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        天然氣應(yīng)用與節(jié)能減排方式之研究

        2017-08-29 16:24:09張鴻剛
        科技視界 2017年11期
        關(guān)鍵詞:液化天然氣背景油田

        張鴻剛

        【摘 要】在應(yīng)用天然氣過程中,節(jié)能減排是關(guān)鍵,這也是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣資源的有效合理應(yīng)用,為企業(yè)節(jié)省生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。本文探討了我國(guó)在天然氣方面的應(yīng)用背景和相關(guān)節(jié)能減排技術(shù),最后加以例證。

        【關(guān)鍵詞】天然氣應(yīng)用;背景;節(jié)能減排技術(shù);油田;應(yīng)用;液化天然氣

        天然氣屬于化石能源中的一種,它擁有高清潔、高質(zhì)量特性,而且污染排放低,是被世界所認(rèn)可的新一代清潔型能源。當(dāng)前,世界各國(guó)都在全面推動(dòng)天然氣應(yīng)用技術(shù),希望用它來代替?zhèn)鹘y(tǒng)非可再生資源,全面推動(dòng)天然氣能源應(yīng)用發(fā)展進(jìn)程。為維護(hù)地球環(huán)境減少溫室氣體,就比如說對(duì)二氧化碳排放量的有效遏制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果。就目前來看,我國(guó)全面優(yōu)化與改良能源結(jié)構(gòu)已經(jīng)箭在弦上,基于天然氣能源的的工程建設(shè)項(xiàng)目越來越多,天然氣應(yīng)用與節(jié)能減排方式研究也已成為國(guó)家發(fā)展的重大課題,具有著極高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

        1 我國(guó)天然氣應(yīng)用的的背景簡(jiǎn)析

        1.1 背景概述

        當(dāng)前碳排放量對(duì)環(huán)境變化的影響越來越嚴(yán)重,并且受到世界各國(guó)重視,就這一點(diǎn)來說,世界聯(lián)合國(guó)組織已經(jīng)在哥本哈根會(huì)議上重點(diǎn)探討并希望尋求解決辦法。中國(guó)作為當(dāng)前發(fā)展中國(guó)家的代表,也提出了希望在未來20年內(nèi)平均GDP減排45%的承諾,希望構(gòu)建高效型、節(jié)能型、低排放型的綜合性節(jié)能減排社會(huì)。為此,天然氣應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入我國(guó)節(jié)能減排戰(zhàn)略章程體系??紤]到當(dāng)前我國(guó)工業(yè)能源主要以石油、煤炭等化石能源為中心(約占到80%),而天然氣的應(yīng)用比重僅為3%,所以在天然氣應(yīng)用的調(diào)配與應(yīng)用比重增加方面還任重道遠(yuǎn)。但就長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展角度來看,對(duì)天然氣能源的利用比重調(diào)整對(duì)我國(guó)國(guó)力發(fā)展是有好處的,它不僅能夠優(yōu)化國(guó)家整體能源利用的整體布局,實(shí)現(xiàn)能源利用效率的有效上升,也能有效緩解石化能源的總體用量,降低石化能源消耗對(duì)于大氣溫室氣體含量的增加,避免SO2與粉塵對(duì)環(huán)境污染造成影響,就這一點(diǎn)來說非常有利于我國(guó)節(jié)能型社會(huì)的建設(shè)發(fā)展進(jìn)程。

        1.2 天然氣的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

        天然氣在工業(yè)生產(chǎn)中具有高效性,它相比于其它化工材料優(yōu)勢(shì)更多,例如它的含水、灰粉與硫化物更少,如果以它來作為原材料能有效降低工業(yè)生產(chǎn)成本,也能相應(yīng)提高工業(yè)生產(chǎn)效率。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,上世紀(jì)90年代之前,甲醇、合成氨等物質(zhì)是世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣的化學(xué)原材料(約占到90%)。而90年代以后,天然氣逐漸取而代之,被人們更多應(yīng)用于發(fā)電用能源及居民燃料體系當(dāng)中。但在重型工業(yè)領(lǐng)域中,考慮到我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量豐富,成本較低,所以如果采用天然氣作為煤炭燃料替代還頗具爭(zhēng)議,可能在經(jīng)濟(jì)成本方面相比高于煤炭,但是從環(huán)境方面考慮,天然氣則更具長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展優(yōu)勢(shì),這一點(diǎn)應(yīng)該為國(guó)家未來能源發(fā)展應(yīng)用進(jìn)程所重視[1]。

