周 夏 伊

（中國(guó)石油大學(xué)（北京） 機(jī)械與儲(chǔ)運(yùn)工程學(xué)院，北京 102249）

減少油田火炬氣措施和方法研究

周 夏 伊

（中國(guó)石油大學(xué)（北京） 機(jī)械與儲(chǔ)運(yùn)工程學(xué)院，北京 102249）

為了改善環(huán)境，增加天然氣輸量，同時(shí)獲得較大經(jīng)濟(jì)利益，本文主要研究在油田生產(chǎn)運(yùn)行中能夠有效減少火炬氣的方法。主要包含以下四個(gè)方面：升級(jí)調(diào)整地面設(shè)備設(shè)施，改進(jìn)操作及維修過程，制定培訓(xùn)與宣傳方案，增強(qiáng)與下游產(chǎn)業(yè)的合作關(guān)系，并針對(duì)每個(gè)方面都介紹了一些主要措施。如果能夠切實(shí)落實(shí)以上四個(gè)方面的相關(guān)措施，油田火炬氣量將會(huì)顯著減少。

火炬氣；環(huán)保；優(yōu)化運(yùn)行；改造工程

石油生產(chǎn)公司一直面對(duì)著一個(gè)難題：沒有足夠先進(jìn)的設(shè)備設(shè)施來處理火炬氣。在過去的幾十年中，為了滿足不斷增加的全球能源需求，各油田的石油產(chǎn)量顯著增長(zhǎng)。同時(shí)，伴生天然氣的產(chǎn)量也隨之增加，很多已經(jīng)超過了油田原有的氣體處理及輸出能力。當(dāng)伴生天然氣處理設(shè)施不足以滿足相應(yīng)氣體產(chǎn)量時(shí)，油田的地面處理能力卻擴(kuò)張了很多倍，這導(dǎo)致大量氣體被火炬燃燒掉，產(chǎn)生大量經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)還造成了惡劣的環(huán)境影響，增加了安全隱患[1]。

1 減少火炬氣措施和方法

火炬氣的來源主要有幾個(gè)方面：一是因?yàn)樘烊粴馓幚碓O(shè)施不足，而不得不把多余氣體燃燒掉；二是由于所產(chǎn)天然氣質(zhì)量達(dá)不到外輸要求而必須燃燒排放；三是由于設(shè)備設(shè)施出現(xiàn)故障時(shí)，必須排放的放空氣體；四是油田正常運(yùn)營(yíng)時(shí)產(chǎn)生的氣體，比如兩相分離器、三相分離器、原穩(wěn)氣以及天然氣處理裝置的低壓濕氣或干氣[2]等。

為了熄滅火炬，國(guó)內(nèi)研究重點(diǎn)在火炬氣回收系統(tǒng)上，主要分為燃料型和原料型[3-7]，即把回收后的火炬氣作為燃料或者原料使用。本文另辟蹊徑，分別從設(shè)備、操作、維修、管理和溝通方面介紹減少火炬氣的方法和措施[8]，不僅能從根本上截?cái)鄟碓矗苡行Ф糁坪笃诨鹁鏆獾漠a(chǎn)生。具體措施如下：

（1）升級(jí)和調(diào)整地面設(shè)備、設(shè)施

（2）改進(jìn)操作及維修過程

（3）制定培訓(xùn)與宣傳方案

（4）增強(qiáng)與下游產(chǎn)業(yè)的合作關(guān)系

2 升級(jí)和調(diào)整地面設(shè)備、設(shè)施

2.1 為冷凝泵安裝旁通管

冷凝泵通常會(huì)導(dǎo)致燃燒。由于重力作用，為高壓冷凝泵安裝旁通管可減少冷凝水的排放，并在很大程度上減少火炬的數(shù)量。

2.2 管線聯(lián)通

之前，當(dāng)下游煉廠關(guān)閉的時(shí)候，從壓縮機(jī)出來的天然氣將會(huì)被燃燒掉。如果用十字交叉管線把壓縮機(jī)出口管線連接在一起。使氣體可以在不同出口管線之間流通，這既可以增加油氣的輸出量，又能減少氣體燃燒。

2.3 為冷凝脫水系統(tǒng)安裝旁通管

為冷凝過濾器安裝旁通管，可以靈活地控制由凝析液產(chǎn)生的靜水壓力，并減低其轉(zhuǎn)相溫度。這樣就不必再把凝析油轉(zhuǎn)移到潮濕的油箱中，減少凝析油的殘留和損耗。

