负责人：彭学院 所在学院：能动学院 一、项目简介 油田伴生气是天然气资源的一种，由于油田伴生气的量一般较小，可利用的压能较低，在过去往往被误认为是没有价值的天然气，常采用直接燃烧的方法处理，这样造成极大浪费，同时也是温室气体排放的“贡献者”。近年来，清洁生产、节能降耗日益受到重视，伴生气回收利用已成为迫切的生产需求。油田伴生气回收为我国的油田节能事业开创了一个新思路，这既是一项前景广阔的新兴事业，也为实现我国总体节能目标创造了条件。 针对这一生产需求，凭借在压缩机领域的技术优势，该团队研发出一种新型专利产品—全封闭喷油涡旋压缩机组，专门用于低压小流量伴生气的增压。涡旋压缩机是目前可靠性最高的一种压缩机机型，广泛应用于制冷、空调及热泵系统中，其设计寿命一般超过10年，而且几乎免维护。美国 Emerson 公司已成功应用于油田伴生气、气井天然气、煤层气、LNG 储罐闪蒸气回收，仅 2003~2006 在北美用于油田伴生气回收的机组就有400多套，机组成本回收周期不超过2年。西安交大压缩机研究所针对油田伴生气及煤层气集气增压中的技术瓶颈，吸收国外先进技术，开发出具有自主知识产权的全封闭喷油涡旋压缩机组，专门用于要求可靠性高、免维护的油田伴生气、煤层气集气增压。 WX 系列天然气压缩机组主机采用全封闭结构涡旋压缩机，通过合理的油路设计，解决了压缩腔内部冷却和机械部件润滑的问题。考虑到油井现场的实际条件，全封闭喷油压缩机组已经实现了停开机、排液、排污、进排气超压、油气温度等全部自动控制，并且通过加入远程传输，进行实时监控，做到无人值守，免日常维护的目标。 图1 机组流程图 二、产品性能优势 1.技术优点 1）针对油田伴生气典型气量范围1120-3400m3/d，涡旋压缩机具有独特优势，采用全封闭喷油涡旋压缩机单机或多机并联机组，能够在很宽流量范围内高效可靠工作。 2）涡旋压缩机结构简单，体积小，基本无易损件，可保证机组具有较高可靠性，且易于撬装，以适应油井分散且长期无人职守的需要。 3）通过回收利用伴生气，可大幅提高油井产油量，尤其对于开采后期的油井，效果显著。 4）该技术与装备可推广应用于煤层气回收、油罐气回收、常规气田增产等领域，具有显著的节能效果和减排意义。 2.设备优点 1）可靠性高、寿命长 易损件少，异常工况的保护完善，可靠性远高于活塞式压缩机；涡旋压缩机设计寿命普遍超过10 年。 2）安全性高 全封闭的压缩机结构，不存在轴封泄漏，按照防爆要求设计；全流程完善的压力、温度、天然气浓度监控系统，杜绝隐患。 3）全自动化 采用西门子 PLC 机组自动化程度高，完全做到无人值守；用户只需执行开机操作，控制系统会自动完成其余工作；根据不同用户的实际需要，调整控制程序。 4）实时远程监控 数据中心随时能够收到各处机组运行中相关实时参数；远程记录和分析运行状态，远程启停机。 5）模块化设计 撬装外观，便于设备在不同场地转移；可根据实际需要，选择多机组串并联组合使用。 6）主要技术参数 吸气压力范围：-0.02~0.4MPaG，可提高到1.0MPaG。 排气压力范围：0.5~2.0MPaG，根据需要，排气压力可达3.0MpaG。 单台机组流量：进气压力为大气压力时，流量600~2000Nm3/d；进气压力为0.4MPa时，流量3000~10000Nm3/d。 工作环境：温度-30~50℃、湿度0~100%的环境下工作，不需要提供冷却水。 防爆等级：ExdIICT4 三、市场前景及应用 1. 油田伴生气回收 油田开采中的凝析气、套管气，通过简单油气水三相分离，除去液态水、油及固体杂质后，可直接进入涡旋压缩机机组增压，然后送入气体管网做进一步处理，也可注入油气混输管网送到处理站集中处理。 青西油田作业区窿103井日产油10.4吨，含水65％，原油由于乳化严重无法改入集输系统进行密闭混输，因此该并前期采取原油进罐，伴生气放空燃烧。该井日产伴生天然气1400m³-1600m³，井口有立式油气分离器，分离器之后带储藏罐，目前的伴生气从储气罐出来后被点火烧掉，造成极大的浪费。 项目实施后预计可回收油气伴生气156.2万Nm³/年，折合标煤为2077吨；设备运行消耗电能为40.93万kWh/年，折合吨标煤为140吨；由此可得出，每年可减少能源折合吨标煤约1937吨。目前设备运行正常，回收达到了预期效果。 2. 气井气回收 机组集气增压后，可送入附近管网，或者将多台机组回收的气体送入集中处理站，并根据流量大小，采用下列措施之一： 1）燃气发电； 2）供作业区采暖； 3）进行轻烃回收后用CNG 压缩，再送到CNG 加气站； 4）进行轻烃回收后液化成LNG，再作为商品销售。 3. 煤层气/页岩气回收 煤层气回收利用中需要用压缩机将气体收集增压到2MPa 以下，高可靠性、高安全性的涡旋压缩机是最合适的一种机型。 4. BOG压缩 BOG（闪蒸气）压缩机是LNG系统基本设备，用涡旋压缩机组压缩BOG气体在北美已有成功应用。 四、技术成熟度 □概念验证 □原理样机 £工程样机 R中试 £产业化 在多项国家自然科学基金以及国家“863”高技术研究项目等研究课题的资助下，已在能源高效利用领域开展了大量的基础研究工作和技术开发工作。 1)通过完成国家自然科学基金项目及 国家“863”高技术研究项目，研制了油田用两相混输泵，性能稳定； 2）与国内最大的压缩机制造企业沈鼓集团合作，完成了“863”高技术研究项目“加氢站用高压无油氢压缩机的研究与开发”，研制出压力高达40MPa的氢气压缩机，该压缩机也能用于包含天然气等在内的其它介质的压缩与输送。 五、合作方式：面议 （1）独占（设备+技术转让），设备费用50万左右、技术转让费在250万-500万； （2）设备+技术服务，费用在50万左右。

