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1 引言
离心压缩机气量大，结构简单紧凑，运转平稳，操作可靠，有着广泛的应用。其驱动方式有变频电机驱动和蒸汽透平驱动2种。蒸汽透平机可以充分利用厂区的高压蒸汽作为动力，节省能源。本文结合甲醇制烯烃（MTO）装置中产品气压缩机的设计方法进行论述。 2 压缩机组设备布置和管道设计2.1 压缩机组的设备布置 在山东聊城30万t/aMTO项目中，产品气压缩机采用UOP工艺包设计方法，产品气经过用两个气缸、四级压缩对产品分离塔和高压脱丙烷塔来的气体分别进行压缩。压缩机及其附属设备的布置首先应该满足《GB50160 石油化工企业设计防火规范》的要求。该MTO产品气压缩机输送的气体为烃类，属于甲类气体，因此在设备布置的过程中，要满足规范中甲类可燃气体压缩机厂房距离其他设备的最小间距。另外，单机功率大于等于150kW的甲类气体压缩机厂房不宜与其他甲、乙和丙类房间公用一栋建筑；压缩机上方不得布置甲、乙和丙类工艺设备，但自用高位润滑邮箱不受此限制。该MTO产品气压缩机最大压缩功率为900kW，故采用半封闭式厂房独立布置，同时顶部设置自然通风口，高位油箱布置在压缩机厂房南侧墙外合适高度。 产品气压缩机组各设备地面层的布置见图1，3个段间缓冲罐布置在压缩机厂房北侧，3个段间冷凝器布置在厂房东侧，南侧留出足够抽芯空间。润滑油站布置在压缩机框架下地面西侧位置，东侧留出空间，作为压缩机及透平驱动机的维修吊装空间。表面冷凝器布置在透平下方，保证与其距离最短，南侧留出空间，作为表冷器的抽芯和吊装空间。注水盘、干气密封盘布置在8.6m平面压缩机北侧，在北侧留出空间做为检修通道。所有设备集中布置，方便操作，同时留
出足够的操作检修空间。厂房长宽为27m×13m。
图1 产品气压缩机组各设备地面层布置
压缩机二层平台的高度，主要由以下几个方面确定：1）进出口连接管线与地面的净空要求，主要考虑进口管线上集液包的安装高度和尺寸要求；2）进口管线直管段长度要求；3）出口管线要经由压缩机北侧小管廊送往设备，综合考虑管廊最小净空的要求；4）蒸汽透平机的高度；5）润滑油/封油能靠重力流回油槽中。 因本项目采用蒸汽透平驱动，，需考虑表面冷凝器的大小和高度，表冷器的筒体高度为2.2m，其高度由冷凝液泵的吸入高度确定，为EL+2.55m。另外压缩机采用混凝土基础，二层基础平台的厚度为1m。在透平和表面冷凝器之间，留出足够的空间供其方型连通器布置。综合以上，确定压缩机的二层平台为8.6m。 2.2 配管设计要点
离心压缩机是转动设备，在其配管设计中，满足工艺需要的前提下，首先应该考虑管道走向、支吊架的设置，使机械设备管嘴的受力和力矩小于需用值。同时管道和阀门的布置，应不妨碍设备机修且便于操作。因压缩机吸气和排气管嘴均向下布置，为降低压缩机的高度，吸气和排气管道宜并排布置在地面上，便于支撑管道，其管底至地面的高度不宜小于600mm，且应有足够空间布置进口集液包。
本产品气压缩机有4个向下的吸气口，吸气口管底
MTO装置产品气压缩机的布置和优化
王帅 孟清秀 李翊晗
惠生工程（中国）有限公司 北京 100102
摘要：蒸汽透平式离心压缩机是工程设计中常用且相对复杂的压缩机，本文以甲醇制烯烃（MTO）产品气压缩机为例，从压缩机组设备布置、管道布置进行论述，总结了压缩机布置的基本原则。对布置方法进行优化和比较，结果表明两层结构的布置方案是更为经济实用的设计方法。
关键词：离心压缩机 布置 优化 设计
Arrangement and optimization of product gas compressor in MTO plant
Wang Shuai，Meng Qingxiu，Li Yihan
Huisheng Engineering （China ） Co.，Ltd. Beijing 100102
Abstract：Steam turbine centrifugal compressor is a common and relatively complex compressor in engineering design.Taking the MTO product gas compressor
as an example，this paper discusses the equipment layout and pipeline layout of the compressor unit.The basic principles of compressor layout are summarized.The layout methods are optimized and compared. The results show that the layout scheme of two-storey structure is more economical and practical.
