油气矿场加工系统的规划设计.pdf

笫 3 卷第7 期 2 0 1 4 ． 7 规划设计 油气矿场加工系统的规划设计 殷 季慧 祖佳 男 大庆 油田 天然 气 分公司 摘要近几年大庆油田天然气分公 司将全面实现站场集中控制改造 ，包括生产装置、轻烃 储库及储运 系统的升级改造。针对 C O 含量上升影响深冷装置制冷深度 的问题 ，拟在 2 5 年 内， 探索研 究适合的脱碳技术工艺；根 据大庆 东、西城 区城市建设总体规划 ，对 东、西城 区的民用 气供 气管网进行完善 ，根据用户分布合理安排供 气站的扩改建和新建工程。 关键词油气矿场；轻烃回收；原油稳定；集中控制 d o h i 0 ． 3 9 6 9 ／ i ． i s s n ． 1 0 0 6 - 6 8 9 6 ． 2 0 1 4 ． 7 ． 0 2 6 1 系统简介 大庆油田有限责任公司天然气分公司成立于 1 9 7 3年 ，是 集轻 烃 回收 、原油 稳定 、天然气 净 化 、城镇燃气 、产品销售 、天然气长输管道于一体 的专业化公 司 ，主要生产资源 型产 品天然气 和轻 烃，产品广泛应用于合成氨、甲醇和乙烯生产，同 时承担着为油田生产、工业用户、城市居民提供原 料 和燃料 的任务 。 目前 已建油气处理装 置 2 8 套 ， 其中轻烃 回收装置 l 7 套 ，天然气净化装置 1 套 ，原 油稳定装置 1 0 套 ，天然气增压站 5 座 ，轻烃储库 2 座，计量阀组间9 4 座，现有输气 、输烃、输油管 道 2 1 1 条 合计 1 8 9 1 公里 。 2 系统存在的主要 问题 1 原油品质将更加复杂 。近几年来 ，原油 中 泥砂等杂质含量逐年增高，导致原稳装置中原油换 热器管隙积垢量和积垢速度增加 ，换热器的换热效 率下降较快 ，原油回油温度高，影响原油稳定率， 多数装置不得不一年一次清洗换热器 ，对原油稳定 装置的长周期安全平稳运行造成了不利影响。随着 油 田 三 次采油 聚驱 产 量逐 年上升 ，原油含杂 质 、含聚 、含碱使原油成分更为复杂 ，原油成分复 杂导致采油厂电脱水装置故障频繁 ，造成原稳装置 来油高含水影响加剧 ，以及换热器堵塞等一系列问 题 ，严重地影响了分公司轻烃产量。 2 伴生气产量高于预测值。近几年来 ，喇萨 杏油 田的伴生气产量呈上升趋势。根据最近几年的 实际统计数据 ，一厂伴生气最高接收量 2 0 0 8 年为 2 2 01 0 m{／ d ，2 0 1 3 年已达 2 7 01 0 m 。 ／ d 。预计未 来几年伴生气产量会高于 “ 十二五”初期预测值。 由于伴生气量上升 ，目前部分轻烃回收装置已从季 节性调峰运行 ，变成正常生产运行。 3 部分轻烃 回收装置制冷方式存在较大安全 隐患 。天然气分公 司 1 0 浅冷装置 中采用氨压缩制 冷工艺的装置有6 套。氨属于易燃易爆、有强烈刺 激性气味 的有毒介质 。在常温环境下液 氨发生 泄 漏 ，将迅速挥发形成氨气并扩散 ，按照装置循环氨 量 ，约 1 5 ． 3 m半径内的人员可能处于立即致死浓度 范围内，周边人群也可能造成 中度毒性危害 。 4 部分装置设备老化 、轻烃收率低。天然气 分公司部分装置投产于 2 0 世纪 8 O 、9 O 年代 ，压缩 机和储罐等关键设备 、仪表 、控制系统都存在不同 程度的老化 ，如压缩机组的主要部件如活塞 、活塞 杆、曲轴等出现疲劳现象，配套电机也存在电机过 热 、振动 、绝缘性能差等现象 ，达不到设计时的运 行参数 ，导致轻烃收率低。 5 C O 含量上升影响深冷装置制冷深度 。从 近几年的天然气检验数据看，油田伴生气中C O 含 量呈上升趋势 ，平均含量 已超 过 3 ． 5 ％，最高值达 到6 ％。分公 司深冷装置在一 8 8。 C以下 均不 同程度 地发生 C O 冻堵 ，是制约分公司深冷轻烃上产的主 要生产瓶颈 。依据 天然气质量标准 G B 1 7 8 2 0 2 0 1 2 中规定 ，民用气 C O 的含量也必须小于等 于3 ％。C O 。 含量上升同时也造成深冷装置高 部位 设备 、管线碳酸腐蚀加剧 ，影响深冷装置安全平稳 运行 。 6 杏北地区两套原稳装置负荷率偏低的问 题。杏北地区现有杏九原稳和杏 原稳两套正压原 稳装置 ，规模 分别为 3 5 01 0 t ／ a和 3 0 0 X 1 0 t ／ a 。 由于杏北地区原油产量下降 ，“ 十二五”期 间杏北 地 区的原稳 装置负荷率低 5 8 ％ ，装 置能耗高 。 拟在适当时机进行规模调整及关键设备更新。 7 轻烃储运系统问题。一是现有产量不能满 足深冷轻烃分储分输需求 。目前分公司深冷轻烃年 一 4 2 一 油气田地面工程 h t t p ／ ／ www． y q t d mg c ． c o rn 第 3 3 卷第 7 期 2 0 1 4 ． 0 7 规划设计 产量达到 2 8 ． 