浅析集气站放空天然气回收技术

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　　摘  要：结合天然气的实际情况，应当以能源节约和环境保护作为目的，开展集气罩放空天然气回收作用，提出气田节能和环境保护的新思路。该文分析了天然气放空的情况，提出几点天然气放空回收的技术，实现资源回收利用，实现节能减排的目标。
　　关键词：集气站;放空天然气;回收技术;引射技术;节能减排
　　中图分类号：TE991      文献标志码：A
　　在天然气输送和加工的过程中，存在泄漏损失和放空损失的情况。油气田开采作业中，天然气放空是必然的，采取火炬点燃的方式，虽然可以降低环境污染程度，但是却造成资源浪费。因此，集气站放空天然气的回收利用是现阶段重要的任务。
　　1 集气站放空天然气放空的情况和特点
　　1.1 集气站天然气放空的原因
　　天然气开采中，生产的压力非常高，在寒冷的天气中，其形成的水合物会造成气闸阀和管道的堵塞，采取放空措施可以解除堵塞问题。站内阀门和设备中存在内漏的情况，必然会造成天然气微露的问题，应当采取相应的处理措施，象点燃方式等。管线输送和维修工作中，对管线中的天然气采取放空措施。
　　1.2 集气站放空天然气的特点
　　第一，瞬时流量大。集气站放空天然气最大的瞬时流量可以达到2 000 Nm3/h。第二，气体含液量大，并且携带凝析油和甲醇等物质，需要对其进行完全吸收，在回收中需要进行气液分离措施。在集气站放空天然气中主要分成高、中、低3个不同的等级，放空管需要涂刷红漆。目前，高压压力通常在4.5 MPa以上，中压通常在3.72 MPa左右，低压集中在0.3 MPa以下。
　　2 集气站放空天然气的回收利用技术
　　2.1 天然气发电
　　在油气田开采作业中，天然气发电技术是一项发展成熟的技术，是回收利用放空天然气的有效技术，同时天然气发电中的电力具有灵活的供电方式，也可以采取并网发电和单独供电。在供电的过程中，根据其负荷的不同，设置针对容量的机组，满足油气田部分用电，有效利用放空天然气，有效降低油气田生产成本，此项技术通常在油田中使用。
　　2.2 CNG装卸技术
　　气田天然气开采中，需要根据生产特点和井场条件，在保证良好道路交通情况的基础上，借助CNG装卸技术实现天然气的回收。在对放空天然气进行回收之后，利用相应的增压措施，充装到相应的CNG罐车中，运输到相应的卸气站，继而输入相应的集气管线，有效对放空天然气进行回收利用。在CNG充装环节，需要做好脱水和增压措施，通过天然气脱水措施，保证其达到CNG运输标准，借助压缩机将其增压到标准压力，传输到相应的拖车上。在脱水装置中，主要有前置脱水和后置脱水2种方式。CNG技术中，采用分合撬的方式整合各项设备，设备之间有着密切和独立的关系，满足设备工艺要求，结合其不同需求对设备进行拆分、组合和调换，完成放空天然气的回收和利用。
　　2.3 天然气引射技术
　　此项技术根据流体力学原理，在流体通过喷嘴状结构时，进行高速喷射，喷口位置则会出现低压区域，将附近的流体吸入高速喷射的流体内。天然气引射技术主要包括高压气入口、低压气入口、喷嘴、混合腔和扩压断5个部分。在天然气引射技术的利用中，天然气经过喷嘴位置，混合腔内出现低压，将低压天然气吸入并且混合，形成高速流动的混合气流，在扩压断进行升压之后传输。在实际的利用过程中，应当根据引射器的低压区域，实现放空管线和低压区域的有效连接，在天然气放空环节中，需要关闭上游闸阀，打开引射流程中的阀门，在压力下降到一定水平之后，需要将引射流程的闸阀关闭，对管线开展放空措施。同时引射器的尺寸比较小，加工非常的简单，生产成本比较少，对放空天然气进行有效回收，减少天然气对周围环境的污染，促进经济、环境和社会的可持续发展。
　　3 集气站放空天然气回收系统的工艺设计
