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1、温米油田火炬放空气回收技术的研究与应用第5卷第2期2009年6月新疆石油天然气XinjiangOil&GasVo1.5No.2Jun.2009文章编号:l673_2677(2009)02-_009l一04日皿米油田火炬放空气回研究与应用收技术的蔡永春,裴兵(中国石油吐哈油田分公司温米采油厂,新疆鄯善县火车站镇,838202)摘要:放空火炬是石油化工生产装置中不可缺少的安全设施,因受火炬气回收技术条件的限制,放空火炬长年燃烧,不仅浪费能源,而且增加了二氧化碳的排放量,污染环境.针对温米油田火炬气的特点进行
2、研究,解决了压缩机自动变频,回收系统自动控制,火炬总管压力控制,高空自动点火等难点问题并加以实施,取得了良好的经济效益和社会效益.关键词:温米油田;放空火炬气;回收技术中图分类号:TE969文献标识码:B天然气放空火炬,是石油化工生产装置中不可缺少的安全设施,但是天然气的放空燃烧不仅使能源白白流失,减少了油田效益,还增加了二氧化碳排放量,污染大气.温米油田自1993年投产开发以来,每天有大量天然气进入放空火炬燃烧,1995年建成50×10m/d天然气处理装置,从此对天然气进行回收利用,后经1998年扩容改造,使
3、装置处理能力达70×10m./d.虽然火炬放空气量有所减少,但因受天然气回收技术条件的限制,温米油田火炬放空气长年燃烧,目前正常放空量约20000m/d.为了这一问题,2006年针对温米油田火炬放空气的工艺参数和流程特点,组织相关技术力量,利用国内领先技术,对放空火炬气回收技术难点进行研究.1回收工艺流程研究1.1现状1.1.1主要现状参数火炬气压力:0.001～0.01MPa;火炬气温度:一5～50oC;放空气量:0～1,000,000m./d正常放空量约20000m/d;原料气压力:0.17—0.27MPa
4、;原料气增压后压力:2.9MPa.1.1.2主要现状流程(图1)联合站放空图1放空火炬系统现状流程图1.2主要回收工艺流程从现状参数可以看出,正常状况下放空火炬气流量小,压力低,如果直接增压到2.9MPa后进入脱水系统,压缩机设备费用和运行费用都相当高,回收并不经济.因此,该项目将火炬气回收后,依托已有的增压系统进行回收处理,其主要流程如图2.收稿日期:2009—02—18作者简介:蔡永春(1972一),工程师;1994年毕业于石油大学(华东)工业分析专业,现从事地面工程管理工作.91新疆石油天然气2009拄爆
5、破片图2火炬放空气回收工艺流程图在图2中,螺杆压缩机,水封罐,出口分离器,爆破片为主要新增设备容器.1.3流程简述正常运行工况下,火炬气经回收管路进入压缩机增压,将天然气由0.001—0.008MPa提高到0.22～0.27MPa,再经分离器分离后进入轻烃原料气系统.螺杆压缩机出口分离器设有安全阀,其放散气仍然返回到火炬回收管路.同时,增压后的管路中设有止回阀,防止原料气压力升高时对螺杆压缩机正常运行的影响.火炬放空气回收后,火炬筒内放空气会减少,有时可能没有放空气,火炬简内的正压状况会改变,因此有可能发生空气
6、倒吸回火现象.为此,在火炬放空气系统中增加水封罐.事故运行工况下,放空气量增大和放空管压力升高,回收压缩机全速运行回收部分放空气,同时部分气体突破水封罐水封,自动点火系统检测水封后气体流量,点火燃烧.2主要回收技术研究2.1压缩机自动变频技术针对温米油田的火炬气中含有一定的重组分,在压缩过程中有重烃析出,气相和液相有一定变化和现场条件的限制,同时放空气的压力并不十分稳92去火炬筒定,所以我们选用了螺杆压缩机.当火炬气总管压力低时,若压缩机不进行调速,功效低费电,当火炬气总管压力高时,若压缩机不进行调速,火炬气将
7、突破水封罐水封,火炬气不能充分回收.同时由于火炬气总管压力,气量的不稳定,造成压缩机入口压力的不稳定和压缩机处理量的波动,以及对压缩机出口压力的稳定都将造成影响.为了充分回收火炬气,节能省电以及平稳控制压缩机进,出口压力,我们对压缩机采用了变频驱动技术.压缩机采用变频驱动技术后,当火炬总管压力大于8kPa时,压缩机全速运行,充分回收放空气;当火炬总管压力小于1kPa时,压缩机低速运行,节能省电.通过对压缩机机进,出口压力,机组各运行参数信号同火炬总管压力,水封高度,水封后流量信号的自动控制,实现压缩机的流量控制
8、算法,并将控制动作信号传送到变频器,以此平稳控制压缩机进,出口压力和火炬总管压力.2.2自动控制技术为减少劳动操作强度和目前温米油田的自动化控制水平一致,我们采用了中国船舶重工集团公司第7l1研究所为温米油田火炬气回收系统研制的自动化控制系统,其设置SIEMENS分布式现场第5卷第2期蔡永春等:温米油田火炬放空气回收技术的研究与应用总线控制系统(FCS)一套,包括两套SIEMENSPL