        2 基于天然氣應(yīng)用的節(jié)能減排技術(shù)研究

        基于上述原因,天然氣近年來在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)能源體系中已經(jīng)愈發(fā)占據(jù)重要地位,它的受重視程度以及關(guān)于它的研究領(lǐng)域發(fā)展規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大??梢灾v,天然氣目前已經(jīng)被應(yīng)用于各個(gè)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)乃至生活領(lǐng)域,在未來,它也必將代替煤炭、柴油、石油等等成為國(guó)家工農(nóng)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)能源形式。就我國(guó)來說,目前依然煤炭發(fā)電為主,但是在天然氣加入以后,城市能源結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行合理化調(diào)整,為了有效降低能源消耗,應(yīng)該開始采用天然氣能源來代替煤炭,強(qiáng)化城市建設(shè)的節(jié)能減排意識(shí),改變當(dāng)前我國(guó)煤炭發(fā)電占到國(guó)家總發(fā)電量80%比重的發(fā)展現(xiàn)狀。

        目前,國(guó)內(nèi)已經(jīng)有某些地區(qū)開始嘗試發(fā)展和研究天然氣發(fā)電,該技術(shù)相比于傳統(tǒng)煤炭發(fā)電技術(shù)內(nèi)容更加復(fù)雜,但是節(jié)能減排效果也更加。具體來講,用天然氣發(fā)電擁有以下兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

        第一,它將環(huán)境污染排放降到最低水平,在利用天然氣發(fā)電后,實(shí)際的二氧化碳排放量?jī)H僅會(huì)達(dá)到煤炭發(fā)電的40%左右,氮氧化物排放也只有煤炭發(fā)電的20%左右,這就極大程度的減小了傳統(tǒng)煤炭發(fā)電所帶來的環(huán)境污染壓力。而天然氣所采用的是蒸汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組技術(shù)形式,它相比于常規(guī)活力發(fā)電機(jī)組還具有污染排放低的優(yōu)勢(shì),已經(jīng)被國(guó)家認(rèn)可為“綠色生產(chǎn)機(jī)組”,是未來國(guó)家電力行業(yè)領(lǐng)域可以仰仗的可持續(xù)發(fā)展發(fā)電技術(shù)。

        第二,天然氣發(fā)電對(duì)減輕電網(wǎng)輸電與電網(wǎng)建設(shè)壓力有一定作用,因?yàn)閭鹘y(tǒng)煤炭發(fā)電對(duì)廠址選擇沒有太多約束,所以很容易造成發(fā)電生產(chǎn)過程中的周邊環(huán)境污染。但是天然氣發(fā)電則可以圍繞負(fù)荷中心來建設(shè)電廠,能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)工廠的就近供電。換言之,天然氣發(fā)電廠能夠與工業(yè)工廠一同選址,最大限度降低天然氣發(fā)電對(duì)于周邊環(huán)境的污染程度,同時(shí)就近供電也能提高工廠工業(yè)生產(chǎn)效率,并提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性??梢灶A(yù)見,利用天然氣發(fā)電將成為我國(guó)未來能源發(fā)展的大勢(shì)所趨,隨著國(guó)家能源新政策的不斷出臺(tái)和新技術(shù)的持續(xù)研發(fā),天然氣的應(yīng)用范圍也會(huì)越來越廣[2]。

        3 案例分析

        3.1 基本概述

        目前我國(guó)某油田已經(jīng)全面采用液化天然氣(Liquefied Natural Gas,LNG),該能源主要以液態(tài)形式存在,可在常壓-162℃的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)液化,體積縮小近630倍,具有著較高的存儲(chǔ)率與運(yùn)輸效率,且其雜質(zhì)含量偏少,燃燒清潔,擁有著較為穩(wěn)定的氣價(jià),基本滿足了該油田的節(jié)能減排與環(huán)境改善要求。

