周立臣

（中海石油（中國）有限公司 湛江分公司，廣東 湛江524057）

0 引 言

W11-4D油田的電站是由兩臺FM公司生產(chǎn)的雙燃料發(fā)電機組組成。該電站的發(fā)電機組為雙燃料發(fā)電機組，它不僅可以用柴油作為燃料，而且可以利用天然氣作為燃料發(fā)電，為整個油田提供動力，但至目前一直無法實現(xiàn)燃氣模式下的運行[1-3]。W11-4D油田天然氣資源十分豐富但成分復雜。特別是燃料氣中攜帶凝析液（游離水，凝析油等）時，嚴重影響機組在燃氣模式的正常運行，凝析液又將嚴重腐蝕損傷機組的燃氣噴嘴，損壞機組。因此給FM機組提供合格的高質(zhì)量的燃料氣是保障機組正常運行的關(guān)鍵。要達到機組對燃料氣的要求指標，對燃料氣進行滌氣除液凈化是必不可少的，需要對燃料氣處理系統(tǒng)進行必要的改造[4]。

1 燃料氣系統(tǒng)改造設(shè)想

1.1 燃料氣處理系統(tǒng)設(shè)計上存在的缺陷

圖1 燃料氣處理系統(tǒng)流程

FM燃料氣處理系統(tǒng)在設(shè)計上不很完善，存在如下問題[5-6]：1）燃料氣加熱器設(shè)計在減壓閥的上游，而且在加熱器的出口沒有設(shè)計氣體洗滌器，無法去除燃料氣處理系統(tǒng)在工況條件改變的情況下產(chǎn)生的凝析液。2）燃料氣過濾器設(shè)計為單臺機組獨立使用，不能實現(xiàn)相互切換使用，如果需要更換或清洗過濾器必須首先切換發(fā)電機組，操作缺乏靈活性和可靠性。特別是在一臺發(fā)電機檢修，另一臺發(fā)電機組的燃料氣過濾器需要檢修或更換的特殊情況下，無法實現(xiàn)FM機組正常用氣。3）經(jīng)過加熱器加熱后，燃料氣被直接送往熱介質(zhì)鍋爐，進行降壓后供給鍋爐，因工況條件改變產(chǎn)生的凝析液會導致鍋爐在燃氣模式下點火十分困難。

1.2 改造設(shè)想的提出

目前FM機組所使用的燃料氣是經(jīng)過加溫、過濾、降壓處理后直接供給兩臺雙燃料發(fā)電機組燃燒。從井口生產(chǎn)的天然氣經(jīng)過安裝在井口A平臺的氣頂氣洗滌器至AP平臺天然氣壓縮機滌氣罐、燃料氣加熱器、燃料氣過濾器，分配給兩臺發(fā)電機機組和熱介質(zhì)鍋爐，流程如圖1所示[7]。

FM機組的燃料氣流經(jīng)氣頂氣洗滌器及天然氣壓縮機出口的滌氣罐進行初步氣液分離，經(jīng)過初步氣液分離的天然氣流經(jīng)燃料氣加熱器進行加熱升溫，然后流經(jīng)燃料氣過濾器進行過濾，最后經(jīng)過降壓后輸送到各燃料氣的用戶。燃料氣在進行這一系列處理過程中，工況條件發(fā)生了明顯的變化（工況變化參數(shù)如表1所示），特別是在進行降壓后，氣體的流速降低、溫度下降，燃料氣中的重組分和水分冷凝成凝析液，隨同燃料氣流入FM機組燃燒。燃料氣在上述工況條件改變的情況下，產(chǎn)生凝析液的現(xiàn)象是十分明顯的。在燃料氣處理系統(tǒng)運行過程中，我們可以從燃料氣過濾器的底部放出大量的凝析液。為了盡可能排放這些凝析液，我們已經(jīng)采取了臨時措施，在燃料氣過濾器的底部堵頭處連接了1/2 in的排放管線，將凝析液直接引入閉式排放系統(tǒng)。由于燃料氣過濾器的體積很小，氣體滯留的時間很短，很難將凝析液完全分離排出，這種臨時排放處理只能輕微減少燃料氣中凝析液的量，并不能徹底消除燃料氣中的凝析液，無法保障進入FM機組燃料氣的質(zhì)量。因此改造燃料氣處理系統(tǒng)，安裝一套高效的燃料氣洗滌器是完全必要的。