2.4 調(diào)整冷凝泵的轉(zhuǎn)速

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)凝析油的產(chǎn)量，調(diào)整冷凝泵的轉(zhuǎn)速，使冷凝泵在適宜的條件下運(yùn)作。這既能增加凝析油的輸出量，又能節(jié)約能量，減少冷凝裝置的氣體燃燒量。

2.5 啟動(dòng)冷凝制冷系統(tǒng)

冷凝制冷系統(tǒng)的啟用可提高出口天然氣和凝析油的質(zhì)量，以降低燃燒量。它在穩(wěn)定凝析油的同時(shí)，還能改進(jìn)原油加工裝置的操作過程。

2.6 凝析液回收管

為了方便回收所有的冷凝油到儲(chǔ)罐，可以在壓氣機(jī)之間安裝凝析油回收管。當(dāng)冷凝混油處理設(shè)施出現(xiàn)故障時(shí)，凝析油可以被回收，從而極大地減少了冷凝裝置的氣體燃燒。

2.7 安裝冷凝分離器

集氣管線較長(zhǎng)的油田，可在途中設(shè)置冷凝分離器用以回收冷凝液，將冷凝液回收到冷凝回收箱中。這樣，不僅可以提高出口氣體的數(shù)量和質(zhì)量，還可以減少氣體的燃燒。

2.8 安裝液體段塞捕集分離器

液體段塞捕集分離器可以回收運(yùn)輸管線中的冷凝液，提高輸出氣體的質(zhì)量，并使回收的冷凝液再循環(huán)，用以進(jìn)一步的處理和加工。該設(shè)備可有效地減少冷凝液的負(fù)荷量以及氣體的燃燒。

2.9 氣體的回注

為了進(jìn)一步地回收天然氣，可安裝回注設(shè)備。當(dāng)下游單元無(wú)法使用或者出現(xiàn)故障時(shí)，它能維持原油和天然氣的生產(chǎn)。

2.10 設(shè)置中心增壓站

設(shè)置中心增壓站，是為了有足夠的靈活性來處理來自各種儲(chǔ)層的氣體并使其從壓氣機(jī)中分離出來。其運(yùn)行的目的，是為了提供氣體壓縮能力。主要內(nèi)容包括低壓氣體壓縮機(jī)組，高壓氣體壓縮機(jī)組，富氣露點(diǎn)系統(tǒng)，冷凝液穩(wěn)定和分離系統(tǒng)，與壓縮機(jī)組交叉連接的天然氣和凝析油脫水系統(tǒng)以及冷凝水過濾和存儲(chǔ)系統(tǒng)。

2.11 增加氣體儲(chǔ)存設(shè)備

增設(shè)天然氣儲(chǔ)存設(shè)備，可以把多余的氣體存儲(chǔ)起來，而不是把它輸送到火炬中燃燒掉。當(dāng)系統(tǒng)中氣體容量不足時(shí)，可以把存儲(chǔ)設(shè)備中的氣體回注到系統(tǒng)中，保證系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行，增加系統(tǒng)的靈活性和可靠性。

2.12 其他

除了以上措施以外，還有逐步更換老化設(shè)備，增設(shè)氣體脫硫裝置，增加輔助運(yùn)輸管線等方法，可以有效地減少火炬氣的燃燒。

3 操作及維修的改進(jìn)

3.1 改進(jìn)操作實(shí)踐

氣體燃燒的不利影響眾所周知，所以需要我們自覺地改善操作實(shí)踐、輔助操作和再分配問題，以便更好地監(jiān)督實(shí)際操作過程。應(yīng)為每個(gè)設(shè)備都配備設(shè)備工程師，并對(duì)其業(yè)績(jī)進(jìn)行密切監(jiān)控和技術(shù)分析，主要關(guān)注氣體燃燒量等內(nèi)容。

為提高經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)，可實(shí)施以下措施：

（1）采用持續(xù)的評(píng)估，不斷跟蹤評(píng)估結(jié)果，并針對(duì)最新結(jié)果制定改進(jìn)管理和操作的措施。

（2）組建團(tuán)隊(duì)協(xié)助、設(shè)備管理和領(lǐng)導(dǎo)監(jiān)控的重要績(jī)效跟蹤系統(tǒng)。

（3）對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行定期審查，使改進(jìn)范圍更有針對(duì)性。

