丘東輕烴火炬回收系統存在問題研究與對策

摘 要：本文主要針對丘東輕烴天然氣處理裝置火炬回收系統存在問題進行分析研究，制定和實施了對火炬回收系統存在問題進行整改的方案，同時保證了火炬回收系統安全平穩的運行，提高了經濟效益和社會效益。

關鍵詞：火炬 現狀 回收 效益

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（b）-0094-01

吐哈油田丘東采油廠天然氣處理裝置火炬放空系統建于1999年，2005年丘東第二套天然氣處理裝置建成投產，放空系統并入已建放空系統。丘東天然氣處理裝置放空火炬系統由高壓和低壓放空兩部分組成，高壓放空氣和低壓放空氣由不同口徑的管線輸至火炬分液罐，在火炬分液罐匯合后再進入火炬密封罐，然后至火炬筒放空。在2005年9月之前，火炬系統只承擔著丘東第一天然氣處理廠的放空，在2005年9月丘東第二天然氣處理廠投產以后，火炬系統承擔著兩個天然氣處理裝置的放空。第一天然氣處理廠的放空氣分為高壓放空氣和低壓放空氣，第二天然氣處理廠放空為高壓放空氣，放空管線與第一天然氣處理廠高壓放空管線相連后去放空火炬系統。在保證天然氣處理裝置安全平穩的運行前提下，為消滅放空火炬，有效減少資源的浪費，2007年丘東二廠建設一套放空氣回收裝置，當年5月1#火炬回收壓縮機投運，2012年增建2#火炬回收壓縮機，并于8月投運，實現開一備一。

1 火炬回收壓縮機結構及工藝

螺桿壓縮機具有兩個旋轉轉子（陽轉子與陰轉子）裝在氣缸體內，支于進排氣座的軸承上。軸承和轉子體之間有軸封裝置，防止軸承的潤滑油漏入氣缸和氣缸內氣體向外泄漏。陰陽轉子在吸氣端外側均有同步齒輪，保證螺桿齒型間持有正常的工作間隙。同步齒輪的速比與螺桿轉子齒數比相等。在每根轉子上還設有止推軸承，用來承受由吸入和排出壓力差所產生的軸向推力。

陰陽轉子之間、轉子外圓與氣缸體之間以及轉子端面與氣缸端面之間均保持極小的間隙，工作時互不接觸，不會摩擦也不需要潤滑。為了獲得轉子之間的間隙最小值，減小熱膨脹對間隙的影響，氣缸內腔噴入適量的水控制氣體的出口溫度，使原本絕熱過程基本趨于等溫壓縮過程，并有效地提高容積效率和絕熱效率，從而減少功耗及降低噪音。

丘東二廠現有兩臺火炬回收壓縮機工藝如下：工藝氣經吸氣膨脹節進入壓縮機氣缸腔內，經壓縮后，在一定壓力和溫度下從氣缸內排出，流經排氣止回閥，進入氣液分離罐然后排入工藝氣管網。氣液分離罐主要為了減少氣體脈動和氣液分離，液體經過過濾和冷卻，循環使用。液位不足，可通過入口自動補液閥進行補液；液位太高時，多余液體通過自動排液閥組自動排液，排出的液體用戶可回收再利用。兩臺機組采用的工藝存在以下區別。

1.1 壓縮后氣體采用的工藝不同

1#機噴淋水進入壓縮機氣缸腔內，與壓縮氣體一起排出，直接進入到氣液分離罐，進行氣液分離，液相經水冷卻器冷卻后進入機組循環利用。2#機壓縮后氣體先經空冷器冷卻后，再進入氣液分離罐進行氣液分離，兩者相比較，2#機出口壓縮氣先冷卻，再分離，氣體攜帶的液相較少，同時排氣溫度較低，系統液量損失少。

1.2 冷卻系統不同

1#火炬回收壓縮機潤滑油和分離器分離出的液相均采用循環水冷卻，由于循環水含雜質較多，多次造成油冷卻器和水冷卻器堵塞，換熱效果差，機組夏季運行排溫高，需停機清洗。而2#火炬回收壓縮機潤滑油和壓縮后氣體采用空冷器冷卻。

2 系統存在的問題

冬季運行時，兩機組開一備一。1#機組停運，可以通過排凈機體、油冷卻器、水冷卻器、機體內液體的方法，防止機組出現凍堵。但由于排空時間長，加之冬季氣溫太低，會造成冷卻水管線凍堵，造成機組啟機困難。另外，因為冬季冷卻水管線閥門關閉不嚴或出現內漏，也會出現機體、機組油冷卻器、水冷卻器凍堵凍裂的風險，將導致機組將無法運行。

2#火炬回收壓縮機空冷方式，管束細且多，如果冬季長時間出現原料氣壓縮機故障停機造成火炬放空或2#火炬回收壓縮機停運，因為出口氣帶有大量液體，停機后空冷器殘液無法徹底排放，將導致機組空冷器管束、機體及相關管線凍堵凍裂風險。若出現凍堵損壞，一旦1#機組出現故障停機，2#機組將無法投入運行，會造成火炬大量天然氣放空損失，同時，由于水質比較硬，冷卻水管線電磁閥容易結垢，導致控制失靈。

3 解決方案

針對上述兩套機組存在的工藝差別，充分利用2#機組現有工藝，對1#火炬回收壓縮機提出工藝優化方案。

改造后工藝流程為：將1#火炬回收壓縮機出口管線與2#火炬回收壓縮機出口空冷器入口管線相連，在1#火炬回收壓縮機進分離器入口增加手閥進行隔絕，1#火炬回收壓縮機出口壓縮氣進入2#火炬回收壓縮機出口空冷器冷卻，冷卻后的氣體進2#火炬回收壓縮機氣液分離器進行氣液兩相分離，氣相進工藝氣管網，2#火炬回收壓縮機氣液分離器排液管線與1#火炬回收壓縮機噴液管線相連。液相經分離器排液管線進1#火炬回收壓縮機噴液管線。

4 結論

通過對火炬回收系統的工藝改造，不僅大大減少了冷卻水用量，而且降低了冬季機組故障停機后出現凍堵的可能性，以及由于水質問題導致的管線結垢，電磁閥控制失靈問題，提高了火炬回收壓縮機的運行可靠性，減少了因故障停機造成的天然氣放空，減少了資源浪費，提高了經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]壓縮機在火炬氣回收系統的選型淺析[J].壓縮機技術.