周 夏 伊

（中國石油大學(xué)（北京） 機械與儲運工程學(xué)院，北京 102249）

減少油田火炬氣措施和方法研究

周 夏 伊

（中國石油大學(xué)（北京） 機械與儲運工程學(xué)院，北京 102249）

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

火炬氣；環(huán)保；優(yōu)化運行；改造工程

石油生產(chǎn)公司一直面對著一個難題：沒有足夠先進的設(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。同時，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，油田的地面處理能力卻擴張了很多倍，這導(dǎo)致大量氣體被火炬燃燒掉，產(chǎn)生大量經(jīng)濟損失的同時還造成了惡劣的環(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方面：一是因為天然氣處理設(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，必須排放的放空氣體；四是油田正常運營時產(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，國內(nèi)研究重點在火炬氣回收系統(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]，不僅能從根本上截斷來源，更能有效遏制后期火炬氣的產(chǎn)生。具體措施如下：

（1）升級和調(diào)整地面設(shè)備、設(shè)施

（2）改進操作及維修過程

（3）制定培訓(xùn)與宣傳方案

（4）增強與下游產(chǎn)業(yè)的合作關(guān)系

2 升級和調(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)閉的時候，從壓縮機出來的天然氣將會被燃燒掉。如果用十字交叉管線把壓縮機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，還能改進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罐，可以在壓氣機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，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)，用以進一步的處理和加工。該設(shè)備可有效地減少冷凝液的負荷量以及氣體的燃燒。

2.9 氣體的回注

為了進一步地回收天然氣，可安裝回注設(shè)備。當(dāng)下游單元無法使用或者出現(xiàn)故障時，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層的氣體并使其從壓氣機中分離出來。其運行的目的，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組，高壓氣體壓縮機組，富氣露點系統(tǒng)，冷凝液穩(wěn)定和分離系統(tǒng)，與壓縮機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系統(tǒng)。

2.11 增加氣體儲存設(shè)備

增設(shè)天然氣儲存設(shè)備，可以把多余的氣體存儲起來，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，可以把存儲設(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

3.1 改進操作實踐

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踐、輔助操作和再分配問題，以便更好地監(jiān)督實際操作過程。應(yīng)為每個設(shè)備都配備設(shè)備工程師，并對其業(yè)績進行密切監(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)營業(yè)績，可實施以下措施：

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

（2）組建團隊協(xié)助、設(shè)備管理和領(lǐng)導(dǎo)監(jiān)控的重要績效跟蹤系統(tǒng)。

（3）對資產(chǎn)進行定期審查，使改進范圍更有針對性。

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，有時還因為天然氣和凝析油的質(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，同時也會影響氣體質(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，并對脫水系統(tǒng)進行調(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。

可以實施的操作有：

（1）采用在線氣體分析器實時跟蹤檢測氣體水露點。

（2）定期檢測天然氣和凝析油的露點和含水量，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，并邀請各有關(guān)部門對設(shè)備的設(shè)計參數(shù)和運行參數(shù)進行檢查，以減少應(yīng)安全事故而產(chǎn)生的火炬氣量。為堅持安全與環(huán)境政策，可在設(shè)備上采用相關(guān)儀器記錄其負荷量。

3.4 天然氣和凝析油管線的清管作業(yè)

運輸管線的清管工作應(yīng)按照日程表逐步進行，這有助于提高出口氣體的質(zhì)量，從而減少氣體燃燒量，同時還能提高天然氣的輸出量。各運輸管線應(yīng)進行智能清管，舊管線需逐步替換。此外，為了能夠精確地測量到管線各關(guān)鍵參數(shù)，對輸送酸性氣體管線進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)維持在計劃水平，關(guān)鍵設(shè)備的備用品可以有效地縮短計劃外的關(guān)、停機時間。因此，為了避免產(chǎn)品損失和氣體燃燒，可實施以下措施：

（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訂購。

（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 定期檢測設(shè)備

所有設(shè)備必須進行定期的檢查和維修，應(yīng)盡量遵守2年一小檢，4年一大檢的檢測計劃，儲罐的維修計劃也同樣如此。為了進一步加強定期檢查制度以及設(shè)備的可靠性，可進行以下操作：

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

（2）通過不斷改進維修技術(shù)來提高設(shè)備的可維護性。

（3）采購備用汽輪機和壓縮機，以減少壓縮設(shè)備的停機時間。

（4）采取例會制度，密切監(jiān)控壓縮機性能，以提高其運行的可靠性。

4 制定培訓(xùn)和宣傳方案

減少火炬氣計劃的實施，離不開全體員工的參與和努力，特別是操作人員。對于操作和維修人員，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，員工必須達到要求的熟練度。

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

5 增強與下游產(chǎn)業(yè)的合作關(guān)系

由于很多油田天然氣儲存設(shè)備的容量都較小，不能滿足長期存儲的要求。所以，為了確保正常生產(chǎn)，應(yīng)加強與下游產(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)，可建立一個督導(dǎo)委員會和交流系統(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)施的升級和調(diào)整可以從工藝方面減少生產(chǎn)運行中產(chǎn)生的火炬氣；操作及維修過程的改進能夠降低實際操作和維修時產(chǎn)生的火炬氣量；培訓(xùn)與宣傳方案的制定可以增強員工的安全環(huán)保意識，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)運行的穩(wěn)定性和可靠性。以上四個方面的相關(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，同時還能帶來巨大的經(jīng)濟利益。

［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.

［2］ 江濤,曹約良,王小康,李沖.吐哈油田天然氣處理系統(tǒng)優(yōu)化與實施[J].石油規(guī)劃設(shè)計，2013，24(1):56-58.

［3］ 楊秀發(fā).火炬氣回收[J].國外油田工程,2000( 6):30-31.

［4］ 廖翰農(nóng).火炬氣回收技術(shù)[J].河北化工,2008, 31(2):48-49.

［5］ 李成龍.火炬氣回收技術(shù)[J].節(jié)能,2002( 11):12-13.

［6］ 金鑫.火炬氣回收技術(shù)簡介[J].上海節(jié)能, 2006(3):33.

［7］ 陳永江.火炬氣回收系統(tǒng)的設(shè)計[J].石油化工設(shè)計,2002, 19(2):11-13.

［8］ Ali Hussain Al-Kandari, Ashok Kumar.v, Omar Sadeq. Gas Flare Reduction through Operational Enhancement and Innovative modification and projects[C]. International Petroleum Technology Conference, Bankok, Thailand, 7-9 February 2012．

賽維 LDK百億多晶硅項目復(fù)活攻堅戰(zhàn)打響

作為滿負荷可產(chǎn)多晶硅 1.5 萬噸/年的超大型單體硅料項目，馬洪硅料廠曾為賽維 LDK 立下汗馬功勞，但其累計約 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，對馬洪硅料廠進行冷氫化改造(降低生產(chǎn)成本)并令其復(fù)產(chǎn)，成為賽維 LDK 提振資本市場信心，實現(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 堅定看好太陽能級多晶硅市場的深意。一位業(yè)界人士向《證券日報》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)生了不菲的折舊費用，這嚴重拖累了賽維 LDK 的業(yè)績。而隨之復(fù)產(chǎn)，部分折舊費用便可被多晶硅產(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/公斤的市場銷售價格，其具備實現(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文獻標(biāo)識碼： 1671-0460（2014）07-1370-03

2014-05-22

周夏伊，女，重慶人，碩士，2012 年進入中國石油大學(xué)（北京）機械與儲運工程學(xué)院就讀，研究方向：長輸管道規(guī)劃設(shè)計。E-mail：zhouxiayi426@163.com。