高压固态软启动柜 高压晶闸管软启动柜特色服务包运输 包调试 包售后
高玉固态软启动柜是一个标准的电机起动、保护装置，来控制和保护高压交流电机。产品主要由以下部件组成：高压可控硅模块、可控硅保护部件、光纤触发部件、真开关部件、信号采集与保护部件、系统控制与显示部件。
高压固态软启动柜的技术特点：
1、特定的大屏幕(5.7)寸，人机触摸式界面交互功能：可以通过界面智能化的设置起动参数，并通过界面显示的设备状态信息了解电机运行状态和设备故障信息;多种跳闸和事件记录可详细记录软起动器的各类运行情况。
2、软启动装置应采用计算机控制技术和电力电子技术相结合，主回路的开关元件为进口高压大功率晶闸管，通过改变晶闸管的导通角来控制电动机起动电压平稳上升和无触点通断，实现电动机的平稳起动。
3、串联晶闸管设有可靠的静态、动态均压保护措施，结构紧凑、安全可靠、维护方便，晶闸管及组件应有可靠的**保护等特点。SCR反向峰值电压不**20000V。
4、软起动柜为系统一体化设计，包括设备所有部件及内部连线，用户只须连接外部电缆，输入、输出信号及控制电源即可。
5、柜内包括网侧接触器、旁路接触器、晶闸管软起动器、系统电源等，自成系统，方便操作人员使用。
6、软起动器具备完善的电动机保护包括：起动次数太多、起动*时、缺相、倒相、欠压/过压、欠流、过流、错误连接或晶闸管短路、起动器*温、电机堵转、电机过载、电流不平衡、接地故障电流、旁路打开等保护项目。
7、软起动器所用元器件及内部板件经过处理，全部采用阻燃的绝缘材料，可以适应各种高灰尘、高腐蚀、高盐雾、振动的工矿下。
8、通过电流互感器实时采样电流、通过控制面板上触摸屏显示电机电流。
9、每个控制和帮助回路均有单的微型断路器保护。
石家庄高压软启动
高压固态软启动柜的技术特点及配置：
1、免维护：可控硅是无触点的电子器件，不同于其他类型的产品需经常维护液体和部件等，把机械变为电子元件使用，连续运行数年也无需停机维护。
2、安装使用简单：它是一个完整的电机起动控制和保护系统。在加高压运行前，允许使用低压对整个系统进行电气测试。
3、采用高压功率晶闸管，组件式结构、模块化设计，便于安装维护。
4、具有多重过电压吸收、保护技术。
5、内置有直接起动容量的真空接触器，在检修过程中或出现故障时，电动机可以采用直接起动方式工作，保证生产的连续性。
6、采用32位ARM核微控制器执行控制，控制实时、显示直观、可靠性高、稳定性好。
7、采用高抗干扰性的数字式触发器与光纤隔离技术、使得装置的高、低压做到可靠的隔离。
8、采用中文液晶显示系统，操作界面人性化。
9、RS-485通讯接口，标准MODBUS协议。可与上位机或集中控制进行通信。
10、所有电路板均经过严格的老化实验，并进行三防处理，主板及所有控制板CPU全部选用**进口产品。
11、电压取样采用电磁式电压互感器取样线性好，抗干扰性强，无零漂。
12、高压固态软起动装置有三相电压、三相电流显示。保护功能：缺相、欠压、过压、过流、过载等，采用RS485接口引至集中管理。
13、高压固态软起动装置母线采用优良电解铜，纯度达到99.99%，载流量及截面积按设计要求，柜内结构采用高绝缘性能材料模具作支撑，进、出接线易于接线，柜内有固定线卡。
石家庄高压软启动
高压固态软启动柜的保护功能：
1、过载保护共6级保护级别，根据所设定的过载保护曲线进行保护;
2、过流保护：20—500%通过运行过程中的电流实现运行过程中的过流保护;
3、过压保护：主电网电压上升到120额定电压时，1～10S(可调)，跳闸保护;
4、欠压保护：主电网电压**额定电压70时，时间1～10S(可调)，跳闸保护;
5、缺相保护：当任意一相缺失时，跳闸保护;
6、相序保护：可设置相序，当到相序错误时保护;
7、相电流不平衡：主回路电流不平衡度*过设定数值(0～100可调)，跳闸保护;
8、晶闸管过温保护：当晶闸管散热器温度*过85℃时，跳闸保护;
9、起动*时保护：在设定的长起动时间内(0～120S可调)，电动机仍未达到全速,跳闸保护;
10、零序保护：当到漏电电流时，跳闸保护;
11、具有自检程序：开机自检。
高压固态软启动柜的优势：
1、可以取代普通的降压启动的，但是因地制宜，适合的才是的!
