油气储运工程综合知识(泵和压缩机在油气储运工程中的应用)

在石油及天然气的储存和运输工程中，离不开管道、储罐、泵和压缩机。管道是输送工具，储罐是储存设备，而泵和压缩机则是为流体输送提供动力的机械。随着石油工业生产的发展，石油产品输送的管道化日益重要。例如，我国已建成多条大型、长距离输油输气管道，而且还在不断建设大型、长距离输油输气管道，如西气东输工程，给油气储运工程提出了更高的要求。作为输送动力的泵和压缩机是长距离输送中的核心设备，采用安全、高效的泵和压缩机是首要的任务，对提高运输效率和降低成本起着重要作用。在一些辅助性环节中，如动力风源、仪表控制用风及水循环系统等，也都离不开泵和压缩机。

一、在油气集输过程中的应用

油气集输是指收集油气田各井产出的采出液或天然气及其伴生气，经分离、计量后汇集输送到处理站。在油气处理站内进行的工作包括油气水分离、原油脱水、原油稳定、天然气脱水和含油污水处理等。在处理站，主要使用原油泵、污水泵以及多相混输泵。

天然气从气井采出后，经过节流降压、分离除液和计量后，再由集输气站送至天然气处理厂或长输管道首站。在天然气集输过程中，随着气田天然气不断开采，气井天然气压力逐渐降低，当降至集气管线压力，而无法进入集气管网时，需要增压。由于气田增压站的特点是来气压力和流量变化大，通常采用往复式压缩机进行增压，有时也采用喷射式压缩机来实现增压。而在天然气净化厂的脱硫、脱水、硫磺回收和尾气处理等装置中除了用到大量的耐腐蚀循环泵外，还用到大型鼓风机等。此时，为了充分利用循环液体和装置本身产生的中、高压蒸气，常采用液力透平和背压式汽轮机驱动。

二、在长距离输油管道和油库中的应用

在长距离输油管道中，由于油品沿管道流动需要消耗一定的压力能，因此必须建输油泵站，以将油品保质、保量、安全、经济地输送到油库。输油管道的压力能耗主要有两部分，一部分用于克服地形高差，这部分损失与输量无关；另一部分是与输量有关的摩擦阻力损失，包括油品通过直管段时的摩擦阻力损失和通过各种阀门、管件时的摩擦阻力损失。在输油管道早期，多使用“从罐到罐”的输油方式。此时油品全部通过各中间站的油罐，蒸发损耗大。后来逐步发展为“旁接油罐”，此时利用油罐调节两站同排量的差额。第三种方式则为“密闭输送”方式，上游来的输油干管直接与下站泵机组的吸人臂路相连，各站泵机组直接串联工作，又称为“从泵到泵”方式。由此可知，无论何种输泊方式，都需建设输油泵站，输油泵站的任务就是供给油流一定的能量。输油泵主要分为离心泵和螺轩泵。由于离心泵具有排量大、能串联工作、运行平稳以及易于维修等优点，在输油管道上得到了广泛应用。同时，根据输量或输送距离的不同，通常采用多台离心泵并联或串联的方式来实现。螺杆泵与离心泵相比，构造复杂、维修不便、不能串联工作，故不适用密闭输送流程。但螺杆泵适用于输送高粘度油品，常用于流量小、需要压头高的高粘油品输送。

油库作为用来接受、储存和发放原油或石油产品的企业和单位，主要用于协调原油生产、原油加工、成品供应以及运输，油库中油品的收发和输转是依靠泵和管路配合来完成的。油库中输送轻油和粘度在以下的油品，广泛采用离心泵；输送燃料油和润滑油一般采用往复泵、齿轮泵、螺杆泵和其他形式的容积泵。此外，在油库泵房中还用水环式真空泵所组成的真空系统使离心泵和吸入管路引油灌泵、抽吸油罐车底油以及利用虹吸作用卸油等。此外，油库消防系统、含油污永处埋系统和给水系统也需要采用离心水泵。

三、在长距离输气管道和储气库中的应用

天然气在输气管道的流动过程中由于各种摩擦阻力损失，其压力会不断下降．从而导致输气管道通过能力的降低，因此，仅依靠天然的地层压力长距离输送大量的天然气是绝对不可能的。为在输气管道中保持规定的天然气流量，并保证天然气在管道沿线的最优压力，就必须建造压气站。压气站应保障主要工艺过程得以实现。首站压气站直接建在气田之后，由于在气田开采过程地层压力的下降，首站压气站的用途就是使天然气保持必要的压力，以便继续在干线输气管道中输送。在干线输气管道上，通常每隔100-200km建造一座中间压气站，其用途是根据设计要求，把进站的天然气从进口压力增加到出口压力，以保证干线输气管道中规定的天然气流量。增压站建在有地下储气库的地方，其用途是从干线输气管道中把天然气压送到地下储气库中和从天然气储气库中抽出天然气（通常是在冬季）将其送入干线输气管道或直接将天然气送给用户。首站压气站通常选用离心式压缩机或往复活塞式压缩机，中间站选用离心式压缩机来提高气体压力，增压站由于所需增加的压力较大而常选用往复活塞式压缩机。根据输气量的大小和增压的不同，压气站内可采用多台压缩机并联或串联的组合形式。

　四、在液化天然气和压缩天然气中的应用

液化天然气(LNG)就是将天然气从矿场开采出来，经过预处理工艺，采用先进的制冷工艺，变成液态(-162℃，0.1MPa)的天然气。在天然气液化装置中，压缩机除了用于天然气的增压和输送外，还有用于不同温度的制冷。所采用的压缩机主要有往复式压缩机、离心式压缩机以及轴流式压缩机。往复式压缩机通常用于天然气处理量比较小的液化装置，离心式压缩机则用于大型液化装置。轴流式压缩机主要用于混合制冷剂循环装置。在液化天然气船和大型储罐中，除了用到离心泵外，还用到潜液式电动泵和柱塞泵等。潜液式电动的特点是将泵与电动机整体安装在一个密封的金属容器内，因此不需要轴封，适用于输送液化天然气等易燃、易爆的低温介质。

在压缩天然气(CNG)加压站，通常采用往复式压缩机，最高可将天然气压缩到25MPa，充装给气瓶转运车送至城镇布点的压缩天然气汽车加气站或压缩天然气供应站。