　　3.1 筛选回收工艺
　　通过相应的对比和分析，采取电能消耗小、压缩比较高、流程比较简答的压缩机，进行放空天然气的回收。
　　3.2 选择取气点位置
　　在放空天然气回收的过程中，需要对放空天然气采取增压措施，因此需要将气体采取预处理措施，根据现阶段的工艺，分液罐选取之后进行放空天然气进行回收。双筒式闪蒸分液罐能够有效减少放空天然中的游离水含量，减少气体流速控制不合理导致游离水进入放空火炬的隐患。分液罐的设计尺寸主要是Φ1400×5770，满足分离气体的工艺设计要求。在分液罐和放空火炬之间安装相应的阻火器，两个系统之间可以随时的切换，保证集气站放空系统更加正常的运行。高中压放空天然气需要通过分液罐进入火炬中，在此点位置接入相应的回收系统，保证放空天然气最大程度的回收。
　　3.3 选取回注点位置
　　在高压系统中，进站阀组区压力通常在8 MPa以上，并且对进站生产单井产生影响，回注点不适应在此位置。低压系统中，集气站中低压系统通常利用分水包进行气体收集。此项设备的直径是600 mm，高度在2 930 mm，最大的工作压力是0.3 MPa。在集气站中瞬间放空量比较大，对分气包的容积有着非常大的要求，也不适合作为回注点。在中压系统中，主要分布各种类型的生产和计算分离器，是集气站生产的核心内容，其中任意设备和环节，都会影响到整个集气站的生产。在计量分离器设计的过程中，接入八口气井，将没有使用的流程当做备用方案。根据多数集气站的实际情况，在外输管道上选择预留阀门作为最佳的回注点。
　　3.4 选取回收核心设备
　　在放空天然气中含有少量的液体，根据相应的压缩比和排气范围，对往复式压缩机、离心式压缩机、螺杆压缩机等进行对比和分析，分析其优势和适用范围，选择相应的压缩机。
　　3.5 回收系统工艺路线
　　第一，放空天然气通过分离罐上部的管路进入相应的回收设备，放空天然气进入增压机之后，依次进行一级、二级和三级进行压缩，将压力增加到4.0 MPa。经过压缩之后的气体含液量非常小，可以满足外输要求，能够直接輸入相应的外输管线。在压缩的过程中，将分离出的液体通过向的泵打入分离罐的下部液箱中。将原有的火炬流程保留，并且在分液罐的上部管路中安装相应的截断阀和破裂膜片，以作备用。如果放空天然气的体量比较大，回收装置难以及时处理，或者在设备维护和检修的过程中，采取原来流程进行放空。在回收的过程中，通过站内的监控室对回收设备的各项参数进行监督，也可以采取远程操作的方式，对其流程进行控制。
　　3.6 采取有效的风险控制措施
　　天然气是一种易燃易爆的气体，与空气混合之后，如果温度达到550℃就会出现燃烧。天然气爆炸的范围比较小，浓度达到5%～15%就会出现爆炸，因此，需要做好回收系统的风险防控措施。首先，需要做好空气混入管道控制工作。根据放空天然气的量对设备进行选择，满足放空天然气的需求。在回收系统工作中，需要将分离罐相连接的火炬关系关闭，将放空天然气设置在正常值。同时需要做好放空天然气泄漏的控制工作，避免火炬出现回火的情况。在系统中保留其阻火器装置，避免回收作业中低压系统放空，在放空火炬中安装有自动点火装置，需要使用阻火器有效控制回火现象发生。在分液罐的出口位置安装相应的破裂膜片，有效避免回火情况发生，同时防止回收系统超压出现无法放空的情况。
　　4 结语
　　天然气作为重要的清洁能源，在生产的过程中需要进行天然气放空措施，造成能源的浪费。为了满足节能、环保的目的，借助有效的天然气回收技术，完成放空天然气的有效回收和利用，提高天然气的利用效率，实现节能减排的目标。
　　参考文献
　　[1]张丰足，王静，李超.放空天然气回收利用方法探讨[J].辽宁化工，2013，42（2）：154-155.
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