        3.2 對(duì)液化天然氣的具體應(yīng)用

        3.2.1 客運(yùn)運(yùn)輸應(yīng)用

        該油田采油廠位于偏遠(yuǎn)地區(qū),員工上下班非常不便,所以油田內(nèi)部也安排了班車接送。考慮到班車數(shù)量眾多且頻繁,為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,專門將原有的柴油課程改為以新型能源為主的LNG客車,且取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。

        從節(jié)能減排效果來看,每輛客車都采用了335L鋼瓶,可保證客車行駛500km以上的距離,基本能夠滿足客運(yùn)班車接送需求。在經(jīng)濟(jì)效益方面,由于單車每天要行駛200km以上,相比于柴油客車每年能節(jié)約燃料費(fèi)用6.52萬元/臺(tái),而且基于天然氣重組設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)電噴射體系能夠最大限度提高燃燒效率,具有相當(dāng)顯著的經(jīng)濟(jì)性。

        3.2.2 單井站發(fā)電應(yīng)用

        該油田單井站位置相對(duì)偏遠(yuǎn),而且具有小規(guī)模區(qū)塊限制,所以在勘探初期油田產(chǎn)量相對(duì)偏小。再加之油田處于河道與濕地等敏感地帶,所以對(duì)油田生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益影響較大。為了保證投資效益,降低生產(chǎn)產(chǎn)能投入,特別采用了基于LNG能源的移動(dòng)式發(fā)電機(jī)組進(jìn)行供電。在這里利用LNG的優(yōu)勢(shì)就在于同樣生產(chǎn)工況下相比于柴油發(fā)電機(jī)效果更加,它極大程度降低了溫室氣體與有害氣體的排放,對(duì)環(huán)境污染控制也有奇效;再一點(diǎn),該移動(dòng)式發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,且擁有高質(zhì)量、高效能,使用運(yùn)行效能安全可靠,具有穩(wěn)定的電壓頻率輸出效果。通過實(shí)踐數(shù)據(jù)來看,該設(shè)備每天能為油田生產(chǎn)節(jié)約200kw.h電量。

        3.3 現(xiàn)場(chǎng)熱力施工應(yīng)用

        該油田擁有5臺(tái)洗井清蠟車,它們主要滿足當(dāng)?shù)赜吞锏挠途c集油干線的熱力輸送與清蠟熱洗任務(wù)。伴隨著當(dāng)前節(jié)能減排任務(wù)的深入,該洗井清蠟車也采用了LNG能源,每年可以實(shí)現(xiàn)洗井作業(yè)1900h以上,且單臺(tái)鍋爐消耗柴油量可以達(dá)到12萬L,節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)作費(fèi)用90.2萬元。而利用LNG燃?xì)忮仩t取代傳統(tǒng)燃油鍋爐后,也為該油田提升了生產(chǎn)效能[3]。

        4 總結(jié)

        天然氣在能源清潔與高效利用方面具有巨大優(yōu)勢(shì),相比于現(xiàn)在的非可再生能源而言對(duì)環(huán)境污染治理效果更佳,正在逐漸改變著我國(guó)能源利用結(jié)構(gòu)布局,也迎合了國(guó)家工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能減排政策,值得在未來進(jìn)一步深入研究,并予以廣泛推廣應(yīng)用。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]郭帥.天然氣應(yīng)用與節(jié)能減排[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2014(6):26-26.

        [2]王曼,王林平,覃川,等.天然氣凈化處理系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)在靖邊氣田的應(yīng)用[J].節(jié)能技術(shù),2014,32(6):553-556.

        [3]趙成義,曾娥,李付紅,等.液化天然氣在大港油田節(jié)能減排的應(yīng)用與發(fā)展[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2014(1):32-33,35.

        [責(zé)任編輯:朱麗娜]

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