电驱井口气压缩机采用电机驱动形式。撬内集成撬内集成加热系统、分离系统、增压系统、干燥系统、计量充装系统等。配套发电机组功率250kw。 　　井口气回收撬，适用于煤层气、井口气、伴生气回收。撬内包含分离系统、增压系统、冷却系统、干燥系统、计量加注系统。整撬防爆设计，全部系统自动控制。将各零散气源接入回收撬入口处，启动设备后各种零散气源通过撬体分离、增压、计量后，通过加注系统将高压天然气加注到CNG槽车内。撬内自带减压供气系统，为发电机组提供天然气气源。   　　设备参数：                压缩机型号技术参数 CMP-25(2-25)-DQJK-CNG 外形尺寸(mm) 8000x2500x3000 适用场合 天然气井口回收 压缩介质 井口气、试采气 驱动型式 液压活塞式 防爆等级 Ex dII BT4 压缩级数 二级 进气压力（Mpa） 2—20.0 整撬设计压力（MPa） 27.5 最高工作压力（MPa） 25 排气温度(冷却后)（℃） ≤最高环境温度+15 排气量（Nm³/h） 2500@8MPa 冷却方式 风冷 润滑方式 无油润滑 压缩气含油量(mg/m³) 无油 传动方式 电机驱动，液压传动 总功率（KW） 140 配套供电功率（KW） 200 电机转速(r.p.m) 1465 电机电压（V）   380V/50Hz 噪音 ≤85dB（1米处） 控制方式器 PLC+触摸屏+软启动 安装方式 撬装式 进出口接口形式 42x5焊接管口（06Cr19Ni10）   　　产品优势： 　　1.（1）非对称压缩缸结构，换向冲击小，运行平稳。 　　（2）双系统设计，可以单独一套运行也可同时运行。 　　（3）无板式气阀，可带液压缩。 　　（4）特殊的表面处理，防腐性能高，耐磨性好，使用寿命长。 　　（5）压缩机做到完全无油润滑，避免油气混合 　　（6）缸体结构简单，易损件少 　　（7）配置液压缓冲装置，大幅减小液压换向冲击。 　　（8）保压阀设计，保证干燥效果，防止分子筛粉化损坏。 　　（9）再生时间控制，保证干燥器处于正常工作状态

燃驱井口气回收压缩机，适用各类井口气回收工况。撬内集成加热系统、分离系统、增压系统、干燥系统、计量充装系统等。现场无需配套大功率发电机组，接通燃气进气管线即可工作。 产品优势： 1 总能耗小，同等排量功耗仅为电驱动压缩机的60%。现场无需配套大功率发电机组，自用气节省50%以上。 2. 恒排量设计，不同井口压力自动调节功率，保证井口采气流速稳定，降低井口流速不稳导致的天然气带液、携沙情况。 3. 热量综合管理，将发动机余热用于气体预热、撬内升温，防止冬季撬内冰堵情况发生。 4. 七级脱水设计，大幅降低排气含水量，杜绝冬季充 装、卸车冰堵情况发生。 5. 大排量设计，井口压力低时仍能维持较高产量。

