李榮朵 李金宇 張林 趙福全（華北油田公司第四采油廠）

新型大罐抽氣裝置在采油廠的應用

李榮朵 李金宇 張林 趙福全（華北油田公司第四采油廠）

根 據 2010年 節(jié) 能 監(jiān) 測 站 的 檢 測 ， 華 北 油 田 某 采 油 廠 4個 聯 合 站 油 罐 日 揮 發(fā) 天 然 氣 量達 6000m3以上，這 不 但 損 失 油 氣資源，而 且 污 染 環(huán) 境 ， 同時還存 在 很 大 安 全 隱 患。自 2010年 12月 起 ， 分 別 在 4個 聯 合 站 各 安 裝 1套 DZHA新 型 油 罐 揮 發(fā) 氣 在 線 自 動 回 收 裝 置 （以 下 簡 稱 新 型 大罐抽氣裝置）。投產至今，收到顯著的經濟效益和社會效益。

大罐抽氣裝置 不可再生資源回收 節(jié)能 環(huán)保

采用大罐抽氣裝置對油罐揮發(fā)氣進行回收，是目前國內外油田回收油罐揮發(fā)氣的最有效手段。油罐揮發(fā)氣的氣量是不穩(wěn)定的，它不但與原油中的天然氣含量有關，也與油罐的溫度、進出油作業(yè)和生產工況有關。因此，大罐抽氣裝置必須采用自動控制，工作必須安全可靠。油罐的生產過程必須采用密 閉 流 程 。 華 北 油 田 應 用 DZH-A 型 大 罐 抽 氣 裝置，采用獨特的控制技術和控制模塊，自動適應油罐的揮發(fā)氣量的變化，裝置的啟動、停止、補氣、故障報警完全自動化，在國內處于領先水平；經在采油四廠聯合站上使用，達到設計要求，通過使用驗收。

1 工作原理

大罐揮發(fā)氣經來氣管線輸送到壓縮機房現場，先經過氣液分離將大罐揮發(fā)氣中的液體（主要成分是輕質油和冷凝水）分離出來，氣體進入壓縮機，經過壓縮提供輸送動力，被輸入到聯合站的天然氣管線。在分離器內，分離出的液體積累到一定液位高度后，自動發(fā)出報警信號，提示操作者排液；當液位達到限制高度時，報警停機，防止液體進入壓縮機。壓縮機采用兩級壓縮，級間設有一套小型液體分離器，用以分離一級壓縮產生的液體 （圖1）。

大罐抽氣過程是一個連續(xù)不斷的工作過程，從油罐來的氣體、氣流量和壓力是變化不定的，生產條件、氣候條件、季節(jié)變化、晝夜變化都會對其產生影響。控制系統(tǒng)必須具有對這些變化進行自適應的功能，必須保證壓縮機在氣量不穩(wěn)定的條件下平穩(wěn)連續(xù)運轉、安全可靠地工作；同時又要保證壓縮機不頻繁啟停。這是大罐抽氣裝置應該具備的最基本品質。

圖1 裝置主要工藝流程

為了檢測到來氣量的大小，在壓縮機的入口安裝微差壓變送器，將來氣壓力信號連續(xù)轉換成4～20mA電 流 信 號 ， 給 可 編 程 控 制 器 PLC，PLC 經 過控制運算輸出控制信號給變頻器，變頻器拖動壓縮機運轉，將大罐來氣吸入壓縮機并送入天然氣管網。

來氣壓力和氣量大小發(fā)生變化時，壓力變送器輸出的電流信號大小也隨著變化，經過大罐抽氣專用的控制數學模型計算，PLC輸出相應的控制信號實時控制變頻器，使壓縮機的轉速總是與大罐的來氣量相匹配。實現完全自動控制的抽氣過程。

