儲(chǔ)氣庫(kù)地面工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

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摘要：伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)于能源需求量也在與日俱增，但是在具體是的使用上還是更加著重于對(duì)清潔能源的開(kāi)發(fā)和利用，尤其是對(duì)于天然氣而言本身就屬于清潔能源，其中地下儲(chǔ)氣庫(kù)作為長(zhǎng)距離運(yùn)輸中的起點(diǎn)，其作用在于對(duì)下游用戶用氣進(jìn)行調(diào)鋒。此外關(guān)于儲(chǔ)氣庫(kù)地面建設(shè)也極其重要，為了實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的目標(biāo)，就需要對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整相關(guān)參數(shù)。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)氣庫(kù)；地面工程設(shè)計(jì)；節(jié)能技術(shù)

引言

通常而言，天然氣地下儲(chǔ)氣通常都是通過(guò)對(duì)廢棄的油氣藏進(jìn)行一定的改造和優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)資源充分利用，還有一部分是對(duì)現(xiàn)有自然資源比如水層和巖石洞進(jìn)行改造和擴(kuò)建，形成地下儲(chǔ)氣庫(kù)。后者從工藝的角度而言建設(shè)難度相對(duì)比較低，但由于地層溫度相對(duì)比較高考慮到邊水因素，需要在做好脫水處理才能輸入到入氣管網(wǎng)。因此采用節(jié)能技術(shù)，首先就需要對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行優(yōu)化。

1儲(chǔ)氣庫(kù)地面工程概述

按照客觀條件以及地理環(huán)境的不同處儲(chǔ)氣庫(kù)可以分為，枯竭型氣田、含水層以及巖洞等等，主要特點(diǎn)就在于利用和改建枯竭氣田，具有經(jīng)濟(jì)成本低可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。但是也必須要具備良好的封閉條件以及密閉性，儲(chǔ)氣不容易散溢具備較高的安全性，此外在客觀條件上也需要具備較多的采氣井可供選擇使用，周圍還需要具備完善的天然氣地面集輸以及水電等諸多附屬設(shè)施，因此建設(shè)周期比較短市場(chǎng)運(yùn)行把握大風(fēng)險(xiǎn)小。此外在氣田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中還必須要詳細(xì)掌握其內(nèi)部多種形態(tài)的翔實(shí)資料，以便于為下一步行動(dòng)的開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，此外還需注意枯竭型氣田也具備很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，那就是在后期需墊底氣少有效減少成本支出。到目前為止，通過(guò)油氣藏改建的地下儲(chǔ)氣庫(kù)占據(jù)了當(dāng)前所有類型的3/4以上。

2儲(chǔ)氣庫(kù)地面工藝

通常而言，注氣工藝在整個(gè)流程中并不是很復(fù)雜，大多數(shù)情況下氣源在經(jīng)過(guò)相應(yīng)的裝置進(jìn)行處理后注入進(jìn)口儲(chǔ)存。但是在實(shí)際操作過(guò)程中還需要考慮諸多客觀因素的發(fā)生，并且也需要采取對(duì)應(yīng)的措施。比如底層溫度并不低，因此在儲(chǔ)氣庫(kù)在采出氣要進(jìn)行脫水脫烴，只有在經(jīng)歷了這個(gè)步驟達(dá)成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)入到輸氣管網(wǎng)，因此這就是地面工程建設(shè)中最為核心的就是脫水脫烴。在經(jīng)過(guò)輸送管線進(jìn)入集注站后，通過(guò)一系列工序后進(jìn)站冷卻，然后進(jìn)入烴水露點(diǎn)控制裝置。

3流程優(yōu)化設(shè)計(jì)

