天然气处理厂水平衡测试方法探讨.pdf

簟理 察跬 ， Ma n a g e me n t P r a c t i c e 天然气处理厂水平衡测试方法探讨 苟 小静 王 尧 胡金 燕 1 ． 西南油气 田公司质量安全环保处 ；2 ． 西南油气 田公司安全环保与技术监督研究院 摘要 水 平衡 测 试是 对 用水 单位 的合 理用 水进 行 科 学管 理 行之 有 效 的 方法 。 天然 气 处理厂 是 气 田开发 生 产的 重点 环 节 ，_ T - 业用 水量 占比较 大。通 过 对 天然 气处理 厂 水平衡 测 试应 包括 的 范围进行详细分析，并对各系统的测试边界 、测试项 目，以及测量参数进行 分析和确定，提 出 了天然 气处理 厂各 系统 的水平 衡 方程 以及相 关 水平衡 指标 的计 算公 式 。 关键 词 天然气 处理 厂 水平衡 测试 方法 计 算分析 D 0 l 1 0． 3 9 6 9 ／ i ． i s s n． 2 0 9 5 - 4 9 3． 2 0 1 4． 0 0 8 0 2 2 水 平衡 测 试是 加强 企 业科 学用 水 管理 ，最大 限 度 地 节约 用水 和合 理用 水 的一 项基 础 工作 ，它涉 及 到用 水单 位管 理 的各个 方 面 ，同时也 表 现 出较强 的 综 合 性 和技 术性 。通 过水 平 衡测 试 能够 全面 掌握 企 业 用 水 现 状 ，并 可依 据 测 定 的 各项 水 量 基 础 数 据 ， 找 出水 量平 衡关 系 和合理 用 水程 度 ，采 取相 应 的措 施 ，挖 掘用 水潜 力 ，达 到加 强用 水 管理 、提 高 合理 用水水平 的目的。天然气处理厂是气田开发生产的 重点 环 节 ，工业 用水 量 占比较 大 ，因此 ，开 展 天然 气处 理 厂水 平 衡测 试对 指 导西 南油 气 田公 司 的节水 工作 有 着重要 意 义 。 1 天然气处理 厂水平衡测试范 围 G B ／ T 1 2 4 5 2 -- 2 0 0 8 企 业 水 平 衡 测 试 通 则 是 建立在通用原则的基础上对企业水平衡测试进行了 规 定 ，但 针对 具 体 的测试 对 象 ，在实 际操 作 中仍 需 要根据实际生产情况具体分析，确定其测试范围及 计 算 指标 ，才能 指导 测试 T作 顺 利开 展 、测试 数 据 科 学合 理 。 天然 气处 理 厂生 产用 水 消耗 的重 点单 元 主要 有 全厂新 鲜 水用 水 管 网系统 、锅炉 系统 ，以及循 环 水 系统 。其 中 ，全 厂新 鲜水 用 水管 网系统 是提 供各 生 产单 元 、公 用 和辅 助生 产单 元 以及生 活 用水 的 管 网 系统 ；锅炉 系统 产 生工 艺用 蒸汽 ，因而 需要 消 耗大 量新 鲜 水 ，同 时锅 炉系 统与 全 厂蒸 汽凝 结水 回用 系 统有 着 不可 分割 的关 系 ，从 考虑 系统 测 试工 作 的具 第一作 者简介 苟小静 ，工程师 ，2 0 0 6 年毕业于四川大学 化学工 程与工艺专业 ，从事节能管理工作 ，E - ma i l g 0 u x i a 0 j i n g p e t r I lc h i n a c o m．c n ，地址 四川省成都市府青路一段 5 号 ，6 1 0 0 5 1 。 5 0 I WWW． s y s h j n ． G e m 体 实施 ，以及 数据 分析 出发 ，应将 全 厂蒸 汽凝 结 水 回用 系统 纳入 锅炉 系统 进行 统 一考 虑 ；循 环水 系统 提 供 装 置热 量 交 换 ， 以满 足 工艺 生 产 要 求 。 目前 ， 西 南 油气 田公 司 天然 气处 理 厂均 采用 半 敞开 式循 环 水 系 统 ，由于受蒸 发 损失 和 飞溅 损失 的影 响 ，以及 满 足循 环 水 系 统运 行 中对 循 环水 浓 缩 倍 数 的要 求 ， 需 要 消 耗 大 量 新 鲜 水 对 循 环 水 系 统 进 行 补 充 。 同 时 ，按 照 G B ／ T 1 2 4 5 2 2 0 0 9 企 业水 平 衡 测试 通 则 以及 G B ／ T 7 1 1 9 2 0 0 6 节水型企业评价导则 要求 ，应对 天然 气处 理 厂 的废 水 回用率 、污水 达 标 排放 率进 行 分析 ，因此 ，虽 然 污水 处理 单 元新 鲜水 消耗 量较 低 ，但也 应纳 入重 点耗 水单 元进 行测 试 。 