邱林軍

摘? 要：結(jié)合天然氣的實際情況，應當以能源節(jié)約和環(huán)境保護作為目的，開展集氣罩放空天然氣回收作用，提出氣田節(jié)能和環(huán)境保護的新思路。該文分析了天然氣放空的情況，提出幾點天然氣放空回收的技術，實現(xiàn)資源回收利用，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。

關鍵詞：集氣站;放空天然氣;回收技術;引射技術;節(jié)能減排

中圖分類號：TE991? ? ? 文獻標志碼：A

在天然氣輸送和加工的過程中，存在泄漏損失和放空損失的情況。油氣田開采作業(yè)中，天然氣放空是必然的，采取火炬點燃的方式，雖然可以降低環(huán)境污染程度，但是卻造成資源浪費。因此，集氣站放空天然氣的回收利用是現(xiàn)階段重要的任務。

1 集氣站放空天然氣放空的情況和特點

1.1 集氣站天然氣放空的原因

天然氣開采中，生產(chǎn)的壓力非常高，在寒冷的天氣中，其形成的水合物會造成氣閘閥和管道的堵塞，采取放空措施可以解除堵塞問題。站內(nèi)閥門和設備中存在內(nèi)漏的情況，必然會造成天然氣微露的問題，應當采取相應的處理措施，象點燃方式等。管線輸送和維修工作中，對管線中的天然氣采取放空措施。

1.2 集氣站放空天然氣的特點

第一，瞬時流量大。集氣站放空天然氣最大的瞬時流量可以達到2 000 Nm3/h。第二，氣體含液量大，并且攜帶凝析油和甲醇等物質(zhì)，需要對其進行完全吸收，在回收中需要進行氣液分離措施。在集氣站放空天然氣中主要分成高、中、低3個不同的等級，放空管需要涂刷紅漆。目前，高壓壓力通常在4.5 MPa以上，中壓通常在3.72 MPa左右，低壓集中在0.3 MPa以下。

2 集氣站放空天然氣的回收利用技術

2.1 天然氣發(fā)電

在油氣田開采作業(yè)中，天然氣發(fā)電技術是一項發(fā)展成熟的技術，是回收利用放空天然氣的有效技術，同時天然氣發(fā)電中的電力具有靈活的供電方式，也可以采取并網(wǎng)發(fā)電和單獨供電。在供電的過程中，根據(jù)其負荷的不同，設置針對容量的機組，滿足油氣田部分用電，有效利用放空天然氣，有效降低油氣田生產(chǎn)成本，此項技術通常在油田中使用。

2.2 CNG裝卸技術

氣田天然氣開采中，需要根據(jù)生產(chǎn)特點和井場條件，在保證良好道路交通情況的基礎上，借助CNG裝卸技術實現(xiàn)天然氣的回收。在對放空天然氣進行回收之后，利用相應的增壓措施，充裝到相應的CNG罐車中，運輸?shù)较鄳男稓庹?，繼而輸入相應的集氣管線，有效對放空天然氣進行回收利用。在CNG充裝環(huán)節(jié)，需要做好脫水和增壓措施，通過天然氣脫水措施，保證其達到CNG運輸標準，借助壓縮機將其增壓到標準壓力，傳輸?shù)较鄳耐宪嚿稀Ｔ诿撍b置中，主要有前置脫水和后置脫水2種方式。CNG技術中，采用分合撬的方式整合各項設備，設備之間有著密切和獨立的關系，滿足設備工藝要求，結(jié)合其不同需求對設備進行拆分、組合和調(diào)換，完成放空天然氣的回收和利用。

2.3 天然氣引射技術

此項技術根據(jù)流體力學原理，在流體通過噴嘴狀結(jié)構時，進行高速噴射，噴口位置則會出現(xiàn)低壓區(qū)域，將附近的流體吸入高速噴射的流體內(nèi)。天然氣引射技術主要包括高壓氣入口、低壓氣入口、噴嘴、混合腔和擴壓斷5個部分。在天然氣引射技術的利用中，天然氣經(jīng)過噴嘴位置，混合腔內(nèi)出現(xiàn)低壓，將低壓天然氣吸入并且混合，形成高速流動的混合氣流，在擴壓斷進行升壓之后傳輸。在實際的利用過程中，應當根據(jù)引射器的低壓區(qū)域，實現(xiàn)放空管線和低壓區(qū)域的有效連接，在天然氣放空環(huán)節(jié)中，需要關閉上游閘閥，打開引射流程中的閥門，在壓力下降到一定水平之后，需要將引射流程的閘閥關閉，對管線開展放空措施。同時引射器的尺寸比較小，加工非常的簡單，生產(chǎn)成本比較少，對放空天然氣進行有效回收，減少天然氣對周圍環(huán)境的污染，促進經(jīng)濟、環(huán)境和社會的可持續(xù)發(fā)展。