Keywords：centrifugal compressor；Arrangement；optimization；Design
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标高布置在距离地面1.4m的高度，吸气管线上有法兰连接的T型过滤器，法兰盖打开方向留出充分的抽芯空间。同时，该过滤器法兰亦可作为拆卸法兰，用于压缩机入口管段安装后开车前的蒸汽吹扫时使用。吸气管道的弯头或大小头与压缩机管嘴法兰必须配置直管段，长度一般为压缩机管嘴直径的3~5倍，从而确保进入机体的流体分布均匀。
该压缩机4个排气口，紧挨吸气口布置，这样便于设置统一的操作平台。排气管道上的止回阀，应靠近压缩机出口管嘴安装，防止出口压力降低后叶轮反转。为精确测量，吸入管线和排气管线上的温度计和压力表均布置在距离管口最近的位置，因此在管口下合适高度设置平台，便于仪表的观察和检修，同时提
供排出管线上弹簧支点的生根点位置（见图2）。
图2
配管设计
透平式压缩机
图3 压缩机平台布置
吸入和排气管线的走向、支吊架和补偿器的设置，均应满足机械设备管嘴的受力和力矩小于许用值。在本台压缩机的设计中，为使压缩机管嘴的受力和力矩达到最小，所有吸入管线和排气管线，在靠近管嘴的管架均采用弹簧支撑。由于吸入管口前直管段较长（约7.7m），为了控制管口力矩，在管线径向设置限位管架。
3 压缩机平台布置优化
在阳煤产品气压缩机的设计中，由于UOP工艺包要求段间缓冲罐出口到压缩机吸入口的管线为步步高，不得有袋型，因此在设计中需要抬高整个压缩机机组到EL.+11m平台高度，并增设EL.+6.5m高度平台，用于给压缩机吸入管线操作检修和支撑使用，如图3所示。
在山东聊城产品气压缩机的设计中，设备布置和工艺设计同时优化。将压缩机框架从三层平台减少为二层平台，降低了压缩机入口管线的标高。这样整个框架更经济、操作检修更便捷。但这样的布置会在入口管线行成低带，从而产生积液，可能会影响压缩机的运行。为避免该问题，从工艺角度进行优化，在压缩机入口管线低点设置带有液位计的积液包，从而使液相介质在进压缩机之前可以及时排走，
并通过液位计进行实时监测，确保压缩机吸入的气体不带液，整个过程也不失为工艺和配管两个专业良好的相互配合、优化设计方案的典型案例。通过以上设计，使得压缩机吸入管线布置在地面附近，降低压缩机的高度，同时取消了之前设计中的EL.+6.5m混凝土平台，改为一个局部操作的钢结构平台如图2所示。
4 结论
通过比较可以发现，聊城MTO项目中，压缩机组布置在EL+8.6m混凝土平台，并为出口管线设置局部操作平台，入口管线在地面操作，即可满足生产运行及操作检修的要求，整个框架采用二层结构，经济便捷。相比较阳煤项目压缩机布置在EL+11m混凝土平台，并为吸入口和出口管线的操作检修设置的EL+6.5m 满铺混凝土平台，整个框架采用三层结构。以上2种设计方案都满足工艺需求和应力管架计算，聊城项目的设计方法更经济实用，且便于施工。
参考文献
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[2] SH3012-2011.石油化工金属管道布置设计规范[S].2011.
[3] SH3011-2011 石油化工工艺装置布置设计规范[S].2011.
[4] 张德姜，王怀义，刘绍叶.石油化工装置工艺管道安装设计手册[M].2009.
4 结束语
（1）从原理上，液态N 2和液态CO 2诱喷解水锁基本相同，能对常用常规排水措施效果不明显的井，起到相同的诱喷效果。但CO2溶于水中提供的弱酸环境，有抑制黏土矿物膨胀和溶解碳酸盐的作用，效果更好。
（2）从经济上，两者工艺基本相同，而苏里格周边化石能源产业链有大量的CO 2产出，措施成本液态CO 2比液态氮气低很多。
（3）从环境上，CO 2占据部分地层孔隙，被深埋地下，减少了温室气体的排放。
（4）为减少反渗吸水锁压力，应在积液停产后，
尽快实施排水作业。
参考文献
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[2] 张春涛，王强军. 气田积液停产井复产工艺现状及后续工艺探讨[A]石油化工应用.2009，09：54-05.
[3] 杨波. 鄂尔多斯大牛地气田水淹水平井复产技术.技术创新.2016，02：33-02.
[4] 姚振杰，黄春霞等.延长油田CO 2驱储层物性变化规律[A].断块油气田2017，24（1）：60-03.
作者简介
尉晓文，长城钻探工程有限公司苏里格气田分公司。
（上接第345页）
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