Н.М. Тузова¹, А.А. Биктимиров²

¹Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

²ООО «РН-Ванкор»

Актуальность. Российская Федерация на данный момент является одной из самых крупных добывающих и перерабатывающих нефть и газ стран. По добыче нефти Россия занимает третье место в мире, уступая лишь США и Саудовской Аравии. [1] По объемам разведанных запасов РФ значительно опережает все страны мира. Вместе с нефтью добывается и растворенный в ней попутный нефтяной газ (ПНГ). Главным компонентном ПНГ является метан, так же в состав входят более тяжелые компоненты: этан, пропан, бутан и другие. Согласно постановлению правительства РФ от 8 января 2009 года №7 «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках», уровень утилизации попутного газа должен быть не менее 95% от объема добытого газа. Поэтому на месторождениях ПНГ подготавливают для дальнейшей транспортировки к потребителю [2].

Цели и задачи. Целью исследования является определение схемы компрессорной установки (КУ), основных геометрически параметров компрессора и выбор системы смазки компрессорной установки. Задачи исследования – выбор типа компрессора для компримирования ПНГ, подбор вспомогательного оборудования для компоновки компрессорной установки, расчет основных геометрических параметров компрессоров и анализ различных систем смазки для установки.

Исходные параметры для расчета компрессорной установки приведены в таблице 1, а исходный состав газа представлен в таблице 2.

Таблица 1

Исходные параметры для расчета

Таблица 2

Исходный состав газа

В качестве основного элемента КУ выбран винтовой компрессор с приводом от асинхронного электродвигателя т.к. он обладает оптимальными эксплуатационными характеристиками для заданных условий. КУ является двухступенчатой из-за необходимости промежуточного охлаждения газа при требуемой степени повышения давления. Компрессоры первой и второй ступеней приводятся во вращение каждый от своего электродвигателя.

Расчет параметров винтовых компрессоров был производен по методике из источников [3, 4].

Основные параметры компрессоров, получившиеся при расчетах, представлены в Таблице 3. Чертежи компрессоров, спроектированных по результатам вычисления, представлены на Рисунке 1. Схема разработанной двухступенчатой винтовой компрессорной установки представлена на Рисунке 2.

Таблица 3

Сравнительная характеристика параметров компрессоров

Рисунок 1. Эскизы винтовых компрессоров установки
а) компрессор первой ступени компримирования; б) компрессор второй ступени компримирования

Рисунок 2. Схема винтовой двухступенчатой компрессорной установки

Результаты работы. 1. Спроектированы винтовые маслозаполненные компрессоры для первой и второй ступеней компримирования ПНГ. 2. Подобрано вспомогательное оборудования для компоновки компрессорной установки: сепараторы, электропривод, АВО и др. 3. Разработана технологическая схема КУ. 4. Проведен сравнительный анализ раздельной и смешанной системы смазки. Выбран оптимальный вариант — раздельная система смазки.

Вывод. В результате проведенного исследования была спроектирована компрессорная установка для компрессорной станции низкого давления. Особенностью установки является применение раздельной системы смазки, которая обладает следующими преимуществами при компримировании ПНГ: 1. Впрыск масла в рабочую полость и подача масла к механическим узлам компрессора осуществляется отдельными системами. Это позволяет компримировать газ с большим количеством тяжелых углеводородов, для которых характерно наличие жидкой фазы на всасывании компрессора, а также допустима конденсация компонентов газа в процессе компримирования. 2. Применение раздельной системы смазки позволяет повысить долговечность подшипников компрессора, при этом могут быть снижены требования к качеству масла в системе впрыска масла, следовательно, это позволяет значительно увеличить надежность компрессорной установки, использовать недорогие отечественные масла и снизить эксплуатационные затраты.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Россия заняла третье место по добыче нефти в мире [Электронный ресурс]. – URL: https://ria.ru/economy/20180820/1526875560.html (дата обращения 28.09.2018).
2. Постановление Правительства РФ от 8 января 2009 г. № 7 «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках» [Электронный ресурс]. – URL: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/12064540/ (дата обращения 28.09.2018).

3.Сакун И.А. Винтовые компрессоры-М.:Машиностроение,1960. 360с.

4. Диментов Ю. И., Прилуцкий И. К. Винтовые компрессоры. Учебное пособие. Л., ЛПИ имени М. И. Калинина, 1978. 65 с.