液氮气举计算与方式优选

摘要 目前适 应 于浅 海平 台环境 的海洋试 油排 液举 升工 艺 主要有 射流 泵排 液 、 螺杆 泵排 液、 液 氮 气举 、 氮气或 氮 气泡 沫举 升及液 氮 、 气或 氮气泡 沫 与连 续 油 管 配套 举 升 等几 种 方 式 ， 氮 针对 上述
几种 海 洋排液 工 艺进 行 了系统 总结和 对 比 ， 明 了不 同工 艺针 对海 洋现 场 的优缺 点 ， 说 并针 对不 同地
２１ ００年 ６月
油
气
井
测
试
第 ｌ ９卷
第 ３ 期
浅海试油排液 工艺的对 比及 优选
孙 永 涛 马 魁 魁 陆 爱 华
（． １ 中石油集团海洋工程有限公 司天津分公 司 天津塘 沽 ３ ０ ５ ； ０４ ７
２ 塔里木油 田公 司开发事业部 ． 新疆库 尔勒 ８ １０ ） ４ ０ ０
（） １工作 原理
抽油杆旋转带动转子旋转 ， 转子在与其适当配合 的
定子 中旋转 时便产 生 “ 穴” 该 “ 穴 ” 空 ， 空 由下 端 向上 移动 ， 即抽 吸地层 流体经过 油管产 至地 面 。
（） ２ 优点 结 构简 单 、 动平 稳 ， 面设 备 占地 运 地
塞泵 ， 液氮被泵至换热器气化 ， 换热器靠柴氮 气被 增 压后 直
及泵 注管 线 ， 场施工 简单 ； 现 （ ） 作原 理 １工 液 氮 泵 车 由低 温 离 心 泵 、 热 换
器 、 温柱塞 泵 、 油机 及 柴 油机 冷却 液循 环 系统 、 低 柴 电动机 通过减 速器 驱动抽 油杆 ， 氮气 增压 泵等构 成 。低 温离心 泵抽取 液氮 至低温柱
层储 层 性质及 井况 对不 同排 液工 艺进行 了优选 。 关 键词 浅海试 油 射流 泵 螺杆 泵 氮 气 液 氮 氮 气泡沫 连 续 油管

山东科瑞石油：油气开采工艺之气举开采石油天然气过程中，为保证地层中的流体流入井筒，需要大幅降低井底的回压。

在此环节，山东科瑞石油会利用高压气体压缩机向井内打入高压气体，并用其置换井筒内的液体，这一施工方法叫做气举。

一、什么情况下需要气举作业？一般情况下，如果试油施工需要诱喷和求产、酸化施工排酸时、气井压井施工后进行诱喷、低压井压裂后需要返排等，山东科瑞石油会进行气举施工。

二、气举方式有哪些？气举分正举和反举两种方式。

所谓正举，就是用压风机从油管打入高压压缩空气，使井筒内的液体及气液混合物从套管返出的气举方式。

而反举则是用压风机从油套环空打入高压压缩空气，使井筒内的液体及气液混合物从油管返出的气举方法。

正举时，压力变化比较缓慢。

反举时，当井内的压缩气体达到井内管柱底部上返时，压力下降十分剧烈，处理不当容易导致地层出砂或套管损坏。

山东科瑞石油扬长避短，将正举与反举相结合，采用更高效的连续油管气举法。

三、山东科瑞石油擅长的气举方式——连续油管气举进行连续油管气举作业时，山东科瑞石油技术员会根据实地工况，选择全液压驱动的车载式连续油管作业车、拖车式连续油管作业车或撬装式连续油管设备，通过自动化操作完成注氮气举，提升油气增产率。

