1. Compresor alternativo
Principio de funcionamiento:
Los compresores alternativos comprimen el gas principalmente a través del movimiento alternativo de un pistón en un cilindro. El pistón es accionado por el mecanismo de biela del cigüeñal. Cuando el pistón se mueve hacia abajo, el volumen del cilindro aumenta y el gas asociado ingresa al cilindro a través de la válvula de admisión; cuando el pistón se mueve hacia arriba, el volumen del cilindro disminuye y el gas se comprime. La presión aumenta y luego sale escape a través de la válvula de escape.
Por ejemplo, en un compresor alternativo de doble acción, ambos lados del pistón pueden realizar operaciones de admisión y escape, mejorando así la eficiencia de la compresión.
ventaja:
El rango de presión es amplio y puede adaptarse a diversas condiciones de presión, desde baja presión hasta alta presión. La presión máxima de escape puede alcanzar decenas de MPa, lo que es adecuado para la compresión a alta presión del gas asociado.
Tiene una alta eficiencia y puede comprimir eficazmente el gas asociado a la presión requerida en condiciones de trabajo adecuadas. Su eficiencia isentrópica puede alcanzar entre el 70% y el 90%.
defecto:
Dado que el gas se comprime mediante el movimiento alternativo del pistón, el caudal es relativamente pequeño, por lo que el caudal de gas por unidad de tiempo es limitado.
La estructura es compleja, con muchas partes móviles como pistones, bielas, cigüeñales, etc., y el costo de mantenimiento es elevado. Además, estas partes móviles generarán mayor vibración y ruido cuando funcionen a alta velocidad.
Escenarios aplicables:
Es adecuado para la recuperación de gas asociado con pequeños volúmenes de gas y requisitos de alta presión, como en algunos pozos de petróleo pequeños o situaciones de boca de pozo, donde el gas asociado necesita comprimirse a una presión más alta antes de poder transportarse.
2. Compresor centrífugo
Principio de funcionamiento:
Los compresores centrífugos dependen principalmente de impulsores giratorios de alta velocidad para realizar el trabajo sobre el gas. Después de que el gas asociado ingresa al impulsor, a medida que este gira, el gas se acelera bajo la acción de la fuerza centrífuga y la presión y la velocidad del gas aumentan. . El gas a alta velocidad pasa luego a través de componentes como difusores, que reducen su velocidad y aumentan aún más su presión.
Por ejemplo, un compresor centrífugo multietapa puede lograr una mayor presión de refuerzo conectando varios impulsores en serie.
ventaja:
Tiene un gran caudal y puede manejar una gran cantidad de gas asociado, lo que lo hace adecuado para la recuperación de gas asociado a gran escala. El caudal puede variar desde pequeños caudales hasta caudales muy grandes, siendo algunos compresores centrífugos grandes capaces de alcanzar cientos de miles de metros cúbicos por hora.
La estructura es relativamente simple, con pocas partes móviles. Está compuesta principalmente por un impulsor y un eje. Funciona de manera suave con relativamente poca vibración y ruido.
defecto:
La capacidad de refuerzo es relativamente limitada y generalmente es adecuada para la compresión en el rango de presión media y baja. La relación de presión de un compresor centrífugo de una sola etapa suele estar entre 1,1 y 1,3, y la presión de escape máxima de un compresor centrífugo de varias etapas suele estar por debajo de 10 MPa.
Los requisitos de calidad del gas son altos y las impurezas en el gas pueden causar daños a componentes como el impulsor, por lo que generalmente se instalan equipos de pretratamiento, como filtros, en la entrada.
Escenarios aplicables:
Se utiliza a menudo en grandes yacimientos de petróleo y gas con alta producción de gas asociado y presión moderada, como grandes plantas de procesamiento de gas natural, para comprimir y procesar de forma centralizada grandes cantidades de gas asociado.
3. Compresor de tornillo
Principio de funcionamiento:
Los compresores de tornillo comprimen el gas a través de un par de rotores macho y hembra entrelazados. Cuando el gas asociado entra en el puerto de succión del compresor, se comprime gradualmente entre los dientes de los rotores del ánodo y del cátodo. A medida que el rotor gira, el volumen entre los dientes continúa disminuyendo, el gas se comprime y finalmente se descarga por el puerto de escape.
Por ejemplo, en un compresor de doble tornillo, los dos rotores de tornillo giran en direcciones opuestas y el gas se comprime en el espacio de malla entre ellos.
ventaja:
Tiene buenas características de admisión y escape continuos, flujo estable y puede mantener una alta eficiencia en una amplia gama de condiciones de operación.
Tiene una estructura compacta, un tamaño relativamente pequeño, una fácil instalación, una cierta tolerancia a las impurezas en el aire de admisión y puede procesar gases asociados que contienen una pequeña cantidad de impurezas hasta cierto punto.
defecto:
La relación de presión generalmente no es muy alta y la relación de presión de un compresor de tornillo de una sola etapa suele estar alrededor de 7-10. Además, a medida que aumenta la relación de presión, su eficiencia disminuye.
Debido al espacio entre los rotores, pueden producirse algunas fugas de gas, lo que afectará la eficiencia de compresión hasta cierto punto.
Escenarios aplicables:
Es adecuado para la recuperación de gas asociado con requisitos de caudal y presión medios, como la compresión de gas asociado en el rango de presión media en algunos pozos de petróleo de tamaño mediano o estaciones de procesamiento de petróleo y gas.
Comparación entre ellos:
1. Tráfico
Compresor alternativo: el caudal es relativamente pequeño. Su principio de funcionamiento determina que comprime gradualmente el gas a través del movimiento alternativo del pistón, y el volumen de admisión y escape por unidad de tiempo es limitado. Generalmente se utiliza para procesar gas asociado con un caudal menor, como la recuperación de gas asociado de pozos petrolíferos pequeños. El caudal puede variar desde unos pocos metros cúbicos por hora hasta varios cientos de metros cúbicos por hora.