地面工程的流程完善目的主要是為了保障整個(gè)工程安全有效的運(yùn)作，在展開(kāi)建設(shè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還需要考慮到脫水脫烴的工藝需求，為了保障工作安全有序開(kāi)展，物料分析與平衡、熱平衡等幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的同時(shí)也能夠保質(zhì)保量地完成工作要求，由此可見(jiàn)，這兩部分內(nèi)容也是當(dāng)前節(jié)能技術(shù)開(kāi)展的主體部分，起到了關(guān)鍵性的作用。雖然采出水主要是在于因?yàn)榈搅擞吞锊捎秃笃?，隨著產(chǎn)油量的降低不得不使用注水法，以此提高采油率但是這種情況的伴生也與地理環(huán)境有著莫大關(guān)系，由此可以得出結(jié)論地面工藝是不能夠取消、減少。至于緩釋劑由于存在特性也同樣不能取消，但是可以優(yōu)化后出入到相應(yīng)的位置。關(guān)于污水的處理可以通過(guò)優(yōu)化工藝以此降低排放量，通過(guò)一定的工藝手段處理之后，也可以達(dá)到回收的目的。最后關(guān)于放空天然氣可以分為以下幾個(gè)步驟，首先脫硫裝置泄壓其中有一部分在經(jīng)過(guò)回收以后也可以實(shí)現(xiàn)再利用，由于乙二醇散蒸氣為連續(xù)穩(wěn)定的排放因此也可以加以利用；最后事故放空為非連續(xù)性所以不可回收利用。此外對(duì)于某些無(wú)效流量可以直接選擇取消就行了。但是由于工程建設(shè)完成以后，在實(shí)際運(yùn)行與設(shè)計(jì)上總是存在某些差距，因此某些無(wú)效流量也只能夠在實(shí)際工作當(dāng)中逐步進(jìn)行優(yōu)化，比如關(guān)于乙二醇的循環(huán)量等等。因此在此過(guò)程中就可以發(fā)現(xiàn)采出水、甲醇、雜質(zhì)等都是屬于無(wú)效流量。但由于采出水與地理環(huán)境有著密不可分的聯(lián)系，因此在實(shí)際操作過(guò)程中還需要根據(jù)選址。在熱平衡方面，由于在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中有些過(guò)程是需要放出熱量，但是也有一些是需要不斷吸收熱量，因此就需要對(duì)裝置的熱量進(jìn)行分析和平衡。其目的就在于合理回收，也需要根據(jù)實(shí)際需要不斷優(yōu)化換熱流程。比如從某個(gè)角度來(lái)看進(jìn)站天然氣的冷卻是極為典型的放熱過(guò)程，在某種程度上也可以看到可以進(jìn)行熱交換，但由于在溫度上存在較大的差異，此外由于冷卻的過(guò)程中所需要釋放的熱量巨大，顯然是無(wú)法滿足節(jié)能增效的要求，因此在大多數(shù)情況下都是采用空氣冷卻不僅成本低，同時(shí)也是最為適用簡(jiǎn)易的方法。此外根據(jù)對(duì)比等多方面的實(shí)際情況，以此確定哪些熱量和冷量可以進(jìn)行回收，比如天然氣預(yù)冷可以同乙二醇富液預(yù)熱進(jìn)行換熱，不僅達(dá)到了目的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)對(duì)冷量對(duì)回收。

4參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1規(guī)模與溫度的優(yōu)化

通過(guò)有效的注氣采氣規(guī)?？刂颇軌蛴行?shí)現(xiàn)能源的消耗，在一定程度上也降低了經(jīng)濟(jì)成本實(shí)現(xiàn)了對(duì)能源的節(jié)約使用。但是從儲(chǔ)氣庫(kù)的采集規(guī)模首先是要清晰的了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)構(gòu)造，掌握相關(guān)數(shù)據(jù)并加以詳細(xì)分析其安全性，其次才是市場(chǎng)需求量的大小。因此采用科學(xué)合理的建設(shè)，不僅直接關(guān)系到投資的合理性問(wèn)題，也直接關(guān)乎后期實(shí)際運(yùn)行效率和對(duì)能源消耗的高低。由于儲(chǔ)氣庫(kù)是長(zhǎng)距離氣管道的配套工程，在規(guī)模方面還需要按照季節(jié)上的因素進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，當(dāng)然也不排除由于特殊情況進(jìn)行應(yīng)急調(diào)峰活動(dòng)。但也必須要注意到堅(jiān)持均勻開(kāi)采和注入為首要原則，適當(dāng)?shù)目刂埔?guī)模，并且還需要關(guān)注上限通常而言大多數(shù)都是在設(shè)計(jì)規(guī)模的120%。在烴露點(diǎn)方面，不能夠低于輸送環(huán)境溫度至少也需要達(dá)到5攝氏度，但是在具體操作過(guò)程中為了達(dá)到節(jié)能，因此還是需要選擇在2攝氏度以上。