具体作业时，山东科瑞石油连续油管车操作员把连续油管下入井内的生产管柱内，然后把液氮泵车与连续油管车相连。

液氮泵车把低压液氮升至高压，再使高压液氮蒸发，使其从连续油管注入到生产管柱中。

蒸发的高压氮气通过连续油管的底部，从连续油管和生产管柱的环形空间返到地面。

同时连续油管可以逐步加深下入深度，逐步降低井底回压，从而减少回压突降对地层造成的伤害。

新疆塔河油田、涪陵页岩气田等油服项目中，山东科瑞石油就运用自主研发的连续油管作业设备，完成连续油管气举诱喷、气举排液、复杂稠油井连续油管解堵等作业，创造的产值达数百万。

二氧化碳应用于气井气举排液分析摘要：在井下作业和酸化过程中，大量液体进入了井筒和地层中，导致气井井口压力低而不能正常开井生产；如不彻底将这些液体排出井外，不但影响气井产量，甚至会产生二次污染，大大降低酸化措施效果。

针对上述问题，又综合考虑到液氮气举费用较高，借鉴液氮气举的工作原理，2008年在芳深X井进行二氧化碳气举排液现场试验，取得了较好的排液效果，气井均恢复了正常生产，理论分析与现场试验表明：液态二氧化碳气举气井是可行的。

关键词：气举；复合排液；液态二氧化碳中图分类号：TE35 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2010）03-0032-021 二氧化碳气举工作原理液态二氧化碳气举与液氮气举工作原理相似，是一种人工举升方式,它是先通过泵车将液态二氧化碳增压，然后注入到油套环形空间内，整个施工过程中不需要动管柱。

其中注入到油套环形空间的液态二氧化碳与地层能量换热后体积膨胀，使得Pi不断上升，随着注入的不断进行，Pi和Pd不断增大，当Pi+Pd+Pc>Pt时，油套环形空间中的液体就会向油管内流动；当Pi+Pd增大一定程度时，即当Pi+Pd+Pc>Pt+ρgh就会有液体从油管排出。

如果在二氧化碳气举前从油管内向井底加入了泡排剂，在注入的不断搅动下，井底液体起泡，密度变小，这样使得在较小的Pi+Pd条件下，就可将油管内液体举出井口，最终有利于在短期内将井底积液举出井口。

其中Pi为井口二氧化碳注入压力，Pd为注入油套环形空间内液态二氧化碳产生的静液柱压力，Pc油套环形空间内液体产生的静液柱压力，Pt为油管内液体产生的静液柱压力，ρ为举出流体的密度，h为油管内液体顶界面距离井口的高度，整个过程不考虑流动过程产生的摩擦阻力。

注入的二氧化碳极易溶于水，一定程度上可以降低井筒内液体的密度，有利于举升；并且二氧化碳在油管上升过程中，压力不断降低，体积逐渐增大，二氧化碳的二次膨胀也对液体起到携带作用。

目 录
氮气排液工艺技术特点 氮气排液技术分类介绍 结论与建议
工艺技术特点
氮气排液工艺技术特点在于： 一、施工安全。从氮气的物理性质上看，它不燃烧。因此， 在施工中与天然气以任何比例混合后，也不会发生爆炸， 施工人员没有任何危险。 二、工艺简单。与压风机气举工艺大体相同，在储液罐中以 液态的氮存在，泵吸人和排出的都是液态氮，通过加热器 后，液体变为气体而排入高压管线。使用气体驱替压井液 (修井液、射孔液)。 三、排液快。排液1400 m。，施工时问都在1 h以内，排液 2500～3000 m。，施工时问在90 min左右。 四、可排任意深度。根据不同井况，可设计任意的排液深度， 都能一次成功。但液氮在存放过程中有自然挥发损失，且 施工价格比较贵。
液氮混气水排液工艺
2．作业程序 ①启动液氮泵车向环空注入氮气，直至泵压升到12～15 MPa 左右。 ②液氮泵车继续向环空注氮气，但要减小排量，同时启动水 泥车向环空注水。 ③在向环空注入混气水过程中，根据泵压的变化及时调整水 泥车的注水排量，保持施工泵压平稳。一般泵压保持不变 ④计量罐计量，当出液量达到设计量时，液氮泵车和水泥车 停泵。 ⑤放喷，关闭进口闸门，同时打开环空放喷管线一侧针形阀， 套管另一侧马上改换安装压力表。套管用针形阀控制进行 放压，以防止地层出砂。出口进罐，计量准确。
1．每一种试油排液工艺，都有其各自的特性，在 具体确定应用时，要根据设计方案要求和地层情况、 油层物性、液性、地层压力等参数及不同井的具体情况来 确定针对性工艺。
2．在液氮注排过程中，每个操作人员要相互配 合，严格按各项操作规程施工。 3．由于液氮的低温特性，在施工过程中一定注意安全防 护，穿戴好相应的劳保用品，防止冷灼伤和冻伤。
氮气排液技术简介

