1工艺方案
火炬气系统压力低,气,液利用自压回收时压力不足,易与空气接触,容易形成爆炸极限及回火危险,且存在气量不稳,物性组成复杂,多变等因素,是设计中需要综合考虑的因素。通过综合分析,*终选择采用变频内冷螺杆压缩机增压技术,并配套先进的自动化控制措施圆满解决了这些难点。
1.1工艺流程简述
来放空气0.01~0.02MPa,经过滤器除去较粗杂质后进入螺杆压缩机增压到0.3MPa以上,70℃;然后进入干式空冷器冷却至40~50℃,进入气液分离器进行气液分离。气相一部分去加热炉做燃料气,一部分进40×104 Nm3 /d处理装置压缩机预分离器入口进行再回收。气液分离器气相出口设有回流阀组,压缩机机组采用变频调节,转速根据来气压力和流量自动控制。
保证螺杆压缩机的转速和排量在正常工况范围内,并保持压缩机入口管段处于微正压状态,使水封罐内水不倒流入放空总管,流程框图如图1所示。
1.2关键设备选用
火炬气回收核心设备是压缩机,压缩机的正确选择是直接关系到项目的投资大小,生产效率,及运行成本。目前,国内油田常用的压缩机有往复式压缩机和离心式压缩机,螺杆压缩机使用较少;国外还增加使用了液环式压缩机和轴流式压缩机。以下对国内三种压缩机做性能比较:从表1可以看出,螺杆压缩机在其适用的的领域内具备明显的优势,尤其是在小排量,大压缩比及入口介质含液,杂质的场合,其效率,投资,运行,维护的优势是其它类型压缩机不可比拟的。即使存在含硫工况,也只是将压缩机气缸,阴,阳转子等内件选用抗硫材料即可。本项目采用双螺杆压缩机,实现气液同吸,避免了入口设大型气柜或洗涤罐等设备,采用内冷(水)解决排气温度高,噪音大等问题。
1.3自动化控制方面
本项目仪表控制系统采用PLC控制系统,并与处理站已建DCS系统通过RS485接口进行通讯,实现统一管理,实时调配,放空火炬区水封罐设置自动补水管路,并为火炬凝液泵设置自动停泵设施,保证火炬气优先为螺杆压缩机抽吸的同时避免空气进入回收气系统。水封罐液位控制与压缩机入口压力检测实行连锁,保证了系统运行的可靠。压缩机及空冷器均通过变频器控制,根据压缩机排气量,排气温度,分离器液位而自行调整叶轮转速。
2新技术的应用
本项目采用了较多新技术,新应用,归纳起来有以下几点:(1)双螺杆压缩机技术,压缩机及空冷器均采用变频技术控制排量,温度;(2)压缩机内部自动补充冷却水技术;(3)压缩机回流气技术,提高了生产安全性;(4)气液分离器冷却液回流技术,节省了冷却水耗量,降低了运行成本;(5)水封罐自动补水技术,提高了生产安全系数;(6)火炬凝液泵自动停泵技术,既保证生产安全可靠性又方便操作;(7)埋地污油罐压油气技术在火炬气回收项目中的新应用,保证了回收放空气的同时回收了放空系统的污液;
3结语
本项目投产成功后,轮南联合处理站每天回收天然气约4×104 Nm3,回收天然气凝液约20m3,经济效益,环保效益明显。本项目对国内陆上油田回收放空气提供了一个较好素材,可以加以推广运用,其经济效益,环保效益,社会效益十分巨大。
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