2、使用软启动柜启动电机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加压启动，直到晶闸管全导通，实现电机全压平滑启动。
3、软启动柜的功能在于降低启动电流，避免启动过流跳闸及对电网的冲击。启动过程结束后软启动器自动被旁路接触器取代，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命。
4、软启动柜同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击，降低设备损耗。
公司同时与众多配套厂家合作，使产品设计更加合理化，大幅度上升了产品的质量和性能，热忱欢迎社会各界朋友、同仁光临洽谈、共谋发展。
襄阳源创电气--专业的高压固态软启动柜生产厂家，咨询热线：13508662630张工，微信同号！
高玉固态软启动柜是一个标准的电机起动、保护装置，来控制和保护高压交流电机。产品主要由以下部件组成：高压可控硅模块、可控硅保护部件、光纤触发部件、真开关部件、信号采集与保护部件、系统控制与显示部件。
高压固态软启动柜的技术特点：
1、特定的大屏幕(5.7)寸，人机触摸式界面交互功能：可以通过界面智能化的设置起动参数，并通过界面显示的设备状态信息了解电机运行状态和设备故障信息;多种跳闸和事件记录可详细记录软起动器的各类运行情况。
2、软启动装置应采用计算机控制技术和电力电子技术相结合，主回路的开关元件为进口高压大功率晶闸管，通过改变晶闸管的导通角来控制电动机起动电压平稳上升和无触点通断，实现电动机的平稳起动。
3、串联晶闸管设有可靠的静态、动态均压保护措施，结构紧凑、安全可靠、维护方便，晶闸管及组件应有可靠的**保护等特点。SCR反向峰值电压不**20000V。
4、软起动柜为系统一体化设计，包括设备所有部件及内部连线，用户只须连接外部电缆，输入、输出信号及控制电源即可。
5、柜内包括网侧接触器、旁路接触器、晶闸管软起动器、系统电源等，自成系统，方便操作人员使用。
6、软起动器具备完善的电动机保护包括：起动次数太多、起动*时、缺相、倒相、欠压/过压、欠流、过流、错误连接或晶闸管短路、起动器*温、电机堵转、电机过载、电流不平衡、接地故障电流、旁路打开等保护项目。
7、软起动器所用元器件及内部板件经过处理，全部采用阻燃的绝缘材料，可以适应各种高灰尘、高腐蚀、高盐雾、振动的工矿下。
8、通过电流互感器实时采样电流、通过控制面板上触摸屏显示电机电流。
9、每个控制和帮助回路均有单的微型断路器保护。
石家庄高压软启动
高压固态软启动柜的技术特点及配置：
1、免维护：可控硅是无触点的电子器件，不同于其他类型的产品需经常维护液体和部件等，把机械变为电子元件使用，连续运行数年也无需停机维护。
2、安装使用简单：它是一个完整的电机起动控制和保护系统。在加高压运行前，允许使用低压对整个系统进行电气测试。
3、采用高压功率晶闸管，组件式结构、模块化设计，便于安装维护。
4、具有多重过电压吸收、保护技术。
5、内置有直接起动容量的真空接触器，在检修过程中或出现故障时，电动机可以采用直接起动方式工作，保证生产的连续性。
6、采用32位ARM核微控制器执行控制，控制实时、显示直观、可靠性高、稳定性好。
7、采用高抗干扰性的数字式触发器与光纤隔离技术、使得装置的高、低压做到可靠的隔离。
8、采用中文液晶显示系统，操作界面人性化。
9、RS-485通讯接口，标准MODBUS协议。可与上位机或集中控制进行通信。
10、所有电路板均经过严格的老化实验，并进行三防处理，主板及所有控制板CPU全部选用**进口产品。
11、电压取样采用电磁式电压互感器取样线性好，抗干扰性强，无零漂。
12、高压固态软起动装置有三相电压、三相电流显示。保护功能：缺相、欠压、过压、过流、过载等，采用RS485接口引至集中管理。
13、高压固态软起动装置母线采用优良电解铜，纯度达到99.99%，载流量及截面积按设计要求，柜内结构采用高绝缘性能材料模具作支撑，进、出接线易于接线，柜内有固定线卡。
石家庄高压软启动
高压固态软启动柜的保护功能：
1、过载保护共6级保护级别，根据所设定的过载保护曲线进行保护;
2、过流保护：20—500%通过运行过程中的电流实现运行过程中的过流保护;
3、过压保护：主电网电压上升到120额定电压时，1～10S(可调)，跳闸保护;
4、欠压保护：主电网电压**额定电压70时，时间1～10S(可调)，跳闸保护;
5、缺相保护：当任意一相缺失时，跳闸保护;
6、相序保护：可设置相序，当到相序错误时保护;
7、相电流不平衡：主回路电流不平衡度*过设定数值(0～100可调)，跳闸保护;
8、晶闸管过温保护：当晶闸管散热器温度*过85℃时，跳闸保护;
9、起动*时保护：在设定的长起动时间内(0～120S可调)，电动机仍未达到全速,跳闸保护;
10、零序保护：当到漏电电流时，跳闸保护;
11、具有自检程序：开机自检。
高压固态软启动柜的优势：
1、可以取代普通的降压启动的，但是因地制宜，适合的才是的!
2、使用软启动柜启动电机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加压启动，直到晶闸管全导通，实现电机全压平滑启动。
3、软启动柜的功能在于降低启动电流，避免启动过流跳闸及对电网的冲击。启动过程结束后软启动器自动被旁路接触器取代，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命。