氮气试压用量计算公式氮气试压是工业中常见的一种检测方法，主要用于管道、容器等设备的密封性能检测。

在进行氮气试压时，需要计算使用的氮气量，保证试压的精确性和安全性。

氮气试压用量的计算公式：V（氮气用量）= P（试压压力）× V（试压对象容积） / k（氮气压力）× t（试压时间）其中，P为试压压力，V为试压对象容积，k为氮气压力，t为试压时间，单位均为标准单位。

在实际使用中，计算氮气用量需要考虑多个因素，如试压对象的类型、试压时间的长短、氮气的压力等。

以下是具体的计算步骤：1. 确定试压对象容积：试压对象容积是指被试对象内部的有效容积。

常见的试压对象包括管道、储罐、反应釜等，其容积可以通过测量得出。

2. 确定试压时间：试压时间一般为10-30分钟，取决于试压对象的类型、压力等级和试验要求等因素。

试压时间太短会导致漏水现象得不到发现，试压时间太长会增加试验成本和时间，不利于生产进度。

3. 确定氮气压力：氮气压力需要根据试压对象的承受压力和试验要求确定。

一般情况下，试压压力为被试对象的设计压力的1.5倍。

氮气压力一般为1.5-2倍试压压力。

4. 计算氮气用量：按照上述公式，输入试压对象容积、试压时间、氮气压力和试压压力，即可计算出需要使用的氮气量。

在实际使用中，需要考虑到一些额外的因素，如氮气的浪费、试压系统的漏气等，需要适当增加用气量。

通过以上的计算方法，我们可以准确计算出氮气试压的用量，确保试验结果的准确性和安全性。

同时，我们还需注意试压过程中的安全措施和注意事项，如安全阀的设置、环境通风等，以保障试验人员的安全和试验设备的完整性。

现场制氮的不同，碳分子本低、适应 性减压时对氧的们所需要的气的吸附是间歇续产氮。

氮气从此您就拥有了自己的气站！6.按照20立方每小时氮气换成液氮20×20×30=12000立方氮气，换算成液氮是12000÷0.8=1507.液氮每个月所需费用（15吨）×（1吨氮气费用1500）=22500元 制氮机每个月所需费用（一每月节省费用22500-11400=11100元，一年按照12个月算可节省11100×12=133200元20立方制氮机可对比每月用量约13-15吨，为贵公司发展需求计算得实际。

设备实际价格以用户需求为依据，我公司生产制氮机9千多至100多万不等！省出了换瓶的麻烦，节省人工，降低2. PSA现场制氮 纯度99.999%根据贵公司的用气量20立方每小时（留有空余量）我制氮机所需的压缩空气气耗比是1:5 每小时需压缩空气20×5＝100m³ 耗电（含制氮机电耗）19.0KW 每度电 1元3. 每立方氮气19.0÷20m³=0.95元/m³ 一天电耗按20小时用每小时20个立方一天所需5.按每公斤1.5元计算500×1.5＝750元，每天为贵公司节省生产成本‘液氮’是750-制氮机制液氮与PSA 制氮机现场制氮比较 特洛伊气体设备有限公1. 使用液氮纯度99.999%一个月用10吨 10吨液氮＝10000公斤 1公斤液氮＝0.80立方氮气 10000公斤液氮＝8000立方氮气 1吨液氮1500元左右 每个月所需费用15000元8=15000公斤液氮=15吨液氮用（一天380元）×（30天）=11400元！，降低成本！天所需费用（20×20＝400）×0.95＝380元氮机制氮380＝370元气体设备有限公司立方氮气。