根据 以上分 析 ，天 然气 处 理 厂水平 衡 测试 应 包 括 全厂 新鲜 水 用水 管 网系 统 、锅 炉系 统 包 括蒸 汽 凝 结 水 回收 系统 部 分 、循 环 水 系统 和 污水 处 理 系 统 ，对这 四个 部分 进 行水 平衡 测 试 和分 析 ， 即可较 为 全 面地反 映天 然气 处理 厂 的用水 现状 。 2 天然气处理厂水 平衡测试 方法及指 标计算 水 平 衡 测 试 计 算 指 标 应 依 据 G B ／ T 1 2 4 5 2 -- 2 0 0 9 企业水平衡测试通则以及 G B ／ T 7 1 1 9 2 0 0 6 节 水 型 企业 评 价导 则 相关 要求 ，结合 天 然 气处 理 厂 实 际生 产情 况进 行分 析 和选择 。 2 ． 1 新鲜 水 管网 系统 2 ． 1 ． 1 测 试 边界 、 测试 项 目，以 及 测 量 参数 的 分 析 和 确定 针 对 天 然 气 处 理 厂 新 鲜 水 管 网 系 统 的实 际 情 况 ，以及 考 虑用 水计 量 器具 配置 现 状 ，对 新鲜 水 管 网主要考查其主管网系统的水量漏损情况以及处理 单位天然气的新鲜水取水量 。因此 ，新鲜水管网系 统 的测试 边 界设 定 为从 天然 气处 理 厂新 鲜水 系 统总 进 水 口到各 新鲜 水使 用 单元 。涉及 的测 量 参数 包括 全 厂 新 鲜 水 用 量 、各 单 元 新 鲜 水 用 量 和 天 然 气 处 理 量 。 2 ． 1 ． 2 水 平衡 指标 的计 算分 析 按 照 天然 气处 理 厂新 鲜水 管 网取 水 和各 单元 用 水 的相互 关 系 ，全厂 新鲜 水 用量 应 等于 各单 元用 水 消 耗 与系统 漏损 之 和 。 处 理厂 新鲜 水管 网系统水 平衡 方程 为 ， ∑ 。 ， V 1 J 式 中 为 全 厂 新 鲜 水 用 量 ； V 为 第 i 个 单 元 新鲜 水 用 量 ； V 为新 鲜 水 管 网 系统 综 合漏 失水 量 。 则新鲜水管网综合漏损率的计算如下 ． 2R 1 0 0 ％ 2 c L ．zL 三 _ 三 ‘ XS GW ． XS 处理 1 0 m 天然 气取 新鲜 水 量 的计 算 如下 l ／ Hc L 3 y CL 式 中 H 为 处理 1 0 m 天然气 取新 鲜 水量 ； ．为天 然气 处理 量 。 2 ． 2 循 环 冷却 水系 统 2 ． 2 ． 1 测试 边界 、测试项 目，以及测量参数 的分 析 和确 定 目前 ，分公 司天然 气处 理 厂循 环 冷却 水 系统 均 采用 半 敞开 式 系统 ，从 用水 管 理 的角 度 出发 ，对 该 系 统 主要考 查 其管 网系统 的水 量 漏损 情况 以及循 环 冷 却水 系统 冷 却水 循 环率 。循 环 冷却 水 系统 冷却 水 循环率是反应循环水单元用水效率的指标 ，循环率 越高 ，其系统用水效率越高。因此 ，循环冷却水系 统测试边界设定为从循环冷却水系统的各进水管线 入 口至该 系统 出 口。涉及 的测 量 参数 包括 循 环水 系 统 新鲜 水 补充 水量 、冷却 水循 环 量 、消耗 量 和排 水 量 。循 环水 系统 的消 耗量 是半 敞 开式 循环 水 系统 在 运 行 中其循 环 水 与空 气 的热交 换 过程 中产 生 的蒸 发 和 飞溅 损失 。 2 ． 2 ． 2 水平衡指标的计算分析 根 据半 敞开式 循 环水 系统 新 鲜水 补 充水 量 、循 环 量 、消 耗量 、排水 量 间 的相互 关 系 ，进入 循环 水 系统的新鲜水补水量与循环冷却水量之和应等于出 系统 的循 环水 量 、消 耗量 、排 水 量 以及 系统 综合 漏 管理 实残 ／ Ma n a g e me n t P r a c t i c e 失水 量之 和 。 