3.2 使天然氣和凝析油的輸出量最大化

天然氣和凝析油的燃燒不僅由于設(shè)備處理能力的限制，有時(shí)還因?yàn)樘烊粴夂湍鲇偷馁|(zhì)量太差或不合規(guī)格。天然氣中的凝析液和凝析液中的水是導(dǎo)致低排量的主要原因，同時(shí)也會(huì)影響氣體質(zhì)量，使設(shè)備中更多的氣體被燃燒掉。努力提高設(shè)備的效率和性能，并對(duì)脫水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，不僅能減少氣體的燃燒，還能提高輸出天然氣和凝析油的質(zhì)量。

可以實(shí)施的操作有：

（1）采用在線氣體分析器實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)氣體水露點(diǎn)。

（2）定期檢測(cè)天然氣和凝析油的露點(diǎn)和含水量，以確保輸出氣體質(zhì)量。

（3）提高出口氣體的溫度和壓力，以提高出口氣體質(zhì)量。

3.3 減少安全隱患

為減少安全隱患，應(yīng)采用完整性管理體系，并邀請(qǐng)各有關(guān)部門對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢查，以減少應(yīng)安全事故而產(chǎn)生的火炬氣量。為堅(jiān)持安全與環(huán)境政策，可在設(shè)備上采用相關(guān)儀器記錄其負(fù)荷量。

3.4 天然氣和凝析油管線的清管作業(yè)

運(yùn)輸管線的清管工作應(yīng)按照日程表逐步進(jìn)行，這有助于提高出口氣體的質(zhì)量，從而減少氣體燃燒量，同時(shí)還能提高天然氣的輸出量。各運(yùn)輸管線應(yīng)進(jìn)行智能清管，舊管線需逐步替換。此外，為了能夠精確地測(cè)量到管線各關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)輸送酸性氣體管線進(jìn)行定期清管尤為重要。

3.5 備用工作能力

為了使生產(chǎn)作業(yè)維持在計(jì)劃水平，關(guān)鍵設(shè)備的備用品可以有效地縮短計(jì)劃外的關(guān)、停機(jī)時(shí)間。因此，為了避免產(chǎn)品損失和氣體燃燒，可實(shí)施以下措施：

（1）關(guān)鍵設(shè)備的備用品盡量保證 100%的利用率。

（2）生產(chǎn)過程所需的消耗品必須及時(shí)訂購(gòu)。

（3）為了確保備用品的快速提供，可直接與關(guān)鍵設(shè)備的供應(yīng)商聯(lián)系。

3.6 定期檢測(cè)設(shè)備

所有設(shè)備必須進(jìn)行定期的檢查和維修，應(yīng)盡量遵守2年一小檢，4年一大檢的檢測(cè)計(jì)劃，儲(chǔ)罐的維修計(jì)劃也同樣如此。為了進(jìn)一步加強(qiáng)定期檢查制度以及設(shè)備的可靠性，可進(jìn)行以下操作：

（1）為了提高設(shè)備的可靠性和可用性，應(yīng)準(zhǔn)確詳細(xì)地記錄車間定期維修時(shí)間。

（2）通過不斷改進(jìn)維修技術(shù)來提高設(shè)備的可維護(hù)性。

（3）采購(gòu)備用汽輪機(jī)和壓縮機(jī)，以減少壓縮設(shè)備的停機(jī)時(shí)間。

（4）采取例會(huì)制度，密切監(jiān)控壓縮機(jī)性能，以提高其運(yùn)行的可靠性。

4 制定培訓(xùn)和宣傳方案

減少火炬氣計(jì)劃的實(shí)施，離不開全體員工的參與和努力，特別是操作人員。對(duì)于操作和維修人員，可為其指定一系列的培訓(xùn)和宣傳方案。

（1）分別為每個(gè)崗位的操作人員制定專門的培訓(xùn)方案。

（2）為了確保工作效率，員工必須達(dá)到要求的熟練度。

（3）對(duì)所有操作人員進(jìn)行各種培訓(xùn)，如在職培訓(xùn)、特殊培訓(xùn)和 HSE 培訓(xùn)等。

5 增強(qiáng)與下游產(chǎn)業(yè)的合作關(guān)系

由于很多油田天然氣儲(chǔ)存設(shè)備的容量都較小，不能滿足長(zhǎng)期存儲(chǔ)的要求。所以，為了確保正常生產(chǎn)，應(yīng)加強(qiáng)與下游產(chǎn)業(yè)的協(xié)同合作關(guān)系，以確保產(chǎn)出氣體和油品的正常輸出，減少應(yīng)協(xié)調(diào)不當(dāng)而產(chǎn)生的商品積聚。為確保與下游單位的有效協(xié)調(diào)，可建立一個(gè)督導(dǎo)委員會(huì)和交流系統(tǒng)，密切監(jiān)控與下游的合作關(guān)系。