4、软启动柜同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击，降低设备损耗。
公司同时与众多配套厂家合作，使产品设计更加合理化，大幅度上升了产品的质量和性能，热忱欢迎社会各界朋友、同仁光临洽谈、共谋发展。
襄阳源创电气--专业的高压固态软启动柜生产厂家，咨询热线：13508662630张工，微信同号！
浅析天然气外输压缩机选型优化设计
摘要：随着社会的进步，时代的发展，天然气工业得到了较好地发展。一般情况下，对于正在开采中的气田，其气产量会随着开发的深度和广度呈现逐年递减的趋势。因此，天然气压缩机选型至关重要，这直接关系到海上气田的气产量。我们要考虑流量、二氧化碳等影响因素，综合分析不同选择方案，优选最佳天然气压缩机类型，才能进一步确保海上气田的气产量。本文主要通过分析天然气压缩机概述、选型要求、设计思路等内容，针对性优化设计方案，以期为石油开采行业工作者提供有效参考价值。
关键词：天然气管道；压缩机；驱动；选型优化
在当今经济快速发展的时代下，持续增长的能源需求拉动了海上天然气田的建设，各种类型的天然气压缩机应用广泛。主要功能是用于气体生产过程中的压缩和增压，保持天然气管道平稳安全运行，促使天然气运输符合流程应用要求。天然气压缩机型号的优化选择既可有效确保气体生产过程的稳定性和合理性，又能促进生产水平发展，降低能源损耗，提升企业实际经济效益。由此可见，如何优化天然气外输压缩机选型设计工作不容忽视，我们可以根据天然气管道实际运营情况，科学合理地选择压缩机驱动方式，确保天然气全生命周期外输压缩机能稳定可持续运行。
1.天然气外输压缩机概述
(1)压缩机驱动设备分类
海上平台上常用的外输压缩机的驱动方式有：旋转驱动、往复驱动、离心驱动和螺旋驱动四种。其中，“回转式压缩机驱动”又可细分为容积式压缩机驱动和动力式压缩机驱动。容积式压缩机驱动主要靠叶片或螺杆旋转来降低或增大气体压力。动力式压缩机驱动是通过旋转叶片组向气体传输能量，并把气体压到扩压器上，使之控制扩压器的速度，由气体动能变为静压能量；“往复式压缩机驱动”即是利用汽缸内的活塞对气体进行压缩，在气缸内部实施往复操作，不断对天然气进行吸入与排除操作，从而能不断向设备施加压力，适用于不同气压和不同流量。在使用往复式压缩机进行驱动增压时，能有效保障小流量高压力工况的安全运行，并减小电力等各种能源的损耗，轻松实现节能降耗生产目标。因此，它是海洋天然气工业中常用的压缩机驱动机型；在离心运行装置中对天然气进行压缩，就是“离心压缩机驱动”，气体流量偏小时无法实现较好的运行效果，但是适用于大气体流量工况。
在海上气田生产操作中，离心压缩机更适用在长距离的输气系统中，可获得较好的操作效果。在大排量场合可使用垂直式离心设备，反之可使用水平剖分式离心设备。“螺旋式压缩机驱动”是回转式压缩机，主要依靠螺杆施加压力在天然气体上，常作为低压气压缩机，将天然气有效预增压。总之，面对天然气外输压缩机驱动设备的优化选择，要根据不同地区的气田技术与操作标准，才能高效率、高质量地进行天然气生产。例如，当我们使用电动驱动方法时，可以优先考虑节能型压缩机，并结合变频调速工艺，尝试通过改变电源频率实现节能目的，从而确保企业资源得到合理规划。
(2)压缩机驱动操作介绍
外输压缩机驱动工作原理不复杂，主要依靠电动机带动曲轴转动，推动活塞重复运动，即曲轴一次转动，活塞一次相应转动，两者同时运转。此外，气缸吸气、压缩和排气都是压缩机驱动装置的工作过程。在具体操作中，首先，我们要严格规范操作行为，避免操作不当而引发的安全事故或者机械损坏等情况发生；其次，我们要加大设备管控力度，确保各设备、各部件正常运行。如有不当之处，应及时判断并处理，进一步保障天然气外输压缩机平稳运行。具体操作流程如下：
第一，在外输压缩机工作之前，及时检查气源压力及电力绝缘、阀门等部件是否处于正常工作状态，做好相关必要的零件润滑处理，从而延长压缩机使用寿命，达到降低运行成本的目的。
第二，执行压缩机的所有准备工作后，按下压缩机“启动”键。对于运行中的天然气外输压缩机设备，应注意观察压缩机组运行工况，严格控制气体压力和各个阀门系统力度，并记录压缩机各个设备的运行参数数据，为日后压缩机维修复检提供详细数据支撑。
第三，当需要外输压缩机停止工作时，需控制进气阀开动，根据设备实际情况按下“停止”工作按钮后，压缩机设备各系统、阀门和操作部件的检验、冷却、润滑和维修处理都需要再次检查。最后，做好设备的扫尾整理工作，为下一次外输压缩机驱动方式启动运行打下坚实基础。
2.天然气外输压缩机选型要求
就目前情况而言，离心式压缩机的优势是：排量大、操作外形小，有效减小了设备占地空间，使其能够适应更多的海上操作平台；但其不足之处表现在设备购买、维修等方面较为昂贵，需要大规模投资。并且，离心式压缩机调节压力与流量范围有一定的限制，不具备较高的性价比，会造成不必要的企业资金浪费；往复式压缩机最显著的优势是：流量与压力可调节范围大，可适应不同的海上操作平台工作需求；但其不足之处是设备整体结构较为复杂，零部件较多，后续不易维修和保养。另外，往复式压缩机相比离心式压缩机而言，尺寸和重量都偏大，一方面是运输不太方便，另一方面是占地空间较大。因此，海上天然气田的建设需要根据实际情况和主要控制点需求针对性且合理地选择最优机型，才能达到高质量地发展，从而确保企业长远的经济效益。
(1)天然气量要求