关键词：
气井水淹；排水采气；气举设计
大牛地气田自２００３年投产开发至今，已经建成年产４０亿ｍ３的中型气田。由于部分单井生产时间长，油压小于４．５ＭＰａ的气井占８０％，产量低于１万ｍ３的气井占８３％，低压低产直井比例高。主要排水工艺是泡沫排水工艺，５６．５％气井不能同时满足临界携泡流量和举升压力要求，积液减产甚至水淹严重。针对积液严重及水淹井，难以依靠气井自身能量来恢复生产，需要补充外部能量。国内外采取的措施主要为气举［１］，使用最多的为液氮气举，该工艺单次施工成本高，其次是气举车气举［２］。由于大牛地气田气井管线特征限制，气举车气举单井受到气源供给及超压限制。针对这类技术难题，结合气举施工工艺原理及目前气举工艺研究成果，进行理论计算分析，完善气举车配置，开展多井联合气举工艺研究，为气举车气举在大牛地气田应用提出了新的方法，确保了积液水淹气井平稳生产，延长了生产期。
参考文献
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［５］杨盛余．气举阀气举排液ห้องสมุดไป่ตู้术研究［Ｊ］．石油矿场机械，２０１１，４０（７）：１８－２１．
［６］李安，万邦烈．连续气举采油举液机理研究［Ｊ］．石油矿场机械，２００４，３３（４）：１９－２１．
２．２现场试验及效果分析气举过程中气举井的压力变化如图３～６所示。连接好流程后，１０：４０加载开始气举，为４口气井同时气举（Ｄ６６－１９７、Ｄ６６－３３，Ｄ６６－２５和Ｄ２３－４），２ｈ内排气压力保持在１１ＭＰａ，单井套压增长缓慢。考虑到加快气举速度，关闭Ｄ６６－１９７井的球阀，１２∶３０―１３∶２０排气压力增速加快，Ｄ２３－４井套压增加到１２ＭＰａ，油压、进站压力略降、站内有出液迹象，倒进放空流程，Ｄ２３－４出液连续；１２∶３０―１５∶００排气压力先升高再降低，并趋于稳定。Ｄ２３－４井出液１．９ｍ３后进站压力回升。１５∶００将Ｄ２３－４井倒进生产，关闭Ｄ２３－４井的球阀，打开Ｄ６６－１９７井的球阀，此时气举３口井（Ｄ６６－１９７、Ｄ６６－３３，Ｄ６６－２５）。１５∶００―１５∶３０排气压力增加缓慢，１５∶３０关闭Ｄ６６－１９７井的球阀，排气压力快速升高后稳定在１５ＭＰａ，Ｄ６６－３３井油套压差增大，积液进入油管，排液０．３２ｍ３。Ｄ６６－２５井油套压、进站压力突降，开始出液，排液０．３ｍ３。此后气举车持续循环３０ｍｉｎ后停机。对选取的４口井开展多井联合气举，由于气举期间排气压力增长缓慢，同时气举井为２～３口，开展气举的３口井均为积液减产井，本次举出积液２．７５ｍ３，有效率１００％，气举后稳产井４口，稳产率１００％，增产气量１２００ｍ３／ｄ。如表３所示。

