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        減少大慶油田天然氣放空措施的應用

        2018-11-01 02:41:20張群大慶油田有限責任公司天然氣分公司
        石油石化節(jié)能 2018年8期
        關(guān)鍵詞:用戶

        張群(大慶油田有限責任公司天然氣分公司)

        “十二五”期間,天然氣分公司新建產(chǎn)能裝置,伴生氣處理能力增加,商品氣量逐年增加。由于東北地區(qū)自然條件的原因,用氣峰谷比較大,冬夏季用氣量不平衡。在大慶石化分公司裝置大檢修期間,盡管通過開發(fā)新用戶、增加儲氣庫注氣量、增加調(diào)峰用戶用氣量等措施來減少放空,但天然氣放空量仍高達150×104m3/d,造成極大能源浪費。2013年至2014年,天然氣分公司對現(xiàn)有紅壓增壓站壓縮機、紅壓深冷壓縮機外輸工藝進行了改造,實現(xiàn)紅壓增壓站與紅壓深冷壓縮機并網(wǎng)運行。2017年,在大慶石化分公司大檢修期間天然氣實際放空量為零[1],既實現(xiàn)了節(jié)能減排,又達到環(huán)保要求。

        1 天然氣應用現(xiàn)狀

        1.1 大慶地區(qū)用氣

        大慶市天然氣市場發(fā)展較早,天然氣主要供給化肥、化工、發(fā)電等工業(yè)用戶。2002年開始,城市燃氣、車用氣進入快速發(fā)展時期,目前城區(qū)居民用戶40多萬戶,CNG母站9座(設(shè)計規(guī)模182×104m3/d),主要用戶有大慶石化分公司、化工集團甲醇分公司、電力集團燃機電廠、大慶中石油昆侖燃氣公司等。

        大慶市天然氣需求從2015年的16.1×108m3增長到2020年的22.5×108m3,增長6.4×108m3,年均遞增1.28×108m3。

        在油田生產(chǎn)用氣方面,根據(jù)油田生產(chǎn)的需要,近年采油廠用氣量逐年增加,2015年達到8.4×108m3。

        屆時,大慶地區(qū)用氣總需求量預計將由目前的24×108m3增至31×108m3以上。

        1.2 哈齊兩市用氣

        隨著哈齊兩市天然氣管道的建成投產(chǎn),民商和工業(yè)用戶用氣量快速增長。哈爾濱市包括9區(qū)和9縣(市),人口1060萬,是全省政治、經(jīng)濟、文化中心,天然氣市場有較大發(fā)展?jié)摿?,目前已發(fā)展居民用戶160萬戶,CNG母站4座,38個子站。齊齊哈爾市包括7區(qū)和9縣(市),人口570萬,2008年慶齊天然氣管道投產(chǎn)后,天然氣市場迎來快速發(fā)展時期,目前已發(fā)展居民用戶42萬戶。到2015年,預計將由目前的2.6×108m3增至16×108m3。哈爾濱市天然氣需求從2015年的5.6×108m3增長到2020年的10.2×108m3,凈增4.6×108m3,年均遞增0.92×108m3。齊齊哈爾市2015年天然氣需求計劃2.25×108m3,2020年天然氣需求量將達到3.1×108m3,凈增0.85×108m3,年均遞增0.17×108m3。

        今后幾年,天然氣供需矛盾會越來越突出,預計到2020年,省內(nèi)天然氣需求總量將達到44.3×108m3以上。

        1.3 冬夏季用戶用氣不平衡,存在較大的峰谷比

        由于東北氣候和油田生產(chǎn)用氣的特點,導致冬夏季氣量差異較大,冬夏用氣不平衡矛盾還十分突出。以工業(yè)用氣大戶大慶石化分公司為例,該公司實行“一年一小檢,兩年一大檢”計劃檢修模式,夏季大檢修期間日用氣量由200×104m3減少到20×104m3;盡管采取開發(fā)新用戶、增加儲氣庫注氣量、增加調(diào)峰用戶用氣量等措施,但每年還有8000×104m3天然氣放空。

        表1 2014—2017年大慶油田天然氣放空情況 104m3

        冬季最大用氣需求約為900×104m3/d,實際可供氣量約為640×104m3/d。雖然已采取了儲氣庫采氣、增大氣井氣量、限制發(fā)電用戶、停用季節(jié)性用戶等調(diào)控手段,但目前仍有缺口約為260×104m3/d。

        2 工藝措施

        2.1 紅壓深冷壓縮機外輸工藝改造

        2013年天然氣分公司開始對紅壓深冷工藝進行改造,將紅壓深冷壓縮機二級出口與紅壓計量間慶齊管道相連;在大慶石化分公司裝置大檢修期間,停運紅壓深冷制冷系統(tǒng),將杏區(qū)淺冷外輸干氣輸送至慶齊高壓管道[2],每天69×104m3,運行壓力3.8~3.9 MPa,替換深層氣作為供氣源頭(圖1)。