在选择具体的压气机驱动方式时，具体问题具体分析综合考虑气量。举例来说，当天然气的标况产量为120000m3/h、出口压力为7.9MPa时，外输压力为中等，但外输流量较大。往复式压缩机一般情况为活塞式压缩驱动方式，会改变腔体容积，适用于压力较高但流量较小的情况。离心式压缩机驱动相比往复式压缩机驱动更为适合。因此，就目前情况来看，天然气在处于120000m3/h的标准产气量、7.9MPa的出口压力时，将会产生较大的流量和适中的压力，此时选择离心压缩机驱动最为合理。这是因为往复式压缩机多是采用活塞式设备，需要通过不停运作的活塞，才能有效改变墙体内部容积，所以适用于流量较小、压力较高的天然气田。
(2)海洋平台空间要求
按照海洋平台的实际应用来看，操作空间有限，但却需要支持各种生产活动，我们需要考虑选择的压缩机驱动方式是否符合海洋平台空间要求。离心式压缩机驱动结构简单、小巧精致，占地面积不大，且在大流量外输工况下配置台数少，能大幅减少天然气外输压缩机占用海洋平台空间以及实际运营成本。
(3)海洋平台适用要求
在海洋平台中，压缩机驱动方式需要选择日常维护保养频率较低、不易磨损且运行时间较长的驱动方式。因此，离心式压缩机驱动因结构相对简单，运行平稳，能有效减少磨损程度，保障压缩机长时间运行，符合海洋平台适用要求。
(4)供电形势分析
天然气外输压缩机驱动方式的选择，应考虑电源形式、气量大小及高抽气压力装置的适用性。压缩机的驱动装置在额定功率设计时，要求比压缩机轴功率大，留出足够的空间，避免超载。此外，外输压缩机在驱动方式的选择上还要跟上具体运行环境的特点，及时调整运行功率。
(5)驱动设备分析
只有当驱动设备符合压缩机的转速需求时，才能最大限度降低机械磨损程度，进而延长压缩机的使用寿命。因此，在燃料选择时，我们应基于能源角度优先选择天然气燃料，简化发电过程中的操作流程和减少不必要的设备投入，进一步缓解海上平台供电紧张的困境。尤其是气量较大时，使用高排压力设备更为合适。总之，选择具体驱动设备时，一定要注重其设计额定功率的数值，并将其与压缩设备的轴功率相对比。具体来说，即设计额定功率要大于轴功率，且要预留出一定的调节范围，才能有效规避超载等问题。另外，在选择驱动类型时，要根据不同的操作环境，针对性调整运行功率，才能优选出最佳的驱动设备方案。因此，根据以上情况所述，目前在海上平台气田开采中，选用离心压缩机驱动是最佳的选择，既能满足天然气量、海、台空间要求及适用要求，又能最大限度降低企业成本支出，提高利润空间，促进我国石油开采行业繁荣发展。
3.压缩机整体设计思路
(1)选型基础
通常情况下，配置天然气压缩机是为了满足开发过程中的不同情况，才能确保海上气田的气产量。因此，我们一定要考虑工艺设计系数，才能满足区域全部投产后的外输压力需求。具体详见表1。
表1 工艺设计参数
图片
(2)设计思路
首先，我们要收集压缩机在不同工况下的参数信息，以此确定压缩机形式等内容；其次，要根据压缩机不同工况排除初步设计方案，提高后续工作的效率与质量；最后，深入分析不同的影响因素，才能确定最适合该地区的压缩机驱动形式。
4.海上气田天然气外输压缩机驱动优化设计
(1)优化建设基础设施
对于运行中的外输压缩机消耗大量电能的情况，需要满足安全与稳定性要求，优化基础设施建设。比如，配电网的电缆、压缩机的运行状况、实际运行工况等，分析各部分运行数据信息，发挥基础工作的作用。合理控制基础配电箱柜的容量，满足海上气田天然气外输的需求，落实环境影响因素的保护设施，规避该区域因海上特殊作业出现连接点腐蚀等情况。另外，完善噪声监管体系、电流量体系，记录相关运行参数，为准确判断外输压缩机是否故障提供数据支撑。
(2)优化配置防护系统
针对海上气田平台作业的特殊情况，综合防护系统可为压缩机、储气罐等设备提供备用保护，保护专业的电缆接口。要及时做好设备叶片、保护罩及活动杆的安装工作，避免天然气外运后期操作时发生剧烈震动。综合防护系统在联接各电缆接口区时，应充分利用现有的综合管理系统，避免接口区被海水侵蚀，降低接口强度。此外，优化配置保护系统和压缩机设备运行波动性，应及时安排专业技术人员对储气罐和固定装置的连接强度进行检测，选择专业防锈材料，连接法兰部位，避免设备发生大规模锈蚀。
(3)优化建设管理系统
在压缩机建设管理系统中最为关键的就是相关工作人员专业素养，既要保障天然气外输压缩机各专业设备平稳安全运行，又要对运行现状进行合理分析、管理和探讨。保持天然气外输压缩机长期稳定运行。例如，海上气田平台运行的压缩系统，工作人员需要根据具体设备类型、型号及工作原理为依据，对相关设备问题及管理方式展开分析、调查和归纳，不断完善工作管理体系，确保设备正常运行。若设备系统运行出现问题或者稳定性能降低时，要以最快速度找准问题所在，发挥强有力的专业素养促进天然气外输压缩机平稳运行。
(4)优化运行系统
对压缩机传动系统进行优化时，必须明确设备的型号和工作原理，并根据具体情况进行分析判断，以确定系统是否正常、安全、稳定。此外，升级人力资源管理系统，注重工作人员的专业素养培养与教育。其专业素养决定了在设备发生故障时能否第一时间发现系统运行的问题和缺陷，展开检测工作，并采取针对性的设备维修保养工作，最大限度降低企业经济损失，节约运营成本。
5.结束语
综上所述，天然气压缩机组驱动方式的优化设计是一项极具挑战性且具有开创意义的工作，对天然气管道实际运行具有很高研究价值，其重要性在外输压缩机驱动设计和优化运行工作中日益突出。因此，优化天然气外输压缩机驱动设计，考虑管道实际运输量及能源价格变化对天然气驱动比选方式的影响，因地制宜，具体问题具体分析制定出最科学合理的驱动方式优化设计方案，优化建设基础设施，满足安全与稳定性要求；优化配置防护系统，避免设备出现模锈蚀情况；优化建设管理系统，及时发现设备运行问题；优化运行系统，减少设备故障支出成本，促进天然气外输平稳经济运行。
