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-34-■技术交流

石油与化工设备2011年第14卷

DPC2804型天然气压缩机双一级改造可行性分析

李文军，王国银，李胜

(塔西南勘探开发公司柯克亚作业区，新疆喀什844804)

[摘要]通过对DPC2804压缩机进出口管线的改造，将压缩机由三列二级压缩改为三列一级压缩，压缩机受力平衡得到优化，提高了排气量。本文对压缩机改造方案进行了可行性分析。

[关键词]DPC2804压缩机；改造；受力平衡；排气量；功率；温度

塔里木油田塔西南勘探开发公司1997年引进的DPC2804天然气压缩机，经多年运行，压缩机的使用工况已经偏离设计工况。压缩机长期在低负荷下运转，一级一、二缸受力比原设计有所降低，二级缸受力比原设计大大降低，造成压缩机组利用率很低，整体受力极不平衡。为提高压缩机的利用率，降低能源消耗，经改造，通过增加压缩机排气量的方法提高压缩机利用率，主要内容是将DPC2804压缩机的压缩缸从三列二级压缩改为三列一级压缩。本文为压缩机改造的可行性分析。

1DPC2804压缩机原设计技术参数和工艺参数

压缩机型号：DPC2804;结构：重型低速整体式撬装；压缩气缸数：3个；压缩缸直径D?=D?=120.65mm,D?=82.55mm;冲程：S=279.4mm;活塞杆直径：d?=d?=63.50mm,

d?=57.15mm;活塞杆允许负荷：G=177698N;额定转速：n=400r/min;额定功率：Ne=596.56kW

2改造方案

将二级进气分离器与一级进气分离器并联，即将原料气入口同时接到一级分离器和二级进气分离器上，同时在二级进气分离器原主线上加上切断阀。将一级排气缓冲罐过空冷器后的管线与二级排气缓冲罐过空冷器的管线相连，在连接管线上加切断阀[[2][3][4]。

3目前压缩缸工况

目前压缩机一级进气压力为3Mpa,一级排气压力为10Mpa,二级排气压力为15Mpa,根据已知数据，通过DPC压缩机计算软件，可以绘制出其压容图和受力图。在此条件下，一缸和二缸的压容图(图1)比较正常，容积效率较高，而三缸的压容图(图2)中容积效率很低。从受力图中可看

到，一缸和二缸(图3)受到较大的复合力，而三缸(图4)受到的复合力较小，说明三个缸的受力处于不平衡的状态。所以，有必要对压缩机进行改进，以提高压缩机的利用率，改善压缩机的受力平衡。

3.1压缩机各缸压容图

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图1压缩一缸、二缸压容指示图

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图2压缩三缸压容图

作者简介：李文军(1982一),男，新疆喀什人，硕士研究生，助理工程师，从事油气集输工作。

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第3期李文军等DPC2804型天然气压缩机双一级改造可行性分析—35—

3.2压缩机各缸受力图

图3压缩一缸、二缸受力图

3.3压缩机各缸受力平衡对比

压缩机的复合力包括气体力、惯性力和摩擦力，其中气体力占主要方面。在进行各缸受力平衡对比时，各缸惯性力相同，摩擦力很小，可忽略不计，因此可用气体力代替复合力进行受力平衡分析。通过计算，改造后各缸受力都有所增加，相对改造前受力更加平衡。

气体力计算：

F=(Pd;-Ps;)×(π/4)×D2

式中：F;—i级缸气体力，N;Pd;—i级缸排气压力，Mpa;Ps;—i级缸进气压力，Mpa;D;—i级缸的活塞直径，mm;

目前压缩机各缸受力：

F?目前=F?目前=(Pd?-Ps?)×(π/4)×D?2=(10-3)×(π/4)×120.652=80006N;

F?目前=(Pd?-Ps?)×(π/4)×D?2=(15-10)×(π/4)×82.552=26759N

改造后压缩机各缸受力：

F?改造=F?改造=(Pd?-Ps;)×(π/4)×D?2=(15-3)×(π/4)×120.652=137187N;

F?改造=(Pd?-Ps?)×(π/4)×D?2=(15-3)×(π/4)×82.552=64223N

4排气量变化分析3

4.1各级缸行程容积的计算Vt=(π/4)×(2D2-d;2)×S×n

式中：V—行程容积，m3/min;D—i级缸直径，m;d—i级缸活塞杆直径，m;S—冲程，m;

n—转速，r