液化气船液舱氮气置换方案氮气置换指的是用纯度很高的液氮将液化气船舶货舱中的货物蒸汽（烽类气体）或空气全部替换成氮气的过程。

这是船舶进厂修理、坞修出厂或更换货种前必须进行的一项工程。

由于液氮价格较高，所以液氮的用量会直接影响置换工程的总费用。

因此，科学、合理采用置换方案，对每一个液化气船舶运输公司都具有重要的意义。

下面我们假设一种情况，来分析和比较采用不同置换方案所消耗的液氮数量。

假设有一艘LPG船舶，总舱容2000m3,共有2个液舱，分别命名为1#液舱和2#液舱，每个液舱舱容为IOOom3。

要求置换后，舱内氧含量小于0.2%（装载丁二烯的要求），并对每个罐体进行1.4MPa 的强度和气密性试验。

氮气置换中需要用到的参数：a.常态下，1立方米的液氮完全气化后可以产生647立方米的气态氮；b.大气中氧气含量为21%。

一、分舱逐步置换法分舱逐步置换法指的是对每个液舱逐步进行置换的方法。

下面我们以上述假设为例，详细阐述该置换方法的原理及过程。

L向1#液舱内冲入液氮，使舱内压力逐步升高到我们要求的强度和气密实验压力L4MPa。

注意在充装液氮的过程中要使压力逐步升高，例如可以使压力由0.2MPa-0.4MPa-0.6MPa-0.8MPa-LOMPa-L2MPa∙→1.4MPa逐步升高，直至达到要求值。

每达到上述一个值后，保压30分钟后再继续充装液氮，这样做的目的是让舱内液氮充分气化并分散均匀。

当舱内压力达到L4MPa时，若其舱内氮气与空气混合完全均匀,这时舱内含氧量理论上应降至L5%（理论算法,21%∕14=L5%,下同）。

2 .连通1#和2#液舱液相管线，让1#液舱内的氮气通往2#液舱。

若两罐体及管线完全气密，当达到稳定后，两个液舱舱内压力理论上应为0.7MPa,但实际值通常会小于0.7MPa,因为管线中也会残留一部分氮气，同时也不排除部分管线、阀门处有轻微泄露的现象。

这时2#液舱内氧含量理论上降至3.0%,但实际通常会略高于这个值。

替喷：
是用密度较小的液体置换井筒内密度较大的液体,
通常称为替喷, 具有自喷能力的井经过替喷后, 即能
自喷油( 气) 或水进入分离器, 求产; 替喷工作液用量 V=2πr2h(1+k) 式中 V———替喷工作液用量，m3； r———套管内径半径，m； h———压井深度，m； k———附加量，取 0-15%。
1、抽汲工具： 1)抽子: 最常用的是水力式抽子。 2) 加重杆:在抽子以上连接2～4m 长的加重杆, 加重杆是直径32～40mm 钢管, 内根据加重的 需要灌铅; 3) 绳帽: 抽汲钢丝绳插入绳帽用灌铅的方法实 现两者的连接, 后来又发明了枣核式绳帽, 使 钢丝绳与绳帽实现可靠的连接。 4) 抽汲绳: 目前使用的抽汲绳大多数是直径 16mm 钢丝绳。
二次替喷
二是对不能自喷
的井, 通过提捞、抽
汲、气举、泵排等方
式将井筒的液体排出,
以降低液柱压力, 使 地层流体流向井筒后 再举到地面, 通常称 为排液。下面介绍几 P地层 P液柱
种常用的排液方式。
一、抽汲提捞排液： （一）、抽汲： 抽汲就是用一种专用工具将井内液体抽出 来, 达到降低井筒内液面、排出井内液体的目 的, 这种工具就是油管抽子。它接在钢丝绳上, 用通井机做动力, 通过地滑车、井架天车、防 喷盒、防喷管, 再下入油管中, 在油管中上下 运动。
6）.起下作业时，必须记清滚筒上钢丝绳的层 数、圈数，且缠紧排齐。下至最大深度时，滚 筒余绳不能少于25圈并且作好记号； 7）.抽汲前必须试下空抽子（无胶皮）或无球 （取出凡尔球）抽子，抽子下深至少要等于设 计抽汲之最大深度； 8）.准确丈量下井钢丝绳、记清抽子下入深度， 并做好记号，不得随意估计
6) 抽子进入液面后下入的抽汲绳长度称为抽子的沉没 度, 抽子最大的沉没度一般不应超过500m。抽汲过程中 应做到慢下快起, 下放速度不应超过2m/ s , 起抽子速 度不小于3m/ s。若采用抽汲求产, 应用定抽汲深度、 定时间间隔、定起抽速度的“ 三定” 方法抽汲。 7）抽汲防喷盒应保证密封, 及时填加密封原料;装有液 压防喷盒的井要及时卸压, 防止防喷盒胶件的磨损或加 液压以提高密封效果; 装有气动防喷盒的井要及时卸压 和充气, 保证其密封性。

