15℃避免由于油温过低造成分离效果差引起不良润滑确认丙烷压缩机进出口压差小于345kpa避免由于压差过大造成电机过载停机启机前首先进行预润滑观察油压必须待油压高于排压后方可停止润滑启机前滑阀开度必须小于10%并处于手动状态系统投用注意事项投用时丙烷增发器液相调节阀手动设定20%观察丙烷蒸发器液位达到20%时缓慢增加滑阀开度同时根据露点情况逐步增加丙烷系统负荷丙烷系统前期运行时应避免丙烷压缩机滑阀“手动-自动”切换避免滑阀开度波动过大造成积液。运行中参数的控制丙烷制冷系统是利用丙烷气化时的吸热效应产生冷量来冷却天然气以达到合格的露点。那么丙烷蒸发器管程介质天然气的气量、温度及壳程介质液相丙烷的液位、蒸汽压力等的变化都会影响到露点。而液相丙烷的液位、蒸汽压力同时又会因丙烷压缩机滑阀的开度、入口压力、后冷器的冷却效果及丙烷蒸发器的液位调节阀设定而改变。丙烷系统运行时露点温度过低调整措施减小滑阀开度使丙烷气返回入口的再循环量增加提高压缩机入口压力使丙烷蒸发器丙烷蒸汽压力提高从而提高丙烷饱和蒸汽温度达到提高露点的效果。降低J-T阀设定可以适当降低J-T阀压力通过降低压比来提高进入丙烷蒸发器天然气温度达到提高露点的效果。提高空冷器后温度同样可以通过扇叶调整或者切换旁路等手段提高空冷器后温度。丙烷系统运行时露点温度过高。同露点温度过低相反可以通过增加滑阀的开度或者提高丙烷后冷却冷却效果进行调整。不建议对J-T阀进行提高设定调整。故障停机后操作中控室操作岗远程打开空冷器5台风扇打开空冷器前甲醇注点ROV关闭管壳换热器甲醇注点ROV打开丙烷蒸发器旁通电动球阀MOV-03119关闭丙烷蒸发器气相进口电动球阀MOV-03195如露点未达到生产要求根据各采气井油压情况适当提高J-T阀设定压力露点达到生产要求后合理调整风扇运行数量或通知现场操作人员调整翅片开度以保证合适的露点。同时注意观察空冷器前后压差远程停运丙烷压缩机后冷器现场操作岗现场关闭丙烷增发器丙烷气相出口球阀现场确认空冷器前甲醇注点ROV打开管壳换热器甲醇注点ROV关闭现场确认丙烷蒸发器旁通电动球阀MOV-03119开启丙烷蒸发器气相进口电动球阀MOV-03195关闭。压缩机常见故障及产生的原因1.入口分离器液位高产生的原因①入口压力设定过低导致入口温度过低在分离器产生积液②蒸发器液位高。2.蒸发器液位高产生的原因①假液位。气态丙烷在液位计中低压的情况下变为液态丙烷附着在探头上引起假液位高报警。②旁通阀渗漏。③液位控制阀仪表风气管线有冻堵导致液位控制阀开关不正常3.压缩机入口进气压力低产生的原因丙烷蒸发器蒸发量不够。4.压缩机出现异响产生的原因有液态丙烷进入压缩机机体。丙烷压缩机尚存在以下缺陷1制冷剂气体周期性地高速通过吸、排气孔口通过缝隙的泄漏等原因使压缩机有很大噪声需要采取消音减噪措施。2螺旋形转子的空间曲面的加工精度要求高需用专用设备和刀具来加工造价高。3由于间隙密封和转子刚度等的限制目前螺杆式压缩机还不能像往复式压缩机那样达到较高的终了压力。