板一聯合站大罐抽氣工藝優化研究

朱艷

摘要：板一聯合站現有大罐抽氣工藝具有節能降耗、安全環保的優點，由于設備設施達到設計年限，部分設備腐蝕較嚴重，給安全生產及生態環境帶來隱患。為實現該工藝“節能”、“降耗”、“高效”運行，本文結合運行潛力，從新增安全保護措施實施雙重保護、推進數字化管理降低人員勞動強度、優化設備選型節約運行成本、新建空冷系統節約資源四方面進一步提高工藝適應性水平，實現提質增效的目的，適宜在其余聯合站推廣應用該技術，保障油田持續穩健發展。

關鍵詞：大罐抽氣;節能;降耗;數字化;安全環保

板一聯合站始建于1978 年，占地面積約為14.5×10m，隸屬大港油田公司第四采油廠（灘海開發公司），主要擔負著所屬板橋、塘沽、長蘆、白水頭等油田的油、氣、水的處理、儲存和外輸、卸油任務，具有油氣分離、原油脫水、原油穩定、污水處理、天然氣脫水、大罐抽氣、原油儲存及原油外輸、卸油等功能，是一座綜合性集中處理站。

板一聯合站1999年采用大罐抽氣工藝，抽氣設計規模為4×10Nm/d，該工藝主要是將原油儲罐中揮發出的輕烴成分進行收集、壓縮，再輸送到天然氣站處理，達到節約能源、實現原油密閉集輸的目的。抽氣工藝運行20年來，累計回收揮發氣1512×10m，實現經濟效益2268萬元，“提質、降本、增效”效果顯著。

1抽氣工藝運行潛力分析

1.1大罐抽氣裝置安全運行僅由水封罐定壓，可增加輔助保護功能

大罐抽氣裝置設計最高工作壓力500Pa，僅有水封罐一處保護措施，水封罐一旦出現問題失去安全保護作用時，大罐抽氣裝置將無法正常工作，安全保護功能還有提升空間，其余油田多數安裝雙重安全保障系統。

1.2 壓縮機在氣量不穩情況下頻繁啟停，自適應功能可進一步提高

使用“大罐抽氣裝置”的油田多數采用自動化技術控制壓縮機啟停，而板一聯大罐抽氣工藝：（1）員工觀察氣囊鼓起高度而頻繁啟動壓縮機，巡檢2小時一次，存在啟機時間誤差，增加員工勞動強度;（2）補氣系統手動調節閥調壓，可將壓力由0.12MPa降至350-450Pa，但不能穩壓，造成壓縮機進口壓力波動大，不能平穩運行，影響壓縮機性能，僅2017年就維修6次，維修費15萬元;（3）壓縮機平均日抽氣4小時，因冬季大漲坨來液（1650m3/d）揮發氣量較多，為保證來氣壓力穩定，實施24小時補氣連續抽氣，增加運行成本4.6萬元。

1.3 往復式壓縮機結構復雜易損件多，壓縮機類型可進一步優選

往復式壓縮機屬于活塞式壓縮機，主要適用于中小排量、中壓、高壓或超高壓條件，適合低壓不低于0.3MPa的場合。在目前出口僅為0.12MPa情況下運行，好比大馬拉小車，不但機型自身優勢無法正常發揮，反而存在易氣體液化，易引起液擊的高風險高隱患。

1.4 工藝設備使用年限超時，部分設備腐蝕嚴重

大罐抽氣工藝運行至今長達19年，依據TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術監察規程》中“7.1.7 達到設計使用年限使用的壓力容器（未規定設計使用年限，但是使用超過20年的壓力容器視為達到設計使用年限）”，水封罐、分離器已達到設計使用年限，結構老化腐蝕，基礎、抽氣管道腐蝕變形嚴重，存在較為嚴重的安全隱患。

2 優化調改技術措施

2.1 新增2#、4#罐頂微壓呼吸閥，提升安全保護性能

當系統超壓，水封罐放空不及時或者不能解決時，在抽氣管道設置微壓呼吸閥（呼入壓力295Pa，呼出壓力500Pa），當壓力超過500Pa時向外打開進行排氣，在壓力低于295Pa時，向內打開進行吸氣，從而確保大罐儲存壓力295-500Pa，與水封罐雙重保護大罐抽氣裝置。

2.2 新上PLC自控系統控制壓縮機運行頻率，推進數字化管理

完善PLC自控系統，數字化控制壓縮機運行頻率。罐頂抽氣管道設置微壓差變送器，當壓力升至350-450Pa時，自動啟動壓縮機，變頻運行，使壓力維持在400Pa。

若氣量下降，當壓力降至350Pa，啟動低報警，并聯鎖自動補氣閥開啟;壓力繼續降低至295Pa時，啟動低低報警，停運壓縮機;若氣量增大超出壓縮機設計輸送能力，當壓力升至500Pa時，啟動高報警，聯鎖打開大罐微壓呼吸閥;壓力繼續升至1765Pa時，啟動高高報警，停運壓縮機，并聯鎖打開大罐呼吸閥。

2.3 優選螺桿式壓縮機，優化抽氣工藝

螺桿式壓縮機適用于低入口壓力（或負壓）、高壓縮比，但出口壓力不能過高。根據《油田油氣集輸設計規范》GB50350-2015 4.4.1條?氣量較小、進氣壓力為微正壓或者負壓、排氣壓力不高時，可選用螺桿式壓縮機。5.5.4條?抽氣壓縮機宜選用螺桿式壓縮機。

2.4 更新達到設計年限壓力容器，提高本質安全

更新達到設計年限的水封罐、入口分離器、出口三相分離器，提高了設備設施的本質安全，滿足安全生產的需要。根據最大運行氣量、液量、壓力等參數，并配套相關管道、閥門，具體規格參數如下表所示：

3 結語

板一聯大罐抽氣工藝經優化調改后，數字化管理可達到節能降耗的目的，降低員工勞動強度;雙重安全保障系統，確保系統安全平穩運行;采用空冷系統減少能源浪費，節約水資源。升級后的工藝即達到環保要求，消除安全隱患，又具有節能降耗、提質增效的優點，適宜在其余聯合站推廣應用該技術，保障油田持續穩健發展。

參考文獻：

[1] 庫慶偉，李繼述.原油密閉輸送工藝技術研究[J].油氣田地面工程，1998，17（01）：13.

[2] 陳劉楊.大罐抽氣裝置在塔河油田三號聯合站的應用[J].長江大學學報（自然科學版）2011，8（05）：86.

[3] 秦琴.活動式大罐抽氣裝置在首站的應用[J].通用機械，2005（04）：69.