低壓或負壓狀態(tài)的自動補氣功能是大罐抽氣裝置必不可少的工藝環(huán)節(jié)。因為負壓狀態(tài)空氣會進入油罐，在油罐內形成爆炸性混合氣體，這種氣體嚴禁被抽入壓縮機和輸送到天然氣管線。低壓補氣功能還可保證大罐不受負壓作用而被吸憋變形。這種負壓來自生產過程、天氣影響和密閉流程。

該裝置的控制系統(tǒng)流程見圖2。

圖2 控制系統(tǒng)流程

2 使用情況

在大罐抽氣裝置投用時，對各油罐的檢尺孔、透光孔、泡沫液入口都進行了密封處理，增大了機械呼吸閥、液壓安全閥的動作值，這樣既保證了油罐進輸油的安全運行，同時也增大了抽氣裝置的抽氣量。為了確保抽氣裝置的正常高效工作，對抽氣裝置進行了一些改進。例如隨裝置來的排液泵是離心泵，在排分液罐中的凝析油時極易氣化、排不出液，從而造成進口分液器液位升高，一旦大量液體進入抽氣壓縮機則會造成設備損壞，于是更換了排液 泵 （QY15－5），現在 排 液 泵 工 作 正 常 。 又 如 風冷器，在去年剛入冬時就不能正常工作(天冷風冷器的“毛細管”易堵，從而造成出口超壓停機)，于是設計了風冷器旁通流程，這樣冬季就可以“甩開”風冷器，而夏季再投用風冷器，確保氣出口流量計的正常工作。

DZH-A 型大罐抽氣裝置，由于采用自適應全自動控制系統(tǒng)，減輕員工的工作強度，避免事故的發(fā) 生 。 最 小 抽 氣 量 可 達 到 200m3/d， 最 大 抽 氣 量 可達 到 10000m3/d， 裝 置 的 主 要 能 耗 是 電 力 損 耗 。 根據計算和實際計量，回收 1m3天然氣，損耗電量約6.5W。

3 經濟效益

1）投 資 ： 某 采 油 廠 4座天然氣回收 裝 置 總 投資約為600萬元。

2）產 量 ：4 座 站 回 收 天 然 氣 量 約 為 5668m3/d；4 座站的天 然 氣 回 收 裝置回收 輕 質 油 200kg/d。

3）產值 ： 按華 北 油田公 司 2009 年 原 油 2611.88元/t， 天 然 氣 0.872 元/m3， 電 0.72 元/kWh， 水 4.00元/m3測 算 ，4 座 站 建 設 儲 罐 天 然 氣 回 收 裝 置 后， 可回 收 天 然 氣 、 輕 油 總 價 值 約 為 199.47 萬 元/a， 平 均每個 站 一 年 可 以回收價 值 約 為 49.86 萬 元 。

4 投資與產出效率分析

每 站 的 人 工 成 本 為 20 萬 元/a， 電 力 費 用 和 維 修成 本 為 6 萬 元/a。 每 站 一 年 實 際 創(chuàng) 效 益 23.87 萬 元 ，約 6.28 年收回投 資 。

如果考慮到 回 收 氣 中 含 有 豐 富的 C3組 分 ， 回收的揮發(fā)氣經過站內已有天然氣處理裝置處理，能回收液化氣，實際經濟效益將更加可觀，投資回收期將更短。

5 結語

大罐抽氣裝置是一項成熟的技術，具有工藝流程簡單、操作維護方便、安全保護系統(tǒng)完善等特點。既創(chuàng)造了經濟效益，還有很高的社會效益。

1）節(jié)能降耗?；厥樟四壳氨焕速M的不可再生資源，且回收氣中含有豐富的C3以上的組分，效益可觀。

2）提高了儲油罐的安全防火性能，既保護了環(huán)境，又消除了罐區(qū)的不安全因素。

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.012.011

2012-07-12）

李榮朵，工程師，1981年畢業(yè)于華北石油學校，主要從事油田節(jié)能新技術應用與管理，E-mail：cy4_lrd@petrochina.com.cn，地址：河北省廊坊市萬莊采油四廠設備管理中心，065000。