循环冷却水 系统水平衡方程为 Y』 V x l _J ，B c c x L c x H x I w P x - L s 4 式 中 为 进 循 环 水 装 置 冷 却 水 循 环 量 ； ， 为循 环 冷却 水 系 统 补 充 水 量 ； V c 为 出 循 环 水 装 置 冷 却 水循 环 量 ； V 为 排 水 量 ； V 为 循 环 冷 却水 系统 消 耗 水 量 ； V 为循 环冷 却 水 系 统 综合 漏失 水量 。 其 中 ，循 环冷 却水 系 统 消耗水 量 在没 有测 试 条 件 的情况下可参考 G B ／ T 1 2 4 5 2 --2 0 0 9 企业水平衡 测试 通 则 附 录 A计 算取 得 。 循 环冷却 水 系统 冷却 水循 环率 的计算 如 下 丧 o 0 5 2 ． 3锅炉 系统 包 括蒸 汽凝 结水 回收 系统 2 ． 3 ． 1 测试 边 界 、测 试 项 目， 以及 测 量 参 数 的 分 析 和确 定 对 天然 气处 理 厂锅 炉 系统 而言 ，主要 考查 其 管 网系统 的水量漏损情况 ，以及蒸汽凝结水 的 回用 量 。蒸 汽凝 结水 的 回用 量 可 以反 映天 然气 净化 水 的 用 水 效 率 ， 回用 量 越 高 ，其 水 利 用 效 率 越 高 。 因 此 ，锅 炉 系统 的测 试边 界设 定 为从 蒸 汽发 生及 凝结 水 回收 系统 的各进 水管 线 入 口至该 系 统排 水管 线 的 出口。涉及 的测量参数包括冷却水循环系统新鲜水 补 充水 量 、冷却 水 循环 量 和排 水量 ，还包 括软 化水 输入 量 、冷凝 水 回收量 、蒸 汽 生产 量和排 污 量 。 2 ． 3 ． 2 水平 衡指 标 的计 算分析 根 据 锅 炉 系 统 软 化水 输 入 量 、冷凝 水 回 收量 、 蒸 汽生 产 量和 排 污量 间 的相互 关 系 ，进入 锅 炉 系统 的软化 水输 入 量 与返 回系 统 的蒸 汽凝 水量 之 和应 等 于 系统 产 生 的蒸 汽量 、排 污量 以及 系 统综 合漏 失水 量 之和 。 锅 炉 系统水 平衡 方程 为 VZ N j ,L N “ 1- V z 6 汽 式 中 ． 为 冷凝 水 回 收量 ； V J f R 为 软 化 水 输 入 量 ； D 。 为 蒸 汽 生 产 量 ； V z 为 排 污 量 ； V z 为 蒸 汽发 生 及 凝 结水 回收 系 统综 合 漏 失 水 量 。 蒸 汽冷 凝水 回用 率计 算 如下 VZ N J ,L N p 1 0 0 ％嘲 7 己 口 I q 年 第 日 期 石 油 石 化 节 能l 5 1 萱理 - 察鹾 ， Ma n a g e me n t P r a c ti c e 2 ． 4污水 处理 系统 2 ． 4 ． 1 测试边界、测试项 目，以及 测量 参数 的分 析 和 确定 按照 G B ／ r I 1 l 2 4 5 2 2 0 0 9 企业 水 平衡 测试 通 则 以 及 G B ／ T 7 l 1 9 2 0 0 6 节 水 型 企 业 评 价 导 则 要 求 ，应对废 水 回用率 、达标 排放率 进行 核查 。因此 ， 污水处理 系统 其测 试边界设定为从 处理厂污水处理单 元 的各进水 管线人 口至输 出管线 的出 口。涉及 的测量 参 数包 括新 鲜 水用 量 、污 水输 入量 、处理 污水 外排 量 、处理污水 回用量和达到排放标准 的排 水量。 2 ． 4 ． 2 水平衡 指标 的计 算分析 根据 污水 单元 新鲜 水 用量 、污水 输入 量 、处 理 污水 外排 量 和处 理污 水 回用量 问的相 互关 系 ，可 以 得 出水平衡 方 程 。 污水 处理 系统水 平衡 方程 为 ⋯ w 叫 s V w I ，、 w l l l I 1 Y w 【 w r w - L s 8 式 中 为新 鲜水 用 量 ； V 为 污 水 输 入 量 ； V 为处 理污 水 外排 量 ； V 为 处 理污 水 回 用 量 ； V ⋯ 为 达 到 排 放 标 准 的 排 水 量 ； ． ． 为污水 处理 系统综 合 漏失水 量 。 污 水处理 系统 达标 排放 率计 算 如下 T ， ，． R。 1 0 0 ％ 9 ‘ Vw c ．w P 污 水 回用率计 算 如下 l ， ． R Ⅲ 1 0 0 ％ 1 0 W CC． W P l y W CC HY 2 ． 