        2013年紅壓深冷離心壓縮機運行104天,每天輸送氣量69×104m3,減少放空7059×104m3。

        圖1 紅壓深冷壓縮機外輸工藝改造示意圖

        2.2 紅壓增壓站壓縮機改造

        2014年在大慶石化分公司裝置大檢修期間,為了進一步減少天然氣放空,根據(jù)裝置現(xiàn)狀確定最優(yōu)壓縮機組及相應配套工程改造方案。新建紅壓增壓站,為滿足工藝條件,將原有壓縮機一級入口1個氣缸更換為平衡氣缸,即一級入口氣缸由3個工作氣缸改為2個工作氣缸,電動機功率更換為2500 kW,并更換壓縮機軸承、聯(lián)軸器和電動機底座[3]。增壓站壓縮機備機排量45×104~67×104m3/d,吸入壓力為0.7~1.0 MPa,排出壓力為4.6~5.3 MPa。檢修期間將干氣增壓送入大慶至齊齊哈爾管道,合理利用能源,減少天然氣放空損失。

        2014年紅壓增壓站壓縮機運行111天,每天輸送50×104m3氣量至慶齊管網(wǎng),年累計減少放空5586×104m3。

        2015年紅壓增壓站壓縮機運行119天,每天輸送50×104m3氣量至慶齊管網(wǎng),年累計減少放空5934×104m3。

        2.3 雙機增壓并網(wǎng)運行改造

        2014、2015年在大慶石化分公司裝置大檢修期間,為減少天然氣放空,采取紅壓增壓站壓縮機、紅壓深冷主壓縮機并網(wǎng)運行,將深層氣替換成淺冷出口天然氣(圖2)。

        圖2 紅壓雙機增壓并網(wǎng)運行改造系統(tǒng)示意圖

        2015年在大慶石化分公司裝置大檢修期間放空1173×104m3,比2013年大檢修期間放空減少3302×104m3。2014—2017年大慶油田天然氣放空情況見表1。

        2.4 紅壓增壓站擴容改造

        為了不影響紅壓深冷裝置輕烴產(chǎn)量,解決大慶石化分公司裝置檢修或故障停運期間的天然氣放空,對紅壓增壓站進行了擴容改造,從而實現(xiàn)3臺壓縮機獨立運行,互為備用。大檢修期間將外輸干氣輸送至慶哈、慶齊管道[4]。

        為了滿足現(xiàn)有工藝條件,在壓縮機生產(chǎn)廠家對現(xiàn)有壓縮機進行改造:將一級入口1個氣缸更換為平衡氣缸,即一級入口氣缸由3個工作氣缸改為2個工作氣缸,每個二級氣缸增加余隙頭和ELP潤滑系統(tǒng)。電動機功率更換為2500 kW。壓縮機吸入壓力為0.7~1.0 MPa,經(jīng)三級壓縮最高壓縮至5.3 MPa,單臺日輸氣量45×104~67×104m3。

        2.5 增加儲氣庫注氣能力

        在大慶石化分公司裝置大檢修期間,采油六廠的喇二儲氣庫全部5臺注氣機同時運行,每天可減少天然氣放空20×104m3。

        2.6 冬季天然氣供給保障

        1)冬季氣量供給原則:首先保證油田生產(chǎn)用氣;其次保證大慶、哈爾濱、齊齊哈爾城市居民用氣;再次保證股份公司內(nèi)部化工用戶基本用氣量。

        2)減停氣原則:首先停供季節(jié)性工業(yè)用戶用氣;其次減停發(fā)電用氣;再次等比例減少其他小工業(yè)、商服等用戶用氣;最后減少工業(yè)用戶用氣。

        3)保證供氣管網(wǎng)的安全運行壓力:大慶地區(qū)系統(tǒng)管網(wǎng)壓力不低于0.5 MPa;慶哈、慶齊管道不低于2.5 MPa。

        4)極端情況下停氣順序:當采氣分公司突發(fā)故障、天然氣分公司裝置故障或外輸干線發(fā)生故障的情況下,居民用氣最低保證量為哈爾濱市55×104m3/d,齊齊哈爾市25×104m3/d,大慶市25×104m3/d。同時要求哈爾濱、齊齊哈爾、大慶燃氣等用戶做好啟動極端情況下突發(fā)應急預案,確保突發(fā)事故的及時處理。

        3 結(jié)束語

        通過上述工藝措施,實現(xiàn)在大慶石化分公司大檢修期間天然氣零放空,解決了冬夏季用氣不平衡問題,確保冬季天然氣的供給,達到節(jié)能減排、保護環(huán)境的目的。

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