4.2注氣壓縮機(jī)優(yōu)化

由于壓縮機(jī)入口在排量和溫度上都會(huì)影響到整體的實(shí)際操作效果，并且也會(huì)對(duì)人員消耗量的高低帶來(lái)明顯的作用，因此也需要結(jié)合本地區(qū)的實(shí)際情況比如地理環(huán)境等等，加強(qiáng)在節(jié)能方面的控制。由于入口壓力與增壓所消耗的功率并不是成正比例，因此在實(shí)際操作過(guò)程中，還需要尤其注重壓力的控制。在具體排壓的過(guò)程中，還需要采用科學(xué)合理的方式控制最終效果，對(duì)此就需要對(duì)相關(guān)參數(shù)不斷優(yōu)化，采用多機(jī)組小排量的方法運(yùn)行，有利于減少機(jī)械設(shè)備的損耗，同時(shí)也提高了機(jī)組工作效率。

4.3空冷器優(yōu)化

對(duì)于空冷器參數(shù)控制的因素由熱負(fù)荷、介質(zhì)等，但是縱觀這些因素，絕大多數(shù)都是受到工藝程度以及出氣條件制約，在很大程度上難以進(jìn)行調(diào)整。卻可以在出口和設(shè)計(jì)溫度上進(jìn)行小幅度調(diào)控，以此實(shí)現(xiàn)提高效率降低能源消耗。在實(shí)際操作過(guò)程中當(dāng)進(jìn)站后溫度相對(duì)比較高，因此就需要進(jìn)行冷卻。而在另一方面為了盡量降低后續(xù)制冷所帶來(lái)的消耗，就有必要降低壓差。通常進(jìn)站冷空氣與生產(chǎn)分離器氣相出口都要兩者緊密安裝在一起，優(yōu)點(diǎn)就在于可以進(jìn)一步降低負(fù)荷避免產(chǎn)生更多的能耗，此外在實(shí)際的調(diào)控過(guò)程中同樣會(huì)帶來(lái)消極影響比如烴水露點(diǎn)問(wèn)題。假如進(jìn)站溫度過(guò)高就會(huì)導(dǎo)致空氣器在冷卻后冷凝水會(huì)逐漸增多，當(dāng)達(dá)到一定量的時(shí)候就會(huì)對(duì)下游管道造成一定的影響，對(duì)此為了避免出現(xiàn)這種情況的發(fā)生，就可以設(shè)置分離器。假如底層采出冷凝水量較少，也不會(huì)對(duì)相關(guān)設(shè)備明顯的影響，那么其位置的安裝可以設(shè)置于生產(chǎn)分離器氣相入口。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，到現(xiàn)階段為止，儲(chǔ)氣庫(kù)地面項(xiàng)目設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，就需要格外注意物料分析與平衡、熱平衡的優(yōu)化問(wèn)題。除此以外還需要采取措施對(duì)規(guī)模、溫度等諸多部分的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，也可以通過(guò)對(duì)換熱器和低溫分離器進(jìn)行優(yōu)化，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]李鳳華,劉德緒,曹學(xué)文,邊江.儲(chǔ)氣庫(kù)地面脫水系統(tǒng)用能優(yōu)化研究[J].當(dāng)代化工,2017,46(02):311-315.

[2]文雯.文96儲(chǔ)氣庫(kù)注采站地面工藝能效評(píng)價(jià)技術(shù)研究[D].西南石油大學(xué),2015.

作者:陳光 單位:大慶油田設(shè)計(jì)院有限公司