中图分类号 ：Ｔ Ｅ ３ ５ ５ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ １ — ５ ７ ９ ９（ ２ ０ １ ５ ）０ ５ — ０ １ ４ ４ － ０ １
１气举采油方案的设计 气举采油技术在很早 以前就在国外广泛使用 了，为 了方便 设计 与统计 计算 ，人们发 明 了许 多软件来 简化操作 ，不再 需 要 手工计 算繁琐 的方程 ，这 使得在 气举设 计时更 加精密 与快 捷 。无论是 哪种类 型的采 油设计 方案 ，其 在设计 时必须用 到 准 确真 实的数据 ，才能更好 地利 用天然气 来增压 ，加大举 井 深 度 。这 些 数 据 即 为 敏 感 参 数 ，在 大 的方 面 可 分 为 三 类 ： 油 井 、 井 筒 、 地 面 。 其 中 又 包 括 大 量 的 基 础 数 据 ， 对 每 项 数 据 的调整 都会 改变 实验 的结果 ，所 以在 设计方案 时掌控 好这些 参数就 已经算是完成 了方案 。 ２可控敏感参数 ２ ． １产能预测对结 果的影响 产 能 预 测 可 算 是 气 举 采 油 的 重 要 参 数 ，在 减 少 “间 出” “ 举空 ”想象方 面有着 巨大 的作 用 。所 谓的举 出 ，就 是 高压 注入气 直接从举 升管底 部进入 或者是在 其 中无 效循环 ， 而 间出即注气量超 出生产需求Ⅲ。下面我们来看一则实例 ：
差、 多级 阀同时工作 甚至于气 阀漏气 的状况 ，进 而导致 采油 出现 故障 。在 安装气举 阀时 ，要严格遵 守气举 阀安装规 范 ， 在安装完成后根据条例 进行检测 ，无误后方可作业 。
３ 优 化 措 施
以上数据是我 国某油 田一井 的 日产量统计 ，从三月十六 日 开 始 生 产 ， 此 后 产 量 就 就 呈 下 滑 状 态 ， 可 以 明 显 看 出 注 气 密 的计算 后 ，精 简 了注 气量 ，生产量还 是稳 定在精简 之前 的数值 ，这 项步骤 节 省 了 大量 的注 气量 。

现场制氮作业方案及技术措施（1）工艺流程1）选井：依据选井依据严格进行选井。

2）制定、审批方案：根据所选取气井制定氮气气举实验方案，经过作业区、安全、技术部门以及主管领导审批后准备施工。

3）施工前交底：组织作业区相关负责人对施工前以及施工过程中作业区职责以及需注意事项进行交底。

4）施工前准备：提前实地勘查去井场的道路情况，清除路障，协调井场周围群众关系。

5）仪表调试：井口压力表、压力变送器、流量计、数据远传完好。

6）泡排药剂加注：按照探液面结果，在施工前3小时油管投放泡排棒4根，套管加注泡排剂150L，比例1:3。

7）设备搬迁和安装：液氮罐车、增压泵车等设备现场就位。

8）施工准备1（井口）：记录试验前数据（包括井口油套压、流量计瞬时流量、累计流量、温度、压力等），关井（关闭1#阀、5#阀、井口针阀），关闭2#阀，通过套管放空阀放空，拆除2#阀处法兰。

