这套天然气增压机组用于年轻烃综合利用装置的气源稳压与回收:喷油螺杆压缩机(API 619 体系)+ 多级油分 + 壳管式油冷却器,满足防爆与可燃气体检测、易维护与全年化运行。(Accuris Standards Store)
采用喷油螺杆压缩机(API 619),配重力/旋流+高效聚结+终级除雾的多级油分,双联 100% 壳管式油冷却器带压切换;按 IEC 60079-10-1 做区域分级与电气选型,并结合 NIOSH/OSHA 的 LEL/暴露参考设置检测与联锁。(Accuris Standards Store)
项目背景与目标
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场景:年轻烃(以甲烷/乙烷为主,伴随 C₃+ 微量)在分馏、回收与外输前需稳定增压,覆盖启停、切换牌号与夏季高湿等工况。甲烷物性与混合气性质可参考 NIST WebBook。(NIST WebBook)
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目标:在宽负荷窗口下实现恒压/稳流输出、ppm 级尾油、低噪低振,并满足爆炸危险区和可燃气检测要求;机组停机维护不影响装置连续性。
工况与挑战
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负荷波动:启停/缓冲槽液位变化、回收头压波动导致入口 P/T 与流量大幅摆动;需较宽可调速与最小稳定流量窗口。
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可燃与健康风险:甲烷为易燃气体,装置局部可能达到 LEL 的 10%+(监管建议的报警阈值附近);需布置 LEL 检测、通风与本安/隔爆电气。(OSHA)
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含油率管控:下游换热与计量对含油敏感,必须通过多级油分把尾油压至目标 ppm,同步控制分段压降与回油。
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合规:API 619 用于旋转正排量(干式/油润滑螺杆)选型/验收;IEC 60079-10-1 做危险区分级(Zone 1/2),形成电气/通风与检测的依据。(Accuris Standards Store)
系统方案(喷油螺杆 + 多级油分 + 壳管油冷)
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压缩主机(天然气增压机组核心)
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型式:喷油螺杆,以油润滑/密封/冷却;配 VFD 与/或滑阀扩展调节范围;采购与验收按 API 619。(Accuris Standards Store)
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脉动与振动:正排量排气存在脉动流,需匹配消音/容积瓶与管道动力学校核。(Ace Consultant)
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多级油分(重力/旋流 → 高效聚结 → 终级除雾)
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一级:重力或旋流,去除 >10–20 μm 液滴、稳流。
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二级:聚结滤芯,把 0.1–10 μm 雾滴长大以利分离。
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三级:终级除雾(丝网/纤维/折流),实现ppm 级尾油;各级设置 ΔP 监测和高高位(LAHH)联锁。
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选型与原理参考:Parker H 系列、Pall 聚结技术。(Ace Consultant)
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润滑油系统与冷却
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壳管式油冷却器(S&T)双联 100%:油走壳侧、闭式冷却水走管侧;四只隔离阀实现带压切换,不停机维护。
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换热核算:按 LMTD/ε-NTU 初估 UA,再由厂家热平衡修正;关注油侧允许压降/污垢系数与通道流速。(Engineering ToolBox)
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检测与联锁
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仪表:吸/排气 P/T、油温/油压、分离器液位、滤芯/除雾 ΔP、振动;
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气体检测:LEL(甲烷)+ 机房通风;报警→通风增量→联锁停机/切断;设置C&E(因果表)并现场演练。参考 NIOSH/OSHA 与 Honeywell Gas Book。(CDC)
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危险区分级与电气
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依据 IEC 60079-10-1 完成 Zone 1/2 分区图与设备清单,选择隔爆/本安型式与通风能力;交付分区图 + 设备表 + 检测点布置。(ANSI Webstore)
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关键技术要点
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可调区间与最小流量:VFD 优先,滑阀作为精细修正;联锁最小稳定流量与热气旁通,避免高排温/液击。基于工况曲线选择“高载少台”以优化系统 kW/NNm³。
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尾油 vs 压降:ppm 级尾油通常依赖聚结 + 终级除雾组合;将分段 ΔP 控制在压缩机允许范围,避免额外能耗与再夹带。(Ace Consultant)