摘要：随着社会的进步，时代的发展，天然气工业得到了较好地发展。一般情况下，对于正在开采中的气田，其气产量会随着开发的深度和广度呈现逐年递减的趋势。因此，天然气压缩机选型至关重要，这直接关系到海上气田的气产量。我们要考虑流量、二氧化碳等影响因素，综合分析不同选择方案，优选最佳天然气压缩机类型，才能进一步确保海上气田的气产量。本文主要通过分析天然气压缩机概述、选型要求、设计思路等内容，针对性优化设计方案，以期为石油开采行业工作者提供有效参考价值。
关键词：天然气管道；压缩机；驱动；选型优化
在当今经济快速发展的时代下，持续增长的能源需求拉动了海上天然气田的建设，各种类型的天然气压缩机应用广泛。主要功能是用于气体生产过程中的压缩和增压，保持天然气管道平稳安全运行，促使天然气运输符合流程应用要求。天然气压缩机型号的优化选择既可有效确保气体生产过程的稳定性和合理性，又能促进生产水平发展，降低能源损耗，提升企业实际经济效益。由此可见，如何优化天然气外输压缩机选型设计工作不容忽视，我们可以根据天然气管道实际运营情况，科学合理地选择压缩机驱动方式，确保天然气全生命周期外输压缩机能稳定可持续运行。
1.天然气外输压缩机概述
(1)压缩机驱动设备分类
海上平台上常用的外输压缩机的驱动方式有：旋转驱动、往复驱动、离心驱动和螺旋驱动四种。其中，“回转式压缩机驱动”又可细分为容积式压缩机驱动和动力式压缩机驱动。容积式压缩机驱动主要靠叶片或螺杆旋转来降低或增大气体压力。动力式压缩机驱动是通过旋转叶片组向气体传输能量，并把气体压到扩压器上，使之控制扩压器的速度，由气体动能变为静压能量；“往复式压缩机驱动”即是利用汽缸内的活塞对气体进行压缩，在气缸内部实施往复操作，不断对天然气进行吸入与排除操作，从而能不断向设备施加压力，适用于不同气压和不同流量。在使用往复式压缩机进行驱动增压时，能有效保障小流量高压力工况的安全运行，并减小电力等各种能源的损耗，轻松实现节能降耗生产目标。因此，它是海洋天然气工业中常用的压缩机驱动机型；在离心运行装置中对天然气进行压缩，就是“离心压缩机驱动”，气体流量偏小时无法实现较好的运行效果，但是适用于大气体流量工况。
在海上气田生产操作中，离心压缩机更适用在长距离的输气系统中，可获得较好的操作效果。在大排量场合可使用垂直式离心设备，反之可使用水平剖分式离心设备。“螺旋式压缩机驱动”是回转式压缩机，主要依靠螺杆施加压力在天然气体上，常作为低压气压缩机，将天然气有效预增压。总之，面对天然气外输压缩机驱动设备的优化选择，要根据不同地区的气田技术与操作标准，才能高效率、高质量地进行天然气生产。例如，当我们使用电动驱动方法时，可以优先考虑节能型压缩机，并结合变频调速工艺，尝试通过改变电源频率实现节能目的，从而确保企业资源得到合理规划。
(2)压缩机驱动操作介绍
外输压缩机驱动工作原理不复杂，主要依靠电动机带动曲轴转动，推动活塞重复运动，即曲轴一次转动，活塞一次相应转动，两者同时运转。此外，气缸吸气、压缩和排气都是压缩机驱动装置的工作过程。在具体操作中，首先，我们要严格规范操作行为，避免操作不当而引发的安全事故或者机械损坏等情况发生；其次，我们要加大设备管控力度，确保各设备、各部件正常运行。如有不当之处，应及时判断并处理，进一步保障天然气外输压缩机平稳运行。具体操作流程如下：
第一，在外输压缩机工作之前，及时检查气源压力及电力绝缘、阀门等部件是否处于正常工作状态，做好相关必要的零件润滑处理，从而延长压缩机使用寿命，达到降低运行成本的目的。
第二，执行压缩机的所有准备工作后，按下压缩机“启动”键。对于运行中的天然气外输压缩机设备，应注意观察压缩机组运行工况，严格控制气体压力和各个阀门系统力度，并记录压缩机各个设备的运行参数数据，为日后压缩机维修复检提供详细数据支撑。
第三，当需要外输压缩机停止工作时，需控制进气阀开动，根据设备实际情况按下“停止”工作按钮后，压缩机设备各系统、阀门和操作部件的检验、冷却、润滑和维修处理都需要再次检查。最后，做好设备的扫尾整理工作，为下一次外输压缩机驱动方式启动运行打下坚实基础。
2.天然气外输压缩机选型要求
就目前情况而言，离心式压缩机的优势是：排量大、操作外形小，有效减小了设备占地空间，使其能够适应更多的海上操作平台；但其不足之处表现在设备购买、维修等方面较为昂贵，需要大规模投资。并且，离心式压缩机调节压力与流量范围有一定的限制，不具备较高的性价比，会造成不必要的企业资金浪费；往复式压缩机最显著的优势是：流量与压力可调节范围大，可适应不同的海上操作平台工作需求；但其不足之处是设备整体结构较为复杂，零部件较多，后续不易维修和保养。另外，往复式压缩机相比离心式压缩机而言，尺寸和重量都偏大，一方面是运输不太方便，另一方面是占地空间较大。因此，海上天然气田的建设需要根据实际情况和主要控制点需求针对性且合理地选择最优机型，才能达到高质量地发展，从而确保企业长远的经济效益。
(1)天然气量要求
在选择具体的压气机驱动方式时，具体问题具体分析综合考虑气量。举例来说，当天然气的标况产量为120000m3/h、出口压力为7.9MPa时，外输压力为中等，但外输流量较大。往复式压缩机一般情况为活塞式压缩驱动方式，会改变腔体容积，适用于压力较高但流量较小的情况。离心式压缩机驱动相比往复式压缩机驱动更为适合。因此，就目前情况来看，天然气在处于120000m3/h的标准产气量、7.9MPa的出口压力时，将会产生较大的流量和适中的压力，此时选择离心压缩机驱动最为合理。这是因为往复式压缩机多是采用活塞式设备，需要通过不停运作的活塞，才能有效改变墙体内部容积，所以适用于流量较小、压力较高的天然气田。
