Рабочий процесс эжектора «газ – газ»
Газовый эжектор состоит из сопла 5, в котором происходит
преобразование потенциальной энергии высоконапорного потока газа в кинетическую энергию, камеры смешения 6, в которой
происходит передача энергии от высоконапорного к низконапорному потоку газа, и диффузора 7 для повышения давления смеси потоков за счет снижения ее скорости.
Геометрия и работа газовых эжекторов характеризуется
следующими параметрами: |
|
|
|
• коэффициентом эжекции – соотношение массовых расходов |
|
||
низконапорногоGн и высоконапорногоGв потоков газа, u =Gн / Gв |
; |
||
• степенью повышения давления низконапорного газа – соотношение |
|||
значений давления потока газа за диффузором |
pс |
и в камере |
|
смешения pн , ε = pс / pн ; |
|
|
|
• относительной длиной камеры смешения – отношение длины |
|
||
λк = Lк / dк ;
•степенью расширения высоконапорного потока газа в сопле – отношение значений давления высоконапорного потока до эжектора
и в камере смешения, π = pв / pн |
; |
15 |
||
• уголом раствора диффузора |
αд . |
|||
|
||||
Эксплуатационные характеристики
эжекторов «газ – газ»
К примеру, газовые эжекторы, используемые на УКПГ Уренгойского
месторождения, имея геометрические характеристики |
λк =6 −8 |
, |
|||||
αд =5 −8 0, при |
степени |
расширения |
высоконапорного |
потока |
газа |
||
π≤5 обеспечивают коэффициент эжекции |
u =0,01 −0,03 |
и степень |
|||||
повышения давления низконапорного потока газа на уровне |
ε≤3 . |
|
|||||
Двухступенчатые газовые эжекторы, разработанные для УКПГ |
|||||||
Ямбургского месторождения, |
могут обеспечить |
коэффициент эжекции |
|||||
u =0,025 −0,035 |
и степень |
повышения давления |
низконапорного потока |
||||
газа ε =3,0 −3,1 |
при степени расширения высоконапорного потока газа |
||||||
π=5 .
Для предотвращения образования гидратов при работе эжекторов типа «газ – газ» в поток высоконапорного газа подается ингибитор гидратообразования – метанол или используется конструкция газового эжектора с обогреваемойкамерой смешения.
По величине внутреннего КПД процесса сжатия струйные компрессора – эжекторы типа «газ – газ» ( ηад =10 −35 % ) весьма существенно уступают лопаточным компрессорам (ηад =70 −85 %). Однако, они имеют более простую
конструкцию, более низкие затраты на изготовление и монтаж, не требуют энергопривода, что может обеспечить достаточно высокую16 экономическуюэффективностьих использования.
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СЕПАРАЦИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА
Для продления «срока жизни» технологии НТС при снижении давления газа на устьях добывающих скважин
предлагается использовать в системе сбора и подготовки природного газа дожимные компрессорные станции (ДКС),
включаемые в систему после УКПГ.
При дальнейшем снижении пластового давления с целью продления срока эффективной работы НТС возможно
подключение ДКС и в начале технологического процесса подготовки газа после первой ступени сепарации газа с
последующим охлаждением газа в АВО. Именно такие технические решения сейчас реализуются на северных месторождениях.
17
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СЕПАРАЦИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА
С термодинамической точки зрения принципиальное улучшение технологии НТС может быть осуществлено заменой неэффективного
процесса охлаждения газа при использовании изоэнтальпийного охлаждения (дросселирования) на термодинамически более совершенный процесс внешнеадиабатического расширения. Этот
процесс снижения температуры природного газа, предлагаемый для
технологии НТС, может быть реализован с использованием детандерной технологии.
Процесс расширения природного газа в турбодетандере |
|
обеспечивает более высокую степень снижения |
|
температуры газа, чем в изоэнтальпийном процессе, при |
|
одинаковой степени снижения давления в сопоставляемых |
|
устройствах. Кроме того, работа, полученная в |
|
турбодетандере при расширении природного газа, |
|
может использоваться для сжатия газа после |
|
низкотемпературного сепаратора или выработки |
|
электрической энергии, что особенно актуально в |
|
начальный период эксплуатации газового промысла. |
18 |
|