高寒地區(qū)集氣站降溫集輸方法研究及應(yīng)用

王志杰?劉家銘?胡建港

摘要：隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，如何進(jìn)一步提升高寒地區(qū)集氣站相關(guān)運(yùn)行的安全性，是工作人員需要考慮的問(wèn)題。在保證天然氣平穩(wěn)輸氣的基礎(chǔ)上降低設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量、熱損失，降低水泵、加熱爐等設(shè)備的電量、天然氣消耗，并且積極探索輸氣設(shè)備低溫運(yùn)行方法。開(kāi)展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)實(shí)施降溫集輸模式能夠節(jié)約不必要的電量和氣消耗，產(chǎn)生顯著的效果。

關(guān)鍵詞：高寒地區(qū)；集氣站；降溫集輸方法；應(yīng)用措施

高寒地區(qū)在冬天氣溫較低的條件下，全天候運(yùn)行的真空爐采暖泵會(huì)讓設(shè)備運(yùn)行期間設(shè)備可能出現(xiàn)故障，而且井口伴熱真空加熱爐出口溫度和入口溫度分別在65℃和50℃左右，其會(huì)造成較大的熱損失，因?yàn)闅鉁刈兓黠@，從而讓真空爐頻率相對(duì)較高，進(jìn)站伴熱在分離器的作用下，三甘醇出口溫度超過(guò)20℃，還會(huì)導(dǎo)致能源消耗量逐漸增加[1]。

一、冬季輸氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)研究

氣井來(lái)氣需要通過(guò)輸氣管然后過(guò)度到集氣站中，在真加爐加熱之后過(guò)渡到分離器中，然后經(jīng)過(guò)三甘醇脫水裝置的天然氣按照計(jì)量外輸。為了能夠讓冬季天輸氣管線不出現(xiàn)凍堵的現(xiàn)象，還要利用真加熱爐、伴熱泵將水加熱到規(guī)定的溫度之后實(shí)施循環(huán)伴熱。要想保證冬季天然氣輸氣管在正常運(yùn)行環(huán)境下不堵住，則需要發(fā)揮出伴熱離心泵、真空加熱爐、三甘醇脫水裝置的作用。

首先，真空加熱爐是利用加熱讓爐筒內(nèi)蒸餾水實(shí)現(xiàn)汽化，汽化之后的水蒸氣和天然氣盤(pán)管換熱，水蒸氣放熱之后凝結(jié)成水滴重力效果下回落到爐筒內(nèi)部，這種反復(fù)的循環(huán)能夠?qū)ΡP(pán)管內(nèi)天然氣介質(zhì)進(jìn)行加熱處理[2]。

其次為離心泵，葉輪在快速轉(zhuǎn)動(dòng)期間，也會(huì)讓介質(zhì)快速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的介質(zhì)通過(guò)離心力作用會(huì)從葉輪中飛出，拋出泵內(nèi)水。葉輪中心部分則成為真空區(qū)，不斷吸收液體、不斷給予其能量，從而排出液體，離心泵就是通過(guò)這種方式來(lái)工作。

最后，三甘醇脫水裝置中的溶液和天然氣在吸收塔內(nèi)接觸、融合，讓天然氣中的飽和水得到吸收，達(dá)到外輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)要求。吸收水分的三甘醇會(huì)進(jìn)入到重沸器中，在高溫、常壓作用下讓水分蒸發(fā)，從而達(dá)到再生循環(huán)的目的。

二、降溫集輸運(yùn)行模式研究

為了能夠保證冬季天然氣輸氣平穩(wěn)性，并且降低水泵、加熱爐設(shè)備的電量和天然氣消耗，現(xiàn)對(duì)輸氣設(shè)備低溫運(yùn)行模式加以研究，并開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