9 X 1 0 t ，现有深冷 、浅冷 、原稳三种 轻烃在管道内采用混合 、间歇输送 ，混输使轻烃外 输系统饱和蒸汽压升高 ，浅冷 、原稳外输泵能耗增 大 ，部分使用年 限长 的管道安全运行风险 li增加 ； 同时间歇输送使外输泵启停频繁，管道压力波动范 围较大；目前光明轻烃储库仅有两个 1 0 0 0 m 。 的深 冷烃球罐 ，不能满足深冷轻烃分储分输需求。二是 部分装置 的轻烃储罐均 已运行超过 2 O 年 ，经检测 存在壁厚减薄等问题 ，继续运行存在安全隐患。 8 主干管道限制li 调节阀问题。天然气分公 司主要通过 已建管 网为装置输送湿气 ，为下游输送 干天然气。下游用户用气量波动较大时，尤其是冬 季用气高峰时对外输气管 网压力造成较大影响。针 对上述情况 ，分公 司未来几年拟通过增设限制性调 节阀的方式对下游用户流量、压力等进行一定的限 制 ，优先保证天然气管 网的安全平稳运行。 9 民用气 系统问题 。一是供气站供气能力不 足 。天然气分公 司民用气供气范 围覆盖大庆市东 、 西主城区 ，东城 区开发区供气站设计供气能力 2 01 0 m。 ／ d ，2 0 1 2 年底下游用户需求气量 已达近 3 0 X 1 0 m。 ／ d ，供气能力不足 ，需要 扩建。二是供 气站布局不能满足用气需要 东城区现有 的东风计 量问开发区供气站各 自负责的供气区域跨度较大， 无论从 日常管网运行管理、用户压力控制等均存在 不便 ，需考虑在东城区增设城市供气站 ；西城 区也 将根据用气规模发展实际情况 ，择机通过扩建供气 阀组 、新建供气站等方式 ，满足城市发展需求。 3 系统规划 1 站场集 中控制改造 ，近几年天然气分公司 将全面实现站场集 中控制改造 ，包括生产装置 、轻 烃储库及储运系统的升级改造 。通过岗位合并实现 生产运行的集中管理 、集中控制 ，减少辅助岗位操 作 人员 ；对 部分计量 问 、阀组问实现远程控 制操 作 ，集 中控制区域管理 ，减少值班人员 。努力实现 自动监测 、无人值守 、视频监控 、定期巡检 、专业 化维修。 2 深冷装置脱碳技术的应用。针对 C O 。 含量 上 升影 响深冷装 置制冷深 度 的问题 ，拟在 2 ～ 5 年 内 ，探索研究适合的脱碳技术工艺 ，并逐步在分公 司深冷装置上推广实施 。改造后深冷装置冻堵问题 将得到解决，深冷负温将达到或接近设计指标，C 。 收率达到8 0 ％以上，同时外输轻烃及外输气的质量 也得到保证。 3 关键设备更新改造 陆续对生产装置运行 时间长 、能耗高 、效率低 、可靠性差 的压力容器 、 冷换设备、高低压配电系统等进行更新改造。同时 完善轻烃储运系统管网建设及轻烃外输泵改造 ，实 现轻烃连续输送 、实现深冷轻烃分储分输 ；继续对 南八原稳等装置的超期运行 、 腐蚀严重的轻烃储罐 进行更新改造，并对部分不满足消防要求的轻烃储 罐喷淋系统进行完善。 4 变配电系统升级改造。在 “ 十二五”末 ， 分公司配电系统将实现全部变配电所的综合 自动化 系统完善 、实现部分关键设备高压 电机的备用。下 一 步将重点解决高压电机的在线监测功能和高压电 机备用 、因变频以及直流系统等设备引发的电能质 量下降等问题 ，加强分公司配电系统抵御电网波动 和雷击的能力 。 5 加强深层气田气与老区管网的连接，提高 管网供气安全性 、稳定性 。目前 ，深层气田气与老 区管 网仅有红 岗调压站一个接人点 ，由于深层气 田 至红 岗调压间的气源管道为单线运行 ，一旦管道出 现问题，将严重影响下游供气安全性。拟考虑新增 气田气与老区接人点，同时考虑新建深层气至红岗 调压间复线 ，提高运行可靠性。 6 加强城市民用气管网建设及供气站布局调 整。根据大庆东 、西城 区城市建设总体规划 ，将结 合下游用气需求，对东、西城区的民用气供气管网 进行完善 ， 根据用户分布合理安排供气站的扩改建 和新 建工程 。实现东 、西主城 区供气 站全区域覆 盖 ，同时通过环 网建设 ，保证供气 站气源稳 定 、 可靠。 7 减少工业、民用用户用气波动对外输气管 网运行影响。将陆续对工业 、民用气用户通过增设 限制性调节阀的方式对流量 、压力等进行必要 的限 制 ，优先保证天然气管网的安全平稳运行 。适 当时 机考虑增设调峰设施 。 8 逐渐实现 民用气脱碳 ，达到城镇燃气 民用 天然气气质标准要求。近几年来随着油 田的不断开 发 ，天然气 中二氧化碳含量逐年升高 ，因此在考虑 生产装置 中建设脱碳设备的同时，也应重视民用天 然气 中二氧化碳含量逐渐走高的实际情况。“ 十三 五”期 间天然气分公 司将在小型民用气脱碳技术方 面进行研究 ，并通过试点验证 ，逐渐实现 民用气全 部脱碳 ，满足城镇燃气 中民用天然气一 、二类气质 标准要求。 栏 目主持张秀丽 油气田地面工程 h t p ／ ／ a N W ．y q t d r n g c ．c o rn 一4 3