液力透平能量回收技术在天然气净化中的应用

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1、液力透平能量回收技术在天然气净化中的应用【摘要】阐述了液力透平能量回收技术在国内外相关行业的应用，对液力透平能量回收装置原理进行研究，以分体式透平能量回收装置在松南气田天然气净化溶液循环流程中应用为例进行分析，并且做出相应评价。【关键词】能量回收；透平泵；天然气净化；贫液；富液引言液力透平能量回收技术是把流体压力能转化为机械能或电能的装置，凡是存在液体压力差的地方，都有能量可以冋收利用。工业生产中的余压能是可再生能源，用液力透平代替减压阀，避免了余能的浪费。通常把液力透平能量回收装置叫做能量回收透平泵(HydraulicTurbocharger)0充分回

2、收余压能、提高装置的能量回收效率到达节能的0的是人们普遍关心的问题。1能量冋收透平泵工作原理来自高压端的液体进入透平泵的透平壳体内冲击透平叶轮高速旋转，将高压端的液体能量转化成泵轴的旋转机械能，直接驱动水泵叶轮，水泵叶轮把低压端液体增压后泵入高压端，从而实现把高压端的能量直接转换成低压端的能量，达到能量回收Z目的。透平泵内只有一个旋转部件，透平泵的透平叶轮和透平泵的泵叶轮共用一根转动轴，水泵的转数和透平转数相同，高速旋转。2能量冋收透平泵在国内外应用液力透平能量回收技术的应用已有数十年丿力史。我国天然气、石油化工、合成氨等行业利用液力透平能量回收技术回收

3、余压能，普遍采用透平+离合器+全扬程电泵共轴这种组合式能量回收系统，取得良好业绩。而松南气FT1天然气净化装置则采用了透平增压泵+前置半扬程电泵的分体式能量冋收系统主要考虑回收效率较高，投资较少，供货周期短等因素。以下案例为类似分体式透平能量回收系统的应用：2.1国内应用案例此类能量回收透平泵装置在国内多用丁•海水淡化或水处理等行业，典型的大唐王滩电厂就是对反渗透中浓水排水的余压能进行能量回收，从而配合一台功率较小的高压产水泵，来节约电能的。根据大唐土滩电厂两年的运行经验，分体式液力透平能量回收器回收效率基木上保持在70-75%。2.2国外应用案例美国徳

4、克萨斯州的DukeEnergy釆用了该套装置，它的主要工艺参数是吸收塔的MDEA胺液循环量为63.6m3/h(280gpm),吸收塔压力50barg(730psi),液位调节阀的压力损失3.4barg(50psi),富液闪蒸压力5.5barg(80psi)o透平增压泵的扬程22barg(322psi)出口压力54.6barg(792psi),进口压力32.4barg(470psi),前置供液泵的扬程为41.37barg(600psi),流量118.9m3/h(524gpm)该公司应用这套装置的节能效益：每小时节约电能60.2KW,每年操作按8000小时计

5、算，电费按每度电$0.07计算,年节约费用$33712O3能量冋收透平泵在松南气出的应用3.1工艺流程松南气田脱碳系统屮溶液循环动力提供来源冇两个渠道，一个是1400KW/h的贫液泵，另一个则是能量回收透平泵串联一台710KW/h的贫液增压泵。山于液力透平是将液体流体中的压力能转换为机械能的机械设备，它可以利用系统自身的能量冋收利用起來，达到应用机械能驱动机械设备的效果，大大的减低了生产成本，实现节能。从吸收塔出來的高压8MPa富液MDEA将能量传递到透平泵的增压端，通过涡轮减压后的溶液进入运行压力在IMPa的闪蒸罐，再生后的低压贫液MDEA通过贫液增压

6、泵增压至4MPa进入透平泵的水泵端，水泵端回收增压端提供的动力，进一步增压，使溶液能够进入吸收塔完成循环，此流程与贫液泵等效。3.2投用屮遇到的问题及解决方案3.2.1溶液洁净程度不足。通过多次的透平调试结果可以看出，溶液洁净程度不足使右墨材质的推力平衡盘产生划痕，并且平衡盘润滑液过滤器压差大，透平装置不能连续稳定运行。因此将推力平衡盘材质改为陶瓷材质，改变润滑液的来源，以尽量提高润滑液质量，降低杂质数量。対系统再牛气分离器内的酸性水取样化验，化验结果显示其洁净程度满足透平装置使用，将再生气分离器内的溶液导出作为透平泵推力平衡盘润滑液使用是极佳方案。3.

7、2.2解决吸收塔液位调节问题。在松南气田脱碳装置透平投用的过程中应用原液位调节阀进行吸收塔的液位调节，在调节过程中该阀开度较小，对阀杆本身的损伤比较严重。同时，出现了吸收塔液位不稳定及液位不方便调节的情况。因此在该阀旁路增设DN50的自控阀，专门应用于透平调试过程中吸收塔液位的调节。在松南气田脱碳装置液力透平能量回收技术的应用中，可以看到这种分体式的透平装置对通过的介质洁净程度要求较高。解决上述问题后，可保证透平装置持续稳定运行，从而达到节约电能的目的。4结论在日益激烈的市场竞争当中越來越多的企业，尤其是高能耗企业，越来越把降低能耗，节约能源，作为降低成

8、本的重耍手段之一，要充分对其生产T艺进行改造，利用透平机组对废热、废气、余压等资