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      優化爐頂熱電偶以最大化吞吐量

      返回列表發布日期:2019-11-21 09:05:17    |    


            爐頂熱電偶非常適合以單級或多級配置,輸送高壓壓縮氣體。這些設備昂貴且耗能,因此,無論天然氣價格如何,都必須在其“最佳點”運行它們,這一點很重要。“最佳點”的解釋取決于組織的應用和優先級,并且可以指的是最大化吞吐量、提高燃油效率、最小化排放或維持可靠的運行條件。
            本文顯示了一個示例,該示例說明如何使用模擬爐頂熱電偶并使用這些模型來最大化吞吐量。優化策略包括找到最佳點,在該最佳點處,爐頂熱電偶以最大容量工作,并在保持可行操作的同時提高油井產量。一般而言,通過降低吸入壓力可以提高天然氣井的產量,而增加吸入壓力可以提高爐頂熱電偶的產量。因此,必須找到一個最佳的點,在該點上,油井的產量和爐頂熱電偶的產量都可以從中受益。 
      方法
            為了進行優化研究,應生成爐頂熱電偶性能曲線。曲線可分為三個主要部分:缸容量部分、膝蓋和馬力部分如圖1所示。在缸容量部分中,缸容量利用率最大,這意味著第一級缸不增加間隙,并且駕駛員以最大速度行駛。曲線的馬力部分表示馬力利用率為100%。在本節中,使用間隙設備卸下驅動器。拐點是氣缸容量利用率和所用馬力均為100%的唯一點,并且是爐頂熱電偶的最佳工作點。
      案例分析
            對天然氣廠中由多個爐頂熱電偶組成的壓縮站進行了評估。圖2示出了爐頂熱電偶配置的示意圖。這種三級爐頂熱電偶組的容量為6.66 mmscfd,吸氣壓力為80 psig,排氣壓力為1275 psig,并且以900 rpm的速度運行,功率消耗為800。
            優化研究包括建立設備的性能曲線,并與設備的當前操作點進行比較。通過遵循案例中介紹的方法,在案例研究工具中執行參數研究,可以構建這些曲線。這項研究的曲線如圖1所示。
            如圖3所示,此示例的當前操作點在容量曲線下方,并且可以通過提高駕駛員速度或降低吸氣壓力來將其移近一些。在第一種情況下,通過使驅動器運行到最大速度并保持吸氣壓力不變來增加容量。此條件對油井產量沒有任何影響。在第二種情況下,吸氣壓力降低,爐頂熱電偶容量不變,但由于吸氣壓力降低,因此增產。在第三種情況下,駕駛員以其最大速度工作,并且吸氣壓力降至71.5 psig。在這種情況下,爐頂熱電偶的容量增加了13%,而吸入壓力降低了。最佳工作點取決于油井的具體響應,但可能接近第三種情況。容量的增加現在可以與經濟分析相結合,以量化運營變化的潛在利益。 
      結論
            根據生產井的響應和使用爐頂熱電偶的性能曲線,可以優化和評估爐頂熱電偶,以提高驅動器速度,減少附加間隙并優化吸入壓力,結果將是吞吐量的增加。對稱性可用于生成爐頂熱電偶性能曲線,這些曲線可用于評估和優化運行。
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