9）安装气举管线（进出口），进口管线用水试压，试压值高于设计施工压力3-5Mpa,出口管线固定。

氮气纯度95-99%可调，氮气输出额定工作压力35MPa。

10）启动氮气车和增压车：启动发动机，空载热机，转速调整为1200转/分，进行热机。

检查增压机润滑油压力应满足1500psi＜P＜2000psi；打开增压机一级进气阀门、高压氮气放空阀；水温70℃，调整发动机转速至1200-1500转/分,将氮气引入增压系统，关闭放空阀；缓慢打开高压出口阀门，调整氮气压力；检查系统管路有无刺漏、异响、确定各项参数在规定范围。

11）注氮：检查系统管线无刺漏后，使用液氮泵车向环空注入氮气，但要减小排量注入。

12）增压：套压在10Mpa以下的气井，原则上增压至套压15Mpa，即停泵开井生产，视气井产气产液情况定是否需二次气举；套压在15Mpa以上气井，原则上压力增幅为5Mpa，最高套压不得超过25Mpa。

增压过程中，每隔15min记录一次氮气车出口压力，增压压力上限或时间由现场技术人员根据情况确定，如果压力增幅缓慢，原则上需累计增压24小时，方可停止增压。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 空气分离装置液氮产量影响因素及优化方法 作者：蔡磊 来源：《中国化工贸易·中旬刊》2019年第07期

摘 要：采用多种方法分析了影响空气分离装置液氮产量的因素，量化分析了7个重要影响因素指标，提出了针对性的工艺优化方法。

关键词：液氮产量;影响因素;优化方法;空分装置 空气分离装置指的是根据空气中组分沸点的差异，以空气为原料开展精馏，得到氧、氮及部分稀有气体的装置。其中液氮产量是空气分离装置的重要考核指标，但影响液氮产量的因素很多，提高液氮产量需要开展工艺优化。

1 基于能耗相同下的液氮产量影响因素 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 影响空气分离装置液氮产量的因素较多，不同因素之间还会相互影响，本次从环境、方法、测量、人员、工艺及设备方面，列出了影响液氮产量的重要因素（图1）。由于影响因素较多，全方面优化不现实。因此必须找出主控因素进行针对性的改造。

本文通过因果矩阵法分析找出了七种关键影响因素：氮气液化器压缩机功率、前端氮气流量、氮气液化器加载量控制方式、冷却水温度、氮气液化器JT温度、氮气比控制方式、氮气液化器壓力。采取一元回归分析对这7种主要因素进行量化分析，确定出了氮气流量、冷却水温度、液化器压力和液化器功率为主控因素。由于冷却水温度受环境湿度、环境湿度以及冷却塔设计情况有关，人为无法控制。最后，确定除了7个主要因素的定量指标（表1）。

2 空分装置工艺优化 2.1 提升前端氮气流量 氮气液化器主要核心装置为动力设备，包括压缩机和膨胀机。动力设备一般分为机械设备和电气设备，机械设备的瓶颈为机械压力极限和机械流量限制，而电气设备包括绕组温度和电机功率极限。设备运行过程中，设备参数应当高于设计参数以保障安全运行。在安全阀起飞与在设计工况下压力下，对氮气液化器主要静态设备和管道的设定压力进行分析，确定出目前设计工况仍与设定压力存在距离。因此，在实际工况下可以对静压设备和管道压力进行提升。确定工艺参数达到最大值时，仍处于设计压力，前端氮气流量能达到6500Nm3/h。