5天 然气处 理厂 其他 水平 衡指 标计 算 按 照 G B ／ T 1 2 4 5 2 -- 2 0 0 9 企 业 水 平 衡 测 试 通 则 以及 G B ／ T 7 1 1 9 2 【 】 6 节 水 型企 业评 价 导则 要 求 ， 还 应 对 天 然 气 处 理 厂 水 重 复 利 用 率 进 行 计算 ． 一 三 。 。 ％ 1 1 3结 论 和 建 议 1 天 然 气处 理 厂 水 平 衡 测试 范 围包 括 全 厂 新 鲜水 用 水管 网 系统 、锅 炉 系统 包 括蒸 汽 凝结 水 回 收 系 统 、循 环 水 系统 和 污 水 处理 系统 ，对 这 四 部 分 进行 水平 衡 测试 和分 析 即可 较 为全 面地 反 映天 然 气 处理 厂 的用水 现状 。 2 天然气处 理厂水 平衡测 试 的计 算指 标主要 包 括新 鲜水管 网综合漏损 率 、处 理 1 0 m 天然气取新 鲜 水量 、重复利用率 、蒸 汽冷凝 水 回用率 、循 环冷却水 单元冷却水循环率 、标排放率和污水 回用率 。 3 依 据 G B ／ T 1 2 4 5 2 2 0 0 9 企业 水平 衡测 试通 则 以及 G B ／ T 7 1 1 9 2 0 0 6 节 水 企 业 评 价 导 则 要求 ，结 合 天然 气处 理 厂实 际 生产 情况 ，建立 天然 气 处理 厂 水 平 衡 测试 的企 业 标 准 ，可 以更 加 规 范 、 科学 地指 导 天然气 处理 厂水 平衡 测试 _T作 的开 展 。 参 考文献 [ 1 ]中华人 民共 和同 国家质量 监督检验榆疫 总局， 中国 同家 标 准化 管理 委员 会 G B ／ T 1 2 4 5 2 --2 0 0 8企 业水 平 衡测 试通则 I s ]北京 中国标准出版丰 十 ， 2 0 0 8 ． [ 2 ] 中华 人民共和 国国家质量监督 检验 检疫总局 ． 中同同家 标 准化管理 委员会． G B ／ T 7 1 1 9 2 O O 6节水 型企 业评价 导则 [ s ]北京 中同标准出版社， 2 0 0 6 ． 收稿 日期 2 01 4 0 4 21 上接 第 4 9页 并 且 电量 消 耗 大 等现 象 。2 0 1 3 年人 冬 前 开 始对 作 业 区所 有水 井房 进 行加 固 ，确保 冬 季 大风 天气 不 至 破损 ，使用 发泡 剂将 水 井房 边 角进行 封 堵 ，水 井房 天 窗用 毛毡 封堵 并 且增 加 固定 点进行 固定 ，同时在 水井 房 外 围进行 培 土并 浇水 压 实 ，确保 不会 因有缝 隙漏 风 导致 内部 温 度降 低 。入冬 后将 电热板 温 度恒 定 至 1 5 o C，经 每 日观 察 效 果 良好 ，降低 耗 电量 的 同时也提 高 了电热 板 的使用 寿命 。 3 效 果 分析 节 电 效 益 计 算 2 0 1 3年 与 2 0 1 2 年 同 期 相 比 ， 夏 季单 日耗 电量 可节省 3 6 0 k Wh ，冬 季单 日耗电量 可 节 省 5 0 0 k Wh ，且 海 拉 尔 冬 季 长 达 8 个 月 ，按 每 度 电 0 ． 5 0 元计算 ，每年 可创 经济效 益 8 2 6 4 0 元 。 52 1 w w w ．s y s h ；n ．c 。 m 4 结 论 贝 2 8 作 业 区采 油 队 2 0 1 3 年 通过 优 化单 井掺 水 调 控 、调 节 电热 板 温 度 等 措 施 达 到 了 降 低 掺 水 耗 电 、优化 掺 水 系统运 行 的 目的 ，取 得 了 良好 的经 济 效 益 。在 不 需要 资金 投 入 的情 况 下 ，通 过 加强 技 术 攻 关 、精 细 管理 、提 高 员工 节能 降 耗意 识便 可 以实 现采油队的节能降耗 目标 。 参 考文 献 [ 1 ] 王学 文． 降温 集输 的 技术 界 限探 索 [ J ] ． 油 气 田地 面 l r 程 ， 2 0 0 8 4 2 1 - 2 2 ． [ 2 ]付玉． 碳晶 电热板 用于室 内局部 辐射采暖 的研 究 [ J ] 哈 尔滨工业大学学报． 2 0 1 0 3 5 - 1 0 ． 收稿 日期 2 叭4 0 5 1 6