我国天然气资源相对短缺，英美等国“煤改气”解决灰霾的成功经验难以复制。燃煤机组能否达到燃气排放限值实现超低排放，对破解我国燃煤污染和能源安全的挑战具有极其重要的意义。针对燃煤污染治理从达标到超低的高效率、复杂煤质的高适应、系统运行的高可靠和低成本等国际性难题，该项目发明了多活性中心高稳定性催化剂及再生改性一体化技术，大幅提升了催化剂的抗中毒、低温活性、协同汞氧化等性能；发明了温-湿系统调控多场强化颗粒物／SO3 脱除技术，通过“凝结—团聚—荷电—迁移”多过程强化，解决了 0.1~1μm 细颗粒脱除效率低的难题；发明了多污染物高效协同脱除超低排放系统，实现了复杂煤质和复杂工况下多污染物低成本超低排放。该项目获授权发明专利 34 件（获中国专利优秀奖 2 项），制订国家和行业标准共 15 项，发表论文 103 篇，他引 1038 次；建成了首个燃煤机组超低排放示范工程，排放浓度显著优于世界最严标准，被国家能源局授予“国家煤电节能减排示范电站”；支撑建设了国家级 2011 协同创新中心。发明成果已实现规模化应用，累计装机容量超 1 亿千瓦，大幅削减了燃煤污染物，全面提升了燃煤污染治理技术水平，推动和支撑了国家燃煤电厂超低排放战略实施，近三年新增销售109.6 亿元、新增利润 11.9 亿元。项目完成人受邀在达沃斯论坛介绍“燃煤污染治理”的中国方案，为解决全球燃煤污染挑战起到了示范和推动作用。技术和产品已输出欧美和“一带一路”国家，赢得了国际声誉。

成果介绍太阳能制冷空调技术可使用环保的自然工质，利用清洁、可再生的太阳能驱动，对节能降耗具有重要现实意义。相比吸收式制冷技术，溶液除湿技术可利用更低温区的太阳能驱动，有利于廉价平板集热器的使用且集热效率较高，还能够实现热湿解耦处理。本技术集成了溶液除湿和蒸发冷却技术，利用常温溶液干燥被处理空气，然后经直接蒸发冷却器进行降温加湿，得到空调用冷风；稀溶液则利用太阳能集热器产生的热水进行再生。市场前景本技术可利用太阳能集热器产生的75℃以下热水驱动，送风温度17-20℃，热性能系数可达0.65，已获国家技术发明二等奖和国家发明专利授权。

热力系统热能流失是高温、高压蒸汽未经做功或放热直接漏入低压系统的现象，故发生热能损失必然会使蒸汽品位下降，最终在热力循环终端回收工质的同时徒增冷源损失。大型火电机组在生产环节中的热能流失是普遍存在却又无法从根本上杜绝的问题。 本项成果利用蒸汽品位下降时温度、压力随动的特点，建立一个涵盖整个热力系统的热能流失监控系统，对相关参数进行连续监视，使系统具有判断发生热能流失的能力。尤其是对于复杂管系的判断，这不仅能有效提高机组的循环热效率，更能减少因管阀吹损导致的设备损坏。 应用本智能巡测系统后，可实现： ⑴ 可建立覆盖全系统的能量流失自动监测系统，连续监控、精准定位； ⑵ 减少阀门内漏引起的热力系统管阀吹损，提高相关设备的可靠性； ⑶ 为机组运行期间及时调整运行方式提供方向，为机组检修期间的消缺堵漏工作提供依据。 本智能巡测系统已在二台1000MW超超临界机组上安装运行，从目前的巡测情况看，巡测结果完全正确。

1、ARM+FPGA内核 2、多类传感器混合输入 3、低\高速轴分段采集 4、18位A/D，高速并行采集 5、12通道振动\2通道键相\通道 4-20mA 6、以太网\现场总线\无线通信

机组脱硝控制普遍存在NOx波动大、喷氨量大、空预器容易堵塞等问题；脱硫控制普遍存在PH值无法正常控制、厂用电率和石灰石消耗量高、净烟气SO2经常超标等问题。 本成果采用自适应SMITH补偿技术补偿脱硝过程的对象特性；采用模糊控制技术，有效克服脱硝过程的非线性；采用智能前馈技术，及时消除各种扰动对NOx的影响；采用模型参考自适应技术，提高脱硝控制系统的自适应能力。针对脱硫控制，本成果以净烟气SO2满足环保考核、吸收塔PH值运行在合理范围、浆液循环泵运行组合最佳为多重目标，采用多目标控制技术，提出脱硫的多目标整体优化控制策略。 采用此项成果后，烟囱入口处的NOx可控制在10mg/NM3之内，约减少30%的喷氨量；能提供最佳的浆液循环泵运行组合指导，降低浆液循环泵整体电耗20%以上。 本项成果已用于150多台燃煤锅炉脱硝和脱硫的优化控制中，得到了广大用户的一致好评。

项目概况 该软件可实现组合式空调机组的热工计算、选型计算、优化设计、参数化自动绘图等功能，降低设计人员的查阅资料、计算、手工绘图的时间、提高设计效率，优化产品配置、降低成本。主要特点    优化选型、快速计算、自动绘图 1）各功能段及零部件的优化选型；改变常规的手工查样本选型方式。 2）热工计算的人机界面。 3）参数化自动绘图功能 4）设计参数等信息的自动输出功能技术指标    操作简单性、灵活性、人机界面友好、通用性等。市场前景    在越来越繁忙的工作节奏中，降低设计时间成本，从烦琐的计算和绘图中解脱出来，成为工程设计人员梦寐以求的目标之一。市场上此类软件鲜有报道，前景较好。