6 結(jié) 論

本文分別從設(shè)備、操作、維修、管理和溝通方面介紹了減少油田火炬氣的方法和措施。地面設(shè)備設(shè)施的升級(jí)和調(diào)整可以從工藝方面減少生產(chǎn)運(yùn)行中產(chǎn)生的火炬氣；操作及維修過程的改進(jìn)能夠降低實(shí)際操作和維修時(shí)產(chǎn)生的火炬氣量；培訓(xùn)與宣傳方案的制定可以增強(qiáng)員工的安全環(huán)保意識(shí)，有效地預(yù)防事故的產(chǎn)生。與下游產(chǎn)業(yè)的合作關(guān)系可以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。以上四個(gè)方面的相關(guān)措施，能使火炬氣量顯著減少，周邊環(huán)境得到極大改善，氣體輸出量明顯增加，同時(shí)還能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益。

［1］ HUA Chuanlun, CHEN Qun, WU Long. Reduction of Waste Gas Emissions in Energy and Petrochemical Industries in China[C]. Proceedings of the 3rd International Conference on Environmental Technology and Knowledge Transfer, 2010.

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賽維 LDK百億多晶硅項(xiàng)目復(fù)活攻堅(jiān)戰(zhàn)打響

作為滿負(fù)荷可產(chǎn)多晶硅 1.5 萬(wàn)噸/年的超大型單體硅料項(xiàng)目，馬洪硅料廠曾為賽維 LDK 立下汗馬功勞，但其累計(jì)約 120億元的巨額投入也曾是導(dǎo)致賽維LDK資金鏈斷裂的關(guān)鍵所在。

停產(chǎn)逾兩年后，對(duì)馬洪硅料廠進(jìn)行冷氫化改造(降低生產(chǎn)成本)并令其復(fù)產(chǎn)，成為賽維 LDK 提振資本市場(chǎng)信心，實(shí)現(xiàn)正向現(xiàn)金流的布局之一，更為關(guān)鍵的是，這一布局飽含著賽維 LDK 堅(jiān)定看好太陽(yáng)能級(jí)多晶硅市場(chǎng)的深意。一位業(yè)界人士向《證券日?qǐng)?bào)》記者表示，兩年多來一直處于停產(chǎn)狀態(tài)的馬洪硅料廠，產(chǎn)生了不菲的折舊費(fèi)用，這嚴(yán)重拖累了賽維 LDK 的業(yè)績(jī)。而隨之復(fù)產(chǎn)，部分折舊費(fèi)用便可被多晶硅產(chǎn)量攤銷。此外，“通過冷氫化改造，馬洪硅料廠生產(chǎn)多晶硅的現(xiàn)金成本，可由采取熱氫化工藝時(shí)的 140 元/公斤左右降低至 126 元/公斤左右。相較目前硅料約 160 元/公斤的市場(chǎng)銷售價(jià)格，其具備實(shí)現(xiàn)正向現(xiàn)金流的條件?！?/p>

Research on Measures and Methods to Reduce Flare Gas in Oil Fields

ZHOU Xia-yi
（ China University of Petroleum, Beijing 102249，China）

In order to improve the environment, increase the amount of natural gas transmission, and get economic interests, the method to effectively reduce flare gas during the operation of oil field was studied. This method included the following four aspects: upgrading and adjusting ground equipments and facilities, improvement of operation and maintenance, formulating training and publicity programs, strengthening partnerships with downstream industries. Then the major measures for each aspect were discussed.

Flare gas; Environmental protection; Optimizing operation; Modification work

TE 992.1

： A文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 1671-0460（2014）07-1370-03

2014-05-22

周夏伊，女，重慶人，碩士，2012 年進(jìn)入中國(guó)石油大學(xué)（北京）機(jī)械與儲(chǔ)運(yùn)工程學(xué)院就讀，研究方向：長(zhǎng)輸管道規(guī)劃設(shè)計(jì)。E-mail：zhouxiayi426@163.com。