放空火炬系统在石油化工中的应用

放空火炬系统在石油化工中的应用

一、放空火炬的年际变化此外，该部门的温米、鸡山、丘陵、红连和邱东还将部分天然气排放到原油和天然气中。由于施工初期技术条件的限制，各联合站的开放式火力燃烧在常年燃烧。放空燃烧天然气约3-7万标方/天。二、相、液相分离器以及原稳气火炬放空天然气来源比较复杂,主要有来自联合站两相、三相分离器以及原稳气。放空量受诸多因素的影响,本次研究主要是正常工况下回收火炬放空天然气,事故工况下火炬能安全燃烧,保证油田生产安全。1.火炬气回收利用流程从火炬总管上引出天然气到回收压缩机入口,增压后再进到轻烃装置回收处理,火炬总管线上增加气动蝶阀控制火炬总管压力、并联爆破片旁通流程及手动闸阀回路,用阻火器防止回火,达到安全回收利用的目的。(2)回收压缩机选型压缩机是火炬气回收的关键设备,因此压缩机的选型很重要,以下对三种压缩机从投资、运行费用等方面进行比选。根据上表的比较。选择螺杆压缩机,其投资适中,运行费用较低,对火炬气气量波动较大的特点,容易使用变频控制方式跟踪连续调节,适应性强。2.无火焰监测点火五座联合站的火炬现状是均采用人工手动点火,放空燃烧处理,总的放空量约30000-70000标方/天,无火焰监测熄火报警装置和自动点火装置,一旦熄灭,点火难度较大。回收工艺流程,主要是选择螺杆压缩机或对原稳压缩机吸气流程做适当调整,回收火炬放空气,技术是可行的;设置火焰监测和高空自动点火装置,保证点火成功率;设置水封罐或阻火器,防止发生回火事故。三、环保节能项目吐哈油田火炬放空气回收工程被列为2006年股份公司的重点点环保节能项目,2006年3月开始设计,9月开工建设,12月正式投投运。1.火炬总管无排放(1)温米油田,选用22000Nm(2)丘陵油田,对原稳压缩机吸气流程进行调整,从火炬总管上上引出放空气到原稳压缩机入口,利用原稳压缩机的富裕回收能力力,增压后再进到轻烃装置入口,回收火炬放空气。火炬总管线上上设置气动蝶阀控制总管压力,设高空自动点火装置和配套的FFCS控制系统。(3)丘东气田,选用回收能力28000Nm2.自动补水系统(1)螺杆压缩机机组型式:喷液内冷变频调节双螺杆压缩机。排气量:15m3/min(温米),20m3/min(丘东)排气压力/温度:0.35MPaG/75℃(温米),0.9MPaG/75℃(丘东)温米联合站新建水封罐采用双层孔板结构,有利于气液分离,减少放空气的雾沫夹带。水封侧设有液位计和液位变送器,液位变送器设高、低液位报警。水封罐采用高液位溢流控制水封高度。为了提高回收系统运行的稳定性、可靠性和安全性,同时也为了减少操作强度,新建水封罐设置自动补水电磁阀。自动补水设手动和自动两种操作模式。(3)气动蝶阀丘陵联合站初始建设没有设置传统的水封罐,本次改造考虑冬季防冻措施难度大,不考虑增设水封罐,设计采用火炬总管蝶阀,国内首次使用。气动蝶阀DN500,气关型,远程自动控制,带防爆阀位反馈。由于近年蝶阀技术发展迅速,大口径蝶阀的密封等级能够达到5级密封,满足火炬气封的要求,技术上是可行的。气动蝶阀的控制引入到FCS控制系统中,并将阀位状态传到中控室显示。(4)爆破片温米和丘东联合站水封罐各设置并联爆破片旁通回路1套,丘陵联合站在火炬总管气动蝶阀上并联爆破片旁通回路1套,以防止水封冻堵或气动蝶阀故障时火炬总管的通畅,从而达到保护站内装置和火炬系统的目的。(5)火炬头火炬头采用分散火炬气、小孔对撞的燃烧方式以达到良好的燃烧效果。火炬头上设有聚火块稳焰器,用以保证放空气火焰稳定,防止火炬头出现脱火现象。(6)火炬阻火器各联合站设置波纹板式火炬阻火器1套。材质304SS。阻火器可有效防止火炬回火,产生的压力降满足火炬回收和正常排放的需要。(7)控制系统丘陵、温米、丘东联合站各设置SIEMENS分布式现场总线控制系统(FCS)1套。丘东、温米联合站FCS控制系统分别由两套PLC控制柜、一套变频控制柜和一套马达配电控制中心组成。四者通过高速高可靠的Profibus总线相联结,整合成一套既相对独立又完整无缝的现场总线控制系统(FCS),实现实时数据共享和协同调度控制。3.自动补水系统(1)温米、丘东联合站用水封高度控制火炬总管压力。当总管压力控制在1-8KPa时,放空气回收。当总管压力>8KPa时,回收部分放空气并启动自动点火程序。当总管压力>12KPa时,水封罐自动补水系统停止。当总管压力下降到8KPa以内后,恢复补水到自动模式。当水封罐后气体流量大于30Nm3/h,且火焰探测显示火炬熄灭时,系统自动启动点火发生器,直到点火成功。(2)丘陵联合站用气动蝶阀自动控制火炬总管压力。当火炬总管压力在5KPa-35KPa时,原稳压缩机入口调节阀自动开启,正常回收。当总管压力超过50KPa时气动蝶阀开启,启动点火程序,当总管压力超过100KPa时爆破片破裂。当总管压力逐渐减小到10KPa以下时,火炬调节阀关闭。四、混轻价格和运行成本油田火炬放空气回收项目实施后,回收火炬放空气约52000标方/天(其中温米联合站20000标方/天,丘东联合站25000标方/天,丘陵联合站7000标方/天),每年回收天然气0.156亿立方米,回收的天然气进入轻烃装置再处理加工,经计算折合生产混轻约11吨/天,运行时效按300天/年计算,天然气价格按吐哈0.616元/标方,混轻价格按4500元/天计算。1.年产值计算每年天然气的产值:52000标方/天×300天×0.616元/标方=9609600元每年混轻的产值:11吨/天×300天×4500元/天=14850000元年总产值:9609600元+14850000元=24459600元=2445.96万元2.运行成本来计算依托各采油厂现有人员统一管理,不需要增加定员,成本主要是压缩机的耗电和维护费用,温米、丘东2台耗电(90KW+275KW)×24×300=198万度/年。年电费=1980000度/年×0.82元/度=162.23万元温米、丘东、丘陵各联合站运行维护费用估算为300万元年运行成本:电费+运行维护费用=162.23万元+300万元=462.23万元3.新增利税=年产值×17%=2445.96万元×17%=415.81万元4.年纯利润=年产值-年运行成本-新增利税=1567.92万元5.投资情况:该项目投资967.22万元,投入产出比:967.22:2445.96=1:2.53从现场应用效果来看,工艺流程简化,取得了良好的经济效益和社会效益,项目具有良好赢利能力。五、适用于一般单井天然气的回收工艺本项研究成果适用于联合站或天然气处理装置火炬气的回收应用,既可利用已建设施,减少占地面积、降低运行成本、减少投资,也可进行局部改造提高处理能力。也适用于边远单井天然气的回收利用。通过对油田火炬放空气现状的调查,进行火炬放空气回收技术分析研究,针对各联合站火炬的不同特点,采用相