(2)海洋平台空间要求
按照海洋平台的实际应用来看，操作空间有限，但却需要支持各种生产活动，我们需要考虑选择的压缩机驱动方式是否符合海洋平台空间要求。离心式压缩机驱动结构简单、小巧精致，占地面积不大，且在大流量外输工况下配置台数少，能大幅减少天然气外输压缩机占用海洋平台空间以及实际运营成本。
(3)海洋平台适用要求
在海洋平台中，压缩机驱动方式需要选择日常维护保养频率较低、不易磨损且运行时间较长的驱动方式。因此，离心式压缩机驱动因结构相对简单，运行平稳，能有效减少磨损程度，保障压缩机长时间运行，符合海洋平台适用要求。
(4)供电形势分析
天然气外输压缩机驱动方式的选择，应考虑电源形式、气量大小及高抽气压力装置的适用性。压缩机的驱动装置在额定功率设计时，要求比压缩机轴功率大，留出足够的空间，避免超载。此外，外输压缩机在驱动方式的选择上还要跟上具体运行环境的特点，及时调整运行功率。
(5)驱动设备分析
只有当驱动设备符合压缩机的转速需求时，才能最大限度降低机械磨损程度，进而延长压缩机的使用寿命。因此，在燃料选择时，我们应基于能源角度优先选择天然气燃料，简化发电过程中的操作流程和减少不必要的设备投入，进一步缓解海上平台供电紧张的困境。尤其是气量较大时，使用高排压力设备更为合适。总之，选择具体驱动设备时，一定要注重其设计额定功率的数值，并将其与压缩设备的轴功率相对比。具体来说，即设计额定功率要大于轴功率，且要预留出一定的调节范围，才能有效规避超载等问题。另外，在选择驱动类型时，要根据不同的操作环境，针对性调整运行功率，才能优选出最佳的驱动设备方案。因此，根据以上情况所述，目前在海上平台气田开采中，选用离心压缩机驱动是最佳的选择，既能满足天然气量、海、台空间要求及适用要求，又能最大限度降低企业成本支出，提高利润空间，促进我国石油开采行业繁荣发展。
3.压缩机整体设计思路
(1)选型基础
通常情况下，配置天然气压缩机是为了满足开发过程中的不同情况，才能确保海上气田的气产量。因此，我们一定要考虑工艺设计系数，才能满足区域全部投产后的外输压力需求。具体详见表1。
表1 工艺设计参数
图片
(2)设计思路
首先，我们要收集压缩机在不同工况下的参数信息，以此确定压缩机形式等内容；其次，要根据压缩机不同工况排除初步设计方案，提高后续工作的效率与质量；最后，深入分析不同的影响因素，才能确定最适合该地区的压缩机驱动形式。
4.海上气田天然气外输压缩机驱动优化设计
(1)优化建设基础设施
对于运行中的外输压缩机消耗大量电能的情况，需要满足安全与稳定性要求，优化基础设施建设。比如，配电网的电缆、压缩机的运行状况、实际运行工况等，分析各部分运行数据信息，发挥基础工作的作用。合理控制基础配电箱柜的容量，满足海上气田天然气外输的需求，落实环境影响因素的保护设施，规避该区域因海上特殊作业出现连接点腐蚀等情况。另外，完善噪声监管体系、电流量体系，记录相关运行参数，为准确判断外输压缩机是否故障提供数据支撑。
(2)优化配置防护系统
针对海上气田平台作业的特殊情况，综合防护系统可为压缩机、储气罐等设备提供备用保护，保护专业的电缆接口。要及时做好设备叶片、保护罩及活动杆的安装工作，避免天然气外运后期操作时发生剧烈震动。综合防护系统在联接各电缆接口区时，应充分利用现有的综合管理系统，避免接口区被海水侵蚀，降低接口强度。此外，优化配置保护系统和压缩机设备运行波动性，应及时安排专业技术人员对储气罐和固定装置的连接强度进行检测，选择专业防锈材料，连接法兰部位，避免设备发生大规模锈蚀。
(3)优化建设管理系统
在压缩机建设管理系统中最为关键的就是相关工作人员专业素养，既要保障天然气外输压缩机各专业设备平稳安全运行，又要对运行现状进行合理分析、管理和探讨。保持天然气外输压缩机长期稳定运行。例如，海上气田平台运行的压缩系统，工作人员需要根据具体设备类型、型号及工作原理为依据，对相关设备问题及管理方式展开分析、调查和归纳，不断完善工作管理体系，确保设备正常运行。若设备系统运行出现问题或者稳定性能降低时，要以最快速度找准问题所在，发挥强有力的专业素养促进天然气外输压缩机平稳运行。
(4)优化运行系统
对压缩机传动系统进行优化时，必须明确设备的型号和工作原理，并根据具体情况进行分析判断，以确定系统是否正常、安全、稳定。此外，升级人力资源管理系统，注重工作人员的专业素养培养与教育。其专业素养决定了在设备发生故障时能否第一时间发现系统运行的问题和缺陷，展开检测工作，并采取针对性的设备维修保养工作，最大限度降低企业经济损失，节约运营成本。
5.结束语
综上所述，天然气压缩机组驱动方式的优化设计是一项极具挑战性且具有开创意义的工作，对天然气管道实际运行具有很高研究价值，其重要性在外输压缩机驱动设计和优化运行工作中日益突出。因此，优化天然气外输压缩机驱动设计，考虑管道实际运输量及能源价格变化对天然气驱动比选方式的影响，因地制宜，具体问题具体分析制定出最科学合理的驱动方式优化设计方案，优化建设基础设施，满足安全与稳定性要求；优化配置防护系统，避免设备出现模锈蚀情况；优化建设管理系统，及时发现设备运行问题；优化运行系统，减少设备故障支出成本，促进天然气外输平稳经济运行。