3 集氣站放空天然氣回收系統(tǒng)的工藝設計

3.1 篩選回收工藝

通過相應的對比和分析，采取電能消耗小、壓縮比較高、流程比較簡答的壓縮機，進行放空天然氣的回收。

3.2 選擇取氣點位置

在放空天然氣回收的過程中，需要對放空天然氣采取增壓措施，因此需要將氣體采取預處理措施，根據(jù)現(xiàn)階段的工藝，分液罐選取之后進行放空天然氣進行回收。雙筒式閃蒸分液罐能夠有效減少放空天然中的游離水含量，減少氣體流速控制不合理導致游離水進入放空火炬的隱患。分液罐的設計尺寸主要是Φ1400×5770，滿足分離氣體的工藝設計要求。在分液罐和放空火炬之間安裝相應的阻火器，兩個系統(tǒng)之間可以隨時的切換，保證集氣站放空系統(tǒng)更加正常的運行。高中壓放空天然氣需要通過分液罐進入火炬中，在此點位置接入相應的回收系統(tǒng)，保證放空天然氣最大程度的回收。

3.3 選取回注點位置

在高壓系統(tǒng)中，進站閥組區(qū)壓力通常在8 MPa以上，并且對進站生產(chǎn)單井產(chǎn)生影響，回注點不適應在此位置。低壓系統(tǒng)中，集氣站中低壓系統(tǒng)通常利用分水包進行氣體收集。此項設備的直徑是600 mm，高度在2 930 mm，最大的工作壓力是0.3 MPa。在集氣站中瞬間放空量比較大，對分氣包的容積有著非常大的要求，也不適合作為回注點。在中壓系統(tǒng)中，主要分布各種類型的生產(chǎn)和計算分離器，是集氣站生產(chǎn)的核心內(nèi)容，其中任意設備和環(huán)節(jié)，都會影響到整個集氣站的生產(chǎn)。在計量分離器設計的過程中，接入八口氣井，將沒有使用的流程當做備用方案。根據(jù)多數(shù)集氣站的實際情況，在外輸管道上選擇預留閥門作為最佳的回注點。

3.4 選取回收核心設備

在放空天然氣中含有少量的液體，根據(jù)相應的壓縮比和排氣范圍，對往復式壓縮機、離心式壓縮機、螺桿壓縮機等進行對比和分析，分析其優(yōu)勢和適用范圍，選擇相應的壓縮機。

3.5 回收系統(tǒng)工藝路線

第一，放空天然氣通過分離罐上部的管路進入相應的回收設備，放空天然氣進入增壓機之后，依次進行一級、二級和三級進行壓縮，將壓力增加到4.0 MPa。經(jīng)過壓縮之后的氣體含液量非常小，可以滿足外輸要求，能夠直接輸入相應的外輸管線。在壓縮的過程中，將分離出的液體通過向的泵打入分離罐的下部液箱中。將原有的火炬流程保留，并且在分液罐的上部管路中安裝相應的截斷閥和破裂膜片，以作備用。如果放空天然氣的體量比較大，回收裝置難以及時處理，或者在設備維護和檢修的過程中，采取原來流程進行放空。在回收的過程中，通過站內(nèi)的監(jiān)控室對回收設備的各項參數(shù)進行監(jiān)督，也可以采取遠程操作的方式，對其流程進行控制。

3.6 采取有效的風險控制措施

天然氣是一種易燃易爆的氣體，與空氣混合之后，如果溫度達到550℃就會出現(xiàn)燃燒。天然氣爆炸的范圍比較小，濃度達到5%～15%就會出現(xiàn)爆炸，因此，需要做好回收系統(tǒng)的風險防控措施。首先，需要做好空氣混入管道控制工作。根據(jù)放空天然氣的量對設備進行選擇，滿足放空天然氣的需求。在回收系統(tǒng)工作中，需要將分離罐相連接的火炬關系關閉，將放空天然氣設置在正常值。同時需要做好放空天然氣泄漏的控制工作，避免火炬出現(xiàn)回火的情況。在系統(tǒng)中保留其阻火器裝置，避免回收作業(yè)中低壓系統(tǒng)放空，在放空火炬中安裝有自動點火裝置，需要使用阻火器有效控制回火現(xiàn)象發(fā)生。在分液罐的出口位置安裝相應的破裂膜片，有效避免回火情況發(fā)生，同時防止回收系統(tǒng)超壓出現(xiàn)無法放空的情況。

4 結(jié)語

天然氣作為重要的清潔能源，在生產(chǎn)的過程中需要進行天然氣放空措施，造成能源的浪費。為了滿足節(jié)能、環(huán)保的目的，借助有效的天然氣回收技術，完成放空天然氣的有效回收和利用，提高天然氣的利用效率，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。

參考文獻

[1]張豐足，王靜，李超.放空天然氣回收利用方法探討[J].遼寧化工，2013，42（2）：154-155.