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油冷却冗余:按“电机功率×(1−机械效率)×系数”粗估油冷负荷,双联 100% 提升可用度;冷却水侧要规定温度范围与最小流速,避免结垢与换热恶化。(Engineering ToolBox)
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材料与密封:气体侧材质选碳钢/不锈钢(按压力与腐蚀等级);弹性体优选 PTFE/FKM/PEEK;阀门填料与螺纹密封剂需验证对烃类兼容性(厂商合格函/清单)。
选型与验收(方法论)
输入:P₁/T₁、P₂、最小/额定/最大流量,天然气组分(CH₄ 主)与露点,尾油目标(ppm)、允许分段 ΔP,冷却水 T_in/T_out。
步骤
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主机匹配:基于多变/等熵估功率 → 对照厂家性能图选机型与转速/VFD 窗口;采购技术协议写入 API 619(设计/试验/文件)。(Accuris Standards Store)
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油分级配:按尾油目标倒推表观速度/停留时间/面积;选择聚结介质与终级除雾形式;给出新件 ΔP与寿命末 ΔP。(Ace Consultant)
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油冷 UA:按 LMTD/ε-NTU 计算 UA 与面积,校核通道速率与油侧 ΔP;布置四阀切换,验证不会“死端”。(Engineering ToolBox)
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脉动与应力:排气侧容积瓶/消音器布置,完成管道应力与动力学校核,核对喷嘴载荷与支吊架。(Ace Consultant)
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安环文件:IEC 60079-10-1 分区、LEL 检测点与通风量计算、C&E 因果表;参考 NIOSH/OSHA 对报警整定与作业票。(ANSI Webstore)
验收(FAT/SAT)
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FAT:I/O 校验、保护/联锁、阀门行程与 VFD 调参、油路预润滑测试、C&E 模拟。
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SAT:尾油(ppm)、分段 ΔP、振动、排温、最小/额定/最大流量点;LEL 检测“撞击”与通风能力测试。
运行与维护(O&M)
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日/周:油位、油温/油压、分离器液位、滤芯/除雾 ΔP、振动趋势、LEL 探头自检。
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月/季:油样(TAN/含水/颗粒)、冷却器 ΔT 与流量、容积瓶与支撑巡检。
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年/大修:更换聚结芯与除雾垫(记录批号与 ΔP)、壳管束清洗/涡流检测、VFD 维护、探头校准。
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备件:聚结滤芯/除雾垫、液位仪/差压变送器、隔离阀内件、油泵与密封、VFD 关键板卡、LEL 传感头。
RFQ(招采)清单(复制即可)
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介质:组分/露点/硫含量;入口 P/T 与最小/额定/最大流量;目标排气压力。
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标准:写入 API 619(设计/试验/资料)与声学/振动限值。(Accuris Standards Store)
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油分:三段(KO/聚结/终级)配置;给出尾油 ppm 保证与分段 ΔP 上限、寿命末 ΔP。(Ace Consultant)
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油冷:壳管式油冷器双联 100% 带压切换;提交 UA/ΔP 计算与冷却水条件。(Engineering ToolBox)
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安环:IEC 60079-10-1 分区图、LEL 检测与通风计算、C&E;FAT/SAT 方案与 QA/QC 包。(ANSI Webstore)
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服务与备件:两年常用备件、调试与培训计划、保修条款与到货周期。
精选外链(请保留)
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API 619(旋转正排量压缩机——干式/油润滑螺杆):标准页(R2024)与可参考版 PDF。(Accuris Standards Store)
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IEC 60079-10-1(危险区分级):BSI/IEC 预览。(ANSI Webstore)
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NIOSH/OSHA(LEL/暴露等安全参考):Pocket Guide 与安全提示。(CDC)
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壳管换热与 LMTD 计算:Engineering Toolbox、ScienceDirect 概览页。(Engineering ToolBox)
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甲烷物性(NIST WebBook):甲烷基础数据与热力参考。(NIST WebBook)
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