Compresor centrífugo: Su ventaja significativa es el gran caudal. Se basa en la rotación de alta velocidad del impulsor para empujar el gas y puede procesar una gran cantidad de gas asociado por unidad de tiempo. Puede satisfacer las necesidades de recuperación de gas asociado a gran escala de grandes yacimientos de petróleo y gas o plantas de procesamiento de gas natural, con un caudal que varía desde varios miles de metros cúbicos por hora hasta cientos de miles de metros cúbicos por hora.
Compresor de tornillo: El caudal está entre el alternativo y el centrífugo. Sus procesos de admisión y escape son relativamente continuos y estables, y el rango de caudal está generalmente entre decenas de metros cúbicos por hora y miles de metros cúbicos por hora. Es adecuado para escenarios de recuperación de gas asociado de flujo medio, como pozos de petróleo de tamaño mediano o estaciones de procesamiento de petróleo y gas.
2. Desde la perspectiva del rango de presión
Compresor alternativo: tiene un amplio rango de presión y puede producir una mayor relación de compresión. Puede comprimir gas asociado de baja presión a alta presión, y la presión máxima de escape puede alcanzar decenas de MPa. Es adecuado para la compresión de gas asociado a alta presión y cumple con los requisitos de transporte de larga distancia o procesos específicos de alta presión.
Compresor centrífugo: generalmente adecuado para rangos de presión media y baja. La relación de presión de un compresor centrífugo de una sola etapa suele rondar entre 1,1 y 1,3. Aunque la presión se puede aumentar conectando varias etapas en serie, la presión máxima de escape suele ser inferior a 10 MPa y se utiliza principalmente para la compresión a media y baja presión de los compresores asociados. gas.
Compresor de tornillo: la relación de presión es relativamente limitada. La relación de presión de un compresor de tornillo de una sola etapa suele rondar entre 7 y 10. A medida que aumenta la relación de presión, su eficiencia disminuye y es adecuado para comprimir gas asociado en el rango de presión media.
3. Eficiencia
Compresor alternativo: En condiciones de trabajo adecuadas, su eficiencia es relativamente alta y la eficiencia isentrópica puede alcanzar alrededor del 70% ~ 90%. Sin embargo, su eficiencia se ve muy afectada por factores como la fricción entre el anillo del pistón y la pared del cilindro y la Resistencia de la válvula. La eficiencia puede disminuir a caudales altos.
Compresor centrífugo: la eficiencia también es bastante alta en las condiciones de diseño, especialmente cuando se procesa gas de alto flujo, el rendimiento de eficiencia es bueno. Sin embargo, su eficiencia es sensible a los cambios en el flujo y la presión del aire de admisión y puede disminuir significativamente cuando se desvía de las condiciones de diseño.
Compresor de tornillo: Dado que su admisión y escape son procesos continuos, se reduce el impacto de las fluctuaciones de presión en la eficiencia, por lo que puede mantener una alta eficiencia en una amplia gama de condiciones de operación. Sin embargo, a medida que aumenta la relación de presión y aumenta la tasa de fuga, la eficiencia se verá afectada hasta cierto punto.
4. Estructura y mantenimiento
Compresor alternativo: estructura compleja, muchas partes móviles, como pistones, bielas, cigüeñales, etc. La fricción y el desgaste entre estas partes requieren un mantenimiento regular y, debido a la inercia de las partes móviles, se generarán grandes vibraciones durante el funcionamiento. El motor tiene poco ruido y un alto costo de mantenimiento y necesita reemplazar regularmente piezas de desgaste, como anillos de pistón y válvulas de aire.
Compresor centrífugo: La estructura es relativamente simple, las principales partes móviles son el impulsor y el eje, funciona suavemente, con baja vibración y ruido, y el mantenimiento diario se centra principalmente en la limpieza del impulsor y el mantenimiento de los cojinetes, por lo que el mantenimiento es relativamente simple. Sin embargo, si se dañan componentes clave como el impulsor, la precisión de fabricación y el equilibrio de los componentes serán altos y el costo de mantenimiento será alto.
Compresor de tornillo: estructura compacta, tamaño pequeño, sus partes móviles son principalmente rotores de tornillo, debido al espacio entre los rotores, son propensos a ocurrir problemas de fugas de gas. Los trabajos de mantenimiento incluyen inspección del rotor, reemplazo de sellos, etc. El costo de mantenimiento varía entre alternativo y centrífugo.
5. Requisitos para la calidad del aire de admisión
Compresor alternativo: Existen ciertos requisitos para la calidad del aire de admisión, pero también hay una cierta tolerancia. Una pequeña cantidad de impurezas que ingresen puede afectar el sellado entre el pistón y el cilindro o dañar la válvula de aire, pero es fácil de instalar en El puerto de admisión. Dispositivos como filtros pueden resolver el problema hasta cierto punto.
Compresor centrífugo: tiene altos requisitos en cuanto a la calidad del gas. Dado que el impulsor giratorio de alta velocidad se daña fácilmente con las impurezas, generalmente se instalan equipos de pretratamiento de alta eficiencia, como filtros y separadores, en la entrada de aire para garantizar que el gas asociado que ingresa El compresor está relativamente limpio. Puro.
Compresor de tornillo: Tiene cierta tolerancia a la calidad del aire de admisión y puede manejar gases asociados que contengan una pequeña cantidad de impurezas. Sin embargo, si hay demasiadas impurezas, también afectarán el engrane y sellado del rotor de tornillo, lo que afectará la calidad del aire. Rendimiento y vida útil del compresor.