表1 燃料氣處理系統(tǒng)工況變化參數(shù)

說明：表中數(shù)據(jù)后“-”號表示只是系統(tǒng)本身造成的輕微壓降；

表中空格中的“—”號表示該設(shè)備未正常運行，無現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)。

1.3 燃料氣處理系統(tǒng)改造方案與實施的可行性

確保FM機組的供氣質(zhì)量和正常供氣，對FM機組燃料氣處理系統(tǒng)進行合理改造，彌補設(shè)計上的不足，完善燃料氣處理系統(tǒng)是亟待解決的問題[8]。

燃料氣處理系統(tǒng)改造方案如下：

1）將燃料氣過濾器撬塊改造成一個集燃料氣滌氣除液、降壓、過濾為一體的綜合撬塊。在燃料氣加熱器出口（A-X-708撬的位置）安裝一套高效的燃料氣滌氣罐，將經(jīng)過燃料氣加熱器加熱后的氣體，按照FM機組所需的壓力先進行降壓處理，燃料氣經(jīng)過減壓閥后，流經(jīng)氣體洗滌器進行洗滌除液，再經(jīng)過5 μm的燃料氣過濾器除去燃料氣中的懸浮顆粒，經(jīng)過上述處理的合格的燃料氣供給FM機組，滌除出來的凝析液和懸浮顆粒雜質(zhì)排往閉式排放系統(tǒng)。燃料氣處理系統(tǒng)改造后的流程如圖2所示。

圖2 燃料氣系統(tǒng)改造

2）燃料氣滌氣罐應滿足的技術(shù)條件：在燃料氣加熱器出口新增加的燃料氣滌氣罐必須要滿足兩臺雙燃料發(fā)電機組、熱介質(zhì)鍋爐及火炬長明火等用戶最大耗氣量和壓力的需要，保證滿足燃料氣加熱器在設(shè)計工況條件處理的燃料氣能順暢通過燃料氣滌氣罐，并達到FM機組及其它用戶的要求指標。

3）燃料氣滌氣罐的來源及改造：燃料氣滌氣罐可以利用原來的污水處理系統(tǒng)的緩沖罐（W11-4D油田的污水處理系統(tǒng)不用，污水排至W11-4處理，故緩沖罐不再使用）。利用燃料氣流量計的連接法蘭和原燃料氣過濾器出口的連接法蘭進行撬裝連接，不需要在原工藝流程的管線上焊接，不影響油田的正常生產(chǎn)。

2 燃料氣處理系統(tǒng)改造的效果評價

通過對FM機組燃料氣處理系統(tǒng)進行改造，給機組提供了高質(zhì)量的合格燃料氣，經(jīng)過中外技術(shù)人員對機組進行檢查大修，調(diào)整了運行參數(shù)和氣閥間隙，目前兩臺機組均實現(xiàn)了雙燃料模式下運行，此次改造可以延長機組的使用壽命，減少燃料氣中所攜帶的凝析液對機組構(gòu)件的損傷，減少機組使用燃油時間，改變長期只能在柴油模式下運行的局面，降低燃油的消耗，節(jié)省燃料費，經(jīng)濟效益十分明顯。

除此之外，今后的研究應注重降低機組對柴油消耗的依賴性，提高天然氣的燃燒效率，實現(xiàn)對清潔能源的高效利用，降低對環(huán)境的污染。