Винтовые компрессорные установки для рационального использования попутного нефтяного газа

В последние годы в нефтяной отрасли России значительное внимание уделяется вопросу утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ).

Решение данного вопроса было активизировано Постановлением Правительства РФ от 08.01.2009 №7 «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках», в котором целевой показатель сжигания попутного газа на 2012 год и последующие годы был установлен в размере не более 5 % от объема добытого газа.

Осуществление мероприятий по рациональному использованию ПНГ невозможно без современных технологических решений и эффективного оборудования.

В области предложения рынку качественного и надежного оборудования, используемого в технологиях рационального использования попутного нефтяного газа, активно работают ЗАО "НИИТурбокомпрессор им.В.Б.Шнеппа" и крупное компрессоростроительное предприятие ОАО «Казанькомпрессормаш» (входит в структуру машиностроительного и инжинирингового холдинга ОАО «Группа ГМС»).

В рамках реализации проекта по рациональному использованию ПНГ ОАО «Казанькомпрессормаш» (Группа ГМС) предлагает винтовые маслозаполненные компрессорные установки (КУ) в блочно-контейнерном исполнении, предназначенные для подготовки газа в основных процессах использования ПНГ на месторождениях: применение в качестве топлива с целью выработки электроэнергии и транспортировки по газопроводам для дальнейшей переработки.

В конструкцию КУ внедрены запатентованные технические решения, позволяющие компримировать газ различного качества, идущий как с первых, так и с последних ступеней сепарации.

Суть технических решений заключается в применении 1- или 2-контурной системы смазки, имеющей автономные системы поддержания оптимальных температур.

1-контурная (общая) система применяется для компримирования «легких», неагрессивных газов, 2-контурная (раздельная) - для «тяжелых» и агрессивных га-зов.

ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ ПНГ ПРИ КОМПРИМИРОВАНИИ «ЛЕГКИХ» НЕАГРЕССИВНЫХ ГАЗОВ (рис.1)

Компримируемый газ через входной сепаратор, где происходит его очистка от твердых частиц и жидких фракций, подается в компрессор и, перемешиваясь с впрыскиваемым маслом, сжимается до требуемого давления. Далее, газомаслянная смесь поступает в маслоотделитель с трехступенчатой системой отделения и каскад коалесцентных фильтров, где обеспечивается эффективная очистка газа от масла. Масло после отделения возвращается в маслобак, находящийся под давлением нагнетания. Для исключения выпадения конденсата после КУ, на трубопроводе нагнетания, после коалесцентных фильтров, устанавливается газоохладитель. В газоохладителе газ охлаждается до температуры ниже точки росы, при этом происходит выпадение конденсата, который отделяется в концевом сепараторе и удаляется через автоматическую дренажную систему. На выходе КУ содержание масла в сжатом газе составляет не более 3ррm (мг/кг). Масло из маслобака, через фильтры масла и маслоохладитель, за счет перепада давления (или с помощью насоса), подается на впрыск компрессора, к подшипникам и концевому уплотнению (общая система смазки). В состав КУ входит автоматическая система поддержания оптимальной температуры газа в маслоотделителе, которая подбирается в зависимости от состава газа и исходя из условий исключения конденсации «тяжелых» компонентов газа, растворяющихся в маслах, что позволяет увеличить срок службы масла и снизить эксплуатационные затраты.

Рис.1 Одноконтурная система смазки
1-входной сепаратор; 2-компрессор; 3-маслоотделитель;4-коалесцентный фильтр;
5-газоохладитель; 6-концевой сепаратор

ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ ПНГ ПРИ КОМПРИМИРОВАНИИ «ТЯЖЕЛЫХ» И АГРЕССИВНЫХ ГАЗОВ (рис.2)

Особенностью подготовки ПНГ КУ ОАО «Казанькомпрессормаш» (Группа ГМС) при компримировании «тяжелых» и агрессивных газов является наличие двухконтур-ной (раздельной) системы смазки, включающей первый контур для впрыска масла в рабочую полость компрессора и второй контур для подвода масла к подшипникам и уплотнениям.

1-й контур имеет систему автоматического поддержания оптимальной тем-пературы газа в маслоотделителе, аналогичную КУ для компримирования «легких», неагрессивных газов. Второй контур имеет систему автоматического поддержания оптимальной температуры масла, подаваемого к подшипникам и уплотнениям. В контуре подвода масла к подшипникам и уплотнениям полностью отсутствует контакт масла со сжимаемым газом. Также контуры системы смазки имеют системы автоматического поддержания оптимальной температуры газа в маслоотделителе и температуры масла в коллекторе подвода масла к подшипникам и уплотнениям. Это повышает долговечность подшипников, надежность КУ в целом при сжатии загрязненных, агрессивных газов и газов, содержащих компоненты, конденсирующиеся в процессе сжатия и растворяющиеся в маслах. Также повышается надежность при эксплуатации КУ в тяжелых технологических и климатических условиях, при этом требования к качеству масла в контуре впрыска масла в рабочую полость могут быть значительно снижены. Вышеперечисленные инженерные решения позволяют значительно увеличить надежность КУ, использовать недорогие отечественные масла и снизить эксплуатационные затраты.

Рис.2 Двухконтурная система смазки
1-входной сепаратор; 2-компрессор; 3-маслоотделитель;4-коалесцентный фильтр;
5-газоохладитель; 6-концевой сепаратор; 7-агрегат системы смазки

В 2011 - 2012 г.г. инженеры ОАО «Казанькомпрессормаш» (Группа ГМС) ввели в эксплуатацию ряд КУ для рационального использования ПНГ, часть из которых, предназначеных для компримирования «тяжелых» газов, выполнена с двухконтурной системой смазки (табл. 1, фото 1).

Таблица 1. Компрессорные установки с раздельной системой смазки для транспортировки ПНГ

За последние 5 лет компанией поставлено порядка 60 компрессоров марки ТАКАТ различного исполнения для систем утилизации ПНГ.

Фото 1. КУ ТАКАТ-50.10 М4 УХЛ1 для компримирования ПНГ на Рогожниковском месторождении (ОАО «Сургутнефтегаз»)

ОАО «Казанькомпрессормаш» (Группа ГМС) обладает всеми технологическими и производственными ресурсам, которые позволяют изготавливать и поставлять на российский и зарубежный рынки качественные и надежные винтовые компрессорные установки и компрессорные станции для компримирования ПНГ различного состава производительностью от 2 до 100 м3/мин (в одном корпусе) и конечным давлением 5,0 МПа.