首先，降低氣井伴熱溫度，冬季進(jìn)入到低溫期之后，在保證回水溫度的基礎(chǔ)上，還要能夠?qū)夤芫€伴熱真空爐出口溫度從65℃調(diào)整到40℃，實(shí)驗(yàn)之前天然氣用氣量真空爐進(jìn)口、出口溫度；氣井井口溫度、天然氣用氣量分別為49℃、66℃、18℃、2300m3/d；在實(shí)驗(yàn)之后相關(guān)指標(biāo)分別為31℃、41℃、12℃、以及1600m3/d。

其次，是降低外輸氣溫度，在對(duì)外輸溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)之后發(fā)現(xiàn)，調(diào)整真空爐上下限溫度，并且將設(shè)定溫度從上限的95℃調(diào)整為下限的85攝氏度，將下限的85℃調(diào)整為75℃。在節(jié)流之前需要保證氣體不產(chǎn)生任何水合物，并將外輸氣溫從之前的20℃降低到15℃。

最后為實(shí)施間歇伴熱降溫輸氣，進(jìn)入春季、初冬之后天氣開(kāi)始變暖，縮短采暖泵、加熱爐運(yùn)行時(shí)間，措施包括首先降低真空爐運(yùn)行時(shí)間，在每天8到18點(diǎn)停爐檢查，并且還要記錄室外溫度、采暖爐溫度，停爐之后提升巡檢次數(shù)，避免伴熱管線出現(xiàn)凍堵現(xiàn)象；其次，降低采暖泵實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，前期運(yùn)行可以開(kāi)始2小時(shí)、停止1小時(shí)[3]。運(yùn)行一段時(shí)間之后可以減少采暖泵運(yùn)行時(shí)間，直到停泵。在停泵時(shí)還要能夠?qū)Σ膳贸鏊⒒厮约笆彝鉁囟燃右杂涗沎4]。

三、實(shí)施效果探究

集氣站降溫集輸運(yùn)行模式在開(kāi)展期間未出現(xiàn)任何因?yàn)闀r(shí)間參數(shù)調(diào)整、運(yùn)行溫度調(diào)整而誘發(fā)的輸氣管線路凍賭現(xiàn)象。利用降溫集輸模式產(chǎn)生顯著的效果，還能夠降低不必要的電量、氣耗。

在不同操作參數(shù)中，溫度將會(huì)對(duì)三甘醇損失產(chǎn)生較大的影響，吸收塔溫度需要控制在15到40℃之間，當(dāng)溫度超過(guò)48℃后，三甘醇蒸發(fā)損失將就會(huì)增加，降溫輸氣進(jìn)入塔收溫度則在15℃左右，能夠滿足吸收塔相關(guān)溫度標(biāo)準(zhǔn)，還要能夠降低出塔干氣露點(diǎn)，保證天然氣在入塔之前溫度滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[5]。

四、結(jié)語(yǔ)

把伴熱離心泵、真空爐、三甘醇脫水裝置運(yùn)行參數(shù)加以匹配之后，就能夠探索出滿足要求的降溫輸氣狀態(tài)方案，還能夠讓冬季天然氣輸氣管不出現(xiàn)凍堵現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)正常外輸。結(jié)合冬季氣溫出現(xiàn)的變化來(lái)對(duì)伴熱離心泵、真空爐、三甘醇脫水裝置輸氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)加以調(diào)整，是吸納天然氣平穩(wěn)輸氣的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]周遠(yuǎn)祥.油田地面降溫集輸技術(shù)應(yīng)用與效益評(píng)價(jià)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2012，01：153-155.

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[3]聶紅培，高見(jiàn)，邢二濤.海拉爾油田降溫集輸試驗(yàn)效果分析[J].石油石化節(jié)能，2013，02：8-10.

[4]孫勝林，王冰峰，王剛，牛牧.海拉爾油田單井流程工藝降溫集輸試驗(yàn)[J].油氣田地面工程，2013，08：60-61.

[5]林雪輝.淺析降溫集輸現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果[J].化學(xué)工程與裝備，2015，06：100-102.