【我国科学家实现二氧化碳合成葡萄糖和脂肪酸】中国科学报：4月28日，以封面文章形式发表于《自然—催化》的一项最新研究表明，电催化结合生物合成的方式，能将二氧化碳高效还原合成高浓度乙酸，进一步利用微生物，可以合成葡萄糖和油脂。
“该工作耦合人工电催化与生物酶催化过程，发展了一条由水和二氧化碳到含能化学小分子乙酸，后经工程改造的酵母微生物催化合成葡萄糖和游离的脂肪酸等高附加值产物的新途径，为人工和半人工合成‘粮食’提供了新的技术。”中国科学院院士、中国化学会催化专业委员会主任李灿评价道。
这一成果由电子科技大学夏川课题组、中国科学院深圳先进技术研究院于涛课题组与中国科学技术大学曾杰课题组共同完成。
温和条件下工业废气变“食醋”
那么，二氧化碳究竟是如何变成葡萄糖和油脂的呢？
“首先，我们需要把二氧化碳转化为可供微生物利用的原料，方便微生物发酵。”曾杰介绍道，清洁、高效的电催化技术可以在常温常压条件下工作，是实现这个过程的理想选择，他们就此已经发展了很多成熟的电催化剂体系。
至于要转化为哪种“原料”，研究人员将目光瞄准了乙酸。因为它不仅是食醋的主要成分，也是一种优秀的生物合成碳源，可以转化为葡萄糖等其他生物物质。
“二氧化碳直接电解可以得到乙酸，但效率不高，所以我们采取‘两步走’策略——先高效得到一氧化碳，再从一氧化碳到乙酸。”曾杰说。
即使如此，目前一氧化碳到乙酸的电合成效率（即乙酸法拉第效率）和纯度依旧不尽如人意。对此，研究人员发现，由一氧化碳催化形成乙酸盐，特异性地受催化剂表面几何形状的影响，一氧化碳通过脉冲电化学还原工艺形成的晶界铜催化合成乙酸法拉第效率可达52%。
“实际生产中，提升电流可以提升功率，但是可能降低法拉第效率。”夏川说，好比把每天的工作时间从8小时延长到12小时，虽然上班时间更久，但工作效率反而会下降。“我们把最高偏电流密度提升到321mA/cm2（毫安每平方厘米）时，乙酸法拉第效率仍保持在46%，能够较好地保持‘高电流’和‘高法拉第效率’的平衡。”
不过，常规电催化装置生产出的乙酸混合着很多电解质盐，无法直接用于生物发酵。因此，为了“喂饱”微生物，不仅要提升转化效率、保证“食物”的数量，还要得到不含电解质盐的纯乙酸，保证“食物”的质量。
“我们利用新型固态电解质反应装置，使用固态电解质代替原本的电解质盐溶液，直接得到了无需进一步分离的纯乙酸水溶液。”夏川介绍道，利用该装置，能在250mA/cm2偏电流密度内，超140小时连续制备纯度达97%的乙酸水溶液。
微生物“吃醋”产葡萄糖
得到乙酸后，研究人员尝试利用酿酒酵母这一微生物来合成葡萄糖。
“酿酒酵母主要用于发酵奶酪、馒头、酒等，同时也因其优秀的工业属性，常被用作微生物制造与细胞生物学研究的模式生物。”于涛说，利用酿酒酵母通过乙酸合成葡萄糖的过程，就像微生物在“吃醋”，酿酒酵母通过不断地“吃醋”来合成葡萄糖。“然而，在这一过程中，酿酒酵母本身也会代谢掉一部分葡萄糖，所以产量并不高。”
对此，研究团队通过敲除酿酒酵母中代谢葡萄糖的3个关键酶元件——Glk1、Hxk1和Hxk2，废除了酿酒酵母代谢葡萄糖的能力。敲除之后，实验中的工程酵母菌株在摇瓶发酵的条件下，合成的葡萄糖产量达1.7g/L。
“模式生物酿酒酵母‘从无到有’地在克级水平合成了葡萄糖，这代表了该策略较高的生产水平与发展潜力。”于涛说，为了进一步提升合成的葡萄糖产量，不仅要废除酿酒酵母内源对葡萄糖的再利用能力，还要加强它本身积累葡萄糖的能力。
于是，研究人员又敲除了两个疑似具备代谢葡萄糖能力的酶元件（YLLR446W、EMI2），同时插入来自泛菌属和大肠杆菌的葡萄糖磷酸酶元件（AGPP、YIHX）。
于涛表示，这两种酶可以“另辟蹊径”，将酵母体内其他通路中的磷酸分子转化为葡萄糖，增加了酵母菌积累葡萄糖的能力。经过改造后的工程酵母菌株的葡萄糖产量达2.2g/L，产量提高了30%。
新型催化方式助力高附加值化合物生产
高效的二氧化碳电还原制备高附加值化学品和燃料的工艺，被学界认为是实现未来“零碳排放”物质转化的重要研究方向之一。
目前对二氧化碳电还原技术的研究大多局限于一碳和二碳等小分子产物，如何高效、可持续地将二氧化碳转化为富含能量的碳基长链分子仍然是一个巨大的挑战。
“为了规避二氧化碳电还原的产物局限性，可考虑将二氧化碳电还原过程与生物过程相耦合，以电催化产物作为电子载体，供微生物后续发酵合成长碳链的化学产品，用于生产和生活。”夏川表示。
合适的电子载体对微生物发酵至关重要。由于二氧化碳电还原的气相产物均难溶于水、生物利用效率低，因此往往优先选择二氧化碳电还原的液相产物作为生物发酵的电子载体。然而，普通电化学反应器中所得的液体产物是与电解质盐混在一起的混合物，不能直接用于生物发酵。鉴于此，固态电解质反应器的开发有效解决了二氧化碳电还原液体产物分离的问题，可以连续稳定地为微生物发酵提供液态电子载体。
微生物作为活细胞工厂，其优点是产物多样性很高，能合成许多无法人工生产或人工生产效率很低的化合物，是非常丰富的“物质合成工具箱”。比如，在人们常见的白酒、馒头、抗生素等食品药品的加工中，微生物就发挥着重要作用。
曾杰表示，“通过电催化结合生物合成的新型催化方式，可以有效提高碳的附加值。接下来，我们将进一步研究电催化与生物发酵这两个平台的同配性和兼容性。” 未来要合成淀粉、制造色素、生产药物等，在保持原有电催化设施的同时，只需更换发酵使用的微生物即可。
“该工作开辟了电化学结合活细胞催化制备葡萄糖等粮食产物的新策略，为进一步发展基于电力驱动的新型农业与生物制造业提供了新范例，是二氧化碳利用方面的重要发展方向。”中国科学院院士、上海交通大学微生物代谢国家重点实验室主任邓子新评价道。
