論水套爐的參數優化及自耗氣降低技術

【摘 要】在當前社會經濟高速發展的過程中，天然氣已經成為推動社會全面發展的重要動力，在天然氣運輸的過程中，有一個環節就是需要對整個輸氣管道進行有效的降壓，防治管道在運行的過程中出現堵塞。由于目前的操作水平還不高，為了降低水合物，一般來說，水套爐的溫度是較高的，要高于水合物的，進而提升了水套爐的自耗氣。下面本篇文章將對水套爐進行分析，構建相應的模型，結合該模型，對相應的水套爐進行計算和分析，進而在不同的季節如何處理該技術難題。

【關鍵詞】燃氣運輸；水套爐；技術；參數優化

在當前的油田燃氣運輸系統中，運輸設備運用的最為廣泛的就是水套加熱爐，在該系統中，其工藝流程的核心作用就是降低在天然氣的運輸過程中的能量，進而為了防止在運輸過程中形成水合物，進而造成管道堵塞。相對于傳統的套管加熱器來說，該設備有其自身的特殊形式，主要由兩個部分組成，一個是蒸汽管線，另一個是蒸汽鍋爐，在常規的壓力下，需要對管線進行加熱，這樣的裝置有利于控制和運行操作，同時運行也更為安全。伴隨著社會對油氣資源的大量需求，油田的開發也更加深入，水套爐的用量非常的多，其耗氣量的多少在很大程度上直接決定著整個油氣運輸的經濟效益和節能降耗的目標的實現。所以，必須采取多找方式多種措施盡量降低水套爐最后的耗氣量。在水套爐的運行中，之所以會造成如此之大的耗氣量，一方面是結構不合理所造成的，另一方面也是在操作的過程中水平不高造成的，為了有效的預防水合物在運行中形成，水套爐在設計出口時，要將溫度設計的更低，這樣在運行的過程中就能有效的降低一些熱量，進而達到提升水套爐的自然耗氣量。

本篇文章將重點探討怎樣實現水套爐的優化，降低其溫度，進而達到最后的降低水套爐耗氣量的目標，最后達到節約資源，降低運輸成本，優化整個運輸系統的經濟效益和社會效益。

1.水套爐出口溫度的優化原理

在目前的天然氣運輸系統中，大部分的比較集中，并且其運輸系統的組合形式是多樣的，使用的最為廣泛的有兩種，一種是枝狀管網；另一種是放射狀網，當前使用的基本都是由這兩種網狀組合而成的。在運行的燃氣系統中，其綜合流程基本上都是統一的，一些特殊情況除外，比如：以一個地區的燃氣管網為例，采取的是一種常溫狀態下，分離多口井幾種氣流的這么一種形式，其主要步驟是首先井口來氣，然后對水套爐進行加熱，達到升溫的目標，其次再進入節流閥，在這一裝置內實現降壓，最后通過氣液分離器進行處理，實現需要的氣液分離狀態，相關的液進入處理設備當中，處理好的氣體進行外輸。在每一個井口來氣以后，都首先進入水套爐的加熱升溫裝置中，然后在一個步驟一個步驟的進行處理。在這種高低壓的分別疏松流程中，從而解決了氣和液的合理外輸目的，使得產氣量也增加了，這些措施有很大的推廣意義。

水套爐出口溫度選取主要是考慮一下兩方面：（1）水套爐流經水套爐流體和自耗氣量出口的溫度之差是成正比的，所以說，在保證入口溫度不變的情況下，通常情況下，都希望將水套爐的出口溫度采取多種舉措進行降低，進而降低水套爐在運行過程中的自然耗氣量，提升整個天然氣運輸系統的社會效益和經濟效益。（2）但是，如果說水套爐的出口溫度過低，流體在流經該設備時，因其溫度達不到，進而會形成一種叫做水合物的東西，而一旦在運行過程中產生水合物，就會造成該系統不能正常的運行，帶來一些不必要的麻煩，因此，在通常情況下，都會講水套爐的出口溫度控制在一定的范圍之內，反之運行的過程中形成水合物，進而避免而整個系統的運行造成必要的損失。因此，必須對水套爐的出口溫度做出優化，以保障系統的正常運行，以最小的自耗氣量實現系統的良好運行，提升其運行的安全性和提升企業的經濟效益。

2.如何構建優化數學模型

由于在氣體的運輸過程中，會產生節流溫效應。所以，在流經節流閥的過程中，壓力會降低，氣體的自身溫度也會降低，在這個過程中，有可能已經進入了水合物的壓力以及溫度范圍之內，也就是說，有生成水合物的可能性，所以說，在這整個流程中，水合物的出現環節基本上就是出現在節流閥的出口位置。因此，如何實現水套爐出口溫度的優化，直接決定著在系統運行中是否會產生水合物，也會關系到運行的自耗氣量。

3.水套爐的效益分析和運行方案

在剛開始開采或者已經開始開采一段時間時，由于整個氣的綜合量十分巨大，井口的壓力也十分的高，井口壓力的節流幅度也非常大，這樣就容易造成其溫度呈現出直線降低，所以，必須采取科學有效的方法進行水套爐加熱節流，而其應用最為常見的方法有兩種，一種是集氣站，另一種是井口，進而保證整個天然氣的正常開采。伴隨著整個開采進程不斷的推進，井口的壓力也會逐漸降低，但是，降低的幅度一般不會太大，在這種情況下，是否還需要繼續打開水套爐，以及以什么樣的方式打開水套爐，對于控制好生產成本，提升企業的經濟效益具有重要價值。在通過一些調研之后得出，相關的開采基本上是采用的是集氣站水套爐的生產參數為參考依據，構建一種特殊的數學模型，進而制定出有針對性的水套爐開設方案和方法。

4.總結

綜上所述，上文重點對當前水套爐在運行過程中耗氣量大的原因進行了簡要分析，將天然氣的節流過程中、水合物的生成條件、水套爐的加熱情況等三者進行了結合，構建了一套有針對性和可操作性的水套爐開放方案，在此基礎之上分析了如何優化出口的溫度。通過計算后，得出了一套較為實用的水套爐開啟方法，利用這種先進方法，能有效的降低水套爐在運行過程中的自耗氣量，同時也降低了分離器在操作時的溫度，進而達到提升運輸效率、降低管網等目標，對保障整個運輸系統的正常運行具有重要意義。

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