“该工作耦合人工电催化与生物酶催化过程，发展了一条由水和二氧化碳到含能化学小分子乙酸，后经工程改造的酵母微生物催化合成葡萄糖和游离的脂肪酸等高附加值产物的新途径，为人工和半人工合成‘粮食’提供了新的技术。”中国科学院院士、中国化学会催化专业委员会主任李灿评价道。
这一成果由电子科技大学夏川课题组、中国科学院深圳先进技术研究院于涛课题组与中国科学技术大学曾杰课题组共同完成。
温和条件下工业废气变“食醋”
那么，二氧化碳究竟是如何变成葡萄糖和油脂的呢？
“首先，我们需要把二氧化碳转化为可供微生物利用的原料，方便微生物发酵。”曾杰介绍道，清洁、高效的电催化技术可以在常温常压条件下工作，是实现这个过程的理想选择，他们就此已经发展了很多成熟的电催化剂体系。
至于要转化为哪种“原料”，研究人员将目光瞄准了乙酸。因为它不仅是食醋的主要成分，也是一种优秀的生物合成碳源，可以转化为葡萄糖等其他生物物质。
“二氧化碳直接电解可以得到乙酸，但效率不高，所以我们采取‘两步走’策略——先高效得到一氧化碳，再从一氧化碳到乙酸。”曾杰说。
即使如此，目前一氧化碳到乙酸的电合成效率（即乙酸法拉第效率）和纯度依旧不尽如人意。对此，研究人员发现，由一氧化碳催化形成乙酸盐，特异性地受催化剂表面几何形状的影响，一氧化碳通过脉冲电化学还原工艺形成的晶界铜催化合成乙酸法拉第效率可达52%。
“实际生产中，提升电流可以提升功率，但是可能降低法拉第效率。”夏川说，好比把每天的工作时间从8小时延长到12小时，虽然上班时间更久，但工作效率反而会下降。“我们把最高偏电流密度提升到321mA/cm2（毫安每平方厘米）时，乙酸法拉第效率仍保持在46%，能够较好地保持‘高电流’和‘高法拉第效率’的平衡。”
不过，常规电催化装置生产出的乙酸混合着很多电解质盐，无法直接用于生物发酵。因此，为了“喂饱”微生物，不仅要提升转化效率、保证“食物”的数量，还要得到不含电解质盐的纯乙酸，保证“食物”的质量。
“我们利用新型固态电解质反应装置，使用固态电解质代替原本的电解质盐溶液，直接得到了无需进一步分离的纯乙酸水溶液。”夏川介绍道，利用该装置，能在250mA/cm2偏电流密度内，超140小时连续制备纯度达97%的乙酸水溶液。
微生物“吃醋”产葡萄糖
得到乙酸后，研究人员尝试利用酿酒酵母这一微生物来合成葡萄糖。
“酿酒酵母主要用于发酵奶酪、馒头、酒等，同时也因其优秀的工业属性，常被用作微生物制造与细胞生物学研究的模式生物。”于涛说，利用酿酒酵母通过乙酸合成葡萄糖的过程，就像微生物在“吃醋”，酿酒酵母通过不断地“吃醋”来合成葡萄糖。“然而，在这一过程中，酿酒酵母本身也会代谢掉一部分葡萄糖，所以产量并不高。”
对此，研究团队通过敲除酿酒酵母中代谢葡萄糖的3个关键酶元件——Glk1、Hxk1和Hxk2，废除了酿酒酵母代谢葡萄糖的能力。敲除之后，实验中的工程酵母菌株在摇瓶发酵的条件下，合成的葡萄糖产量达1.7g/L。
“模式生物酿酒酵母‘从无到有’地在克级水平合成了葡萄糖，这代表了该策略较高的生产水平与发展潜力。”于涛说，为了进一步提升合成的葡萄糖产量，不仅要废除酿酒酵母内源对葡萄糖的再利用能力，还要加强它本身积累葡萄糖的能力。
于是，研究人员又敲除了两个疑似具备代谢葡萄糖能力的酶元件（YLLR446W、EMI2），同时插入来自泛菌属和大肠杆菌的葡萄糖磷酸酶元件（AGPP、YIHX）。
于涛表示，这两种酶可以“另辟蹊径”，将酵母体内其他通路中的磷酸分子转化为葡萄糖，增加了酵母菌积累葡萄糖的能力。经过改造后的工程酵母菌株的葡萄糖产量达2.2g/L，产量提高了30%。
新型催化方式助力高附加值化合物生产
高效的二氧化碳电还原制备高附加值化学品和燃料的工艺，被学界认为是实现未来“零碳排放”物质转化的重要研究方向之一。
目前对二氧化碳电还原技术的研究大多局限于一碳和二碳等小分子产物，如何高效、可持续地将二氧化碳转化为富含能量的碳基长链分子仍然是一个巨大的挑战。
“为了规避二氧化碳电还原的产物局限性，可考虑将二氧化碳电还原过程与生物过程相耦合，以电催化产物作为电子载体，供微生物后续发酵合成长碳链的化学产品，用于生产和生活。”夏川表示。
合适的电子载体对微生物发酵至关重要。由于二氧化碳电还原的气相产物均难溶于水、生物利用效率低，因此往往优先选择二氧化碳电还原的液相产物作为生物发酵的电子载体。然而，普通电化学反应器中所得的液体产物是与电解质盐混在一起的混合物，不能直接用于生物发酵。鉴于此，固态电解质反应器的开发有效解决了二氧化碳电还原液体产物分离的问题，可以连续稳定地为微生物发酵提供液态电子载体。
微生物作为活细胞工厂，其优点是产物多样性很高，能合成许多无法人工生产或人工生产效率很低的化合物，是非常丰富的“物质合成工具箱”。比如，在人们常见的白酒、馒头、抗生素等食品药品的加工中，微生物就发挥着重要作用。
曾杰表示，“通过电催化结合生物合成的新型催化方式，可以有效提高碳的附加值。接下来，我们将进一步研究电催化与生物发酵这两个平台的同配性和兼容性。” 未来要合成淀粉、制造色素、生产药物等，在保持原有电催化设施的同时，只需更换发酵使用的微生物即可。
“该工作开辟了电化学结合活细胞催化制备葡萄糖等粮食产物的新策略，为进一步发展基于电力驱动的新型农业与生物制造业提供了新范例，是二氧化碳利用方面的重要发展方向。”中国科学院院士、上海交通大学微生物代谢国家重点实验室主任邓子新评价道。
✋热门推荐