五宝场气田三甘醇脱水装置优化分析

针对常用三甘醇脱水工艺存在“计量泵的出口压力和流量波动较大,泵流量调节不便,换热效果差,甘醇再生热负荷大”的不足,五宝场气田三甘醇脱水装置采用先进的齿轮泵和高效的波纹板式换热器,取消了泵出口缓冲罐、甘醇贫液水冷却器及循环水系统。为此,论述了该气田三甘醇脱水装置工艺流程及设计特点,探讨了现有三甘醇脱水装置中甘醇泵和甘醇贫富液换热器存在的问题,分析了装置的优化设计。该装置的成功运行表明：与同类常规三甘醇脱水装置相比,采用先进的齿轮泵和高效的波纹板式换热器,三甘醇脱水装置的再生塔重沸器热负荷降低了54 kW,燃料气用量减少了8 m3/h,其单位综合能耗降低了72 MJ/104 m3,节能效果明显。     

三甘醇脱水装置节能设计

本文通过分析典型天然气三甘醇脱水装置工艺流程,得出能耗偏高的原因,提出采用开米尔能量循环泵替代电泵充分利用高压三甘醇的压力能;用板式换热器替代管壳式换热器,提高贫液进重沸器温度,降低重沸器负荷;并通过Uni Sim软件模拟计算了节约的能耗。通过对典型天然气三甘醇脱水装置工艺流程的分析,得出能耗偏高的原因,提出三甘醇脱水装置节能设计,并通过工艺模拟计算了节约的能耗。     

天然气脱水装置工艺分析与改进

分析了在役三甘醇脱水装置设计和运行中存在的主要问题,提出了改进的工艺措施和脱水工艺流程。在三甘醇脱水改进工艺流程中,应用了高效的板式换热器和先进的旋转齿轮甘醇泵,改善了甘醇贫富液换热效果,取消了甘醇贫液水冷却器、循环水系统及泵出口缓冲装置,简化了工艺流程,降低了脱水装置的能耗及操作费用,在脱水装置设计和技术改造中具有推广应用价值。     

天然气三甘醇脱水装置节能分析

目前,国内多数三甘醇脱水装置运行状况正常,基本能达到管输天然气水露点的要求,但现有三甘醇脱水装置普遍存在甘醇贫富液换热效果差、高压甘醇富液的压力能未得到有效利用、工艺参数不够优化等问题,导致脱水装置的能耗偏高。为了有效降低脱水装置的能耗,实现脱水装置的节能运行,本文分析了国内三甘醇脱水装置用能方面存在的主要问题,提出了甘醇脱水装置的主要节能措施,并对常规的三甘醇脱水装置工艺流程进行节能改进。在流程中应用了先进的能量转换泵和高效的板式换热器,取消了甘醇泵前水冷却器、循环水系统及泵出口缓冲装置。本文对脱水工艺的应用实例进行了工艺模拟和能耗分析,分析表明：与常规三甘醇脱水装置相比,改进后的甘醇脱水工艺节能效果显著,提高了能量综合利用率,简化了工艺流程,在工艺设计和技术改造中值得推广使用。     

三甘醇脱水装置的节能设计

为减少天然气在输送过程中对长输管道的腐蚀危害,需进行脱水处理。目前国内气田站场大多采用脱水剂吸收法脱水,但脱水剂三甘醇再生过程中会消耗大量热能,故三甘醇脱水装置属于高耗能设备。通过对脱水装置中的主要耗能设备即高压吸收部分的吸收塔、低压再生部分的重沸器进行结构改进,优化工艺流程,引入板式换热器,使整个装置的能耗降低,节约了能源,减少了装置的运行成本,提高了装置的市场竞争力。     

低压大处理量天然气三甘醇脱水橇装装置

针对三甘醇常规设计在低压大处理量的条件下存在的问题,研制了两套低压大处理量天然气三甘醇脱水橇装装置。介绍了这两套装置的设计特点和现场运行情况。论述了在工艺流程设计中如何做到既脱水又脱盐;阐述了简化流程不设闪蒸罐的理由,以及设置板式贫富液换热器的道理和效果。     

三甘醇脱水系统扩容改造

WZ12-1A平台上的原天然气三甘醇脱水系统无法满足增产的需要,需扩容改造。经过计算,采用规整填料代替原塔盘,并更换了1台换热面积更大的管壳式换热器,增加了1台板式换热器。通过实例证明了将三甘醇塔盘脱水系统改造为填料脱水系统是可行的,并为进行此类海上改造工程作业提供借鉴。     

海上油气田天然气三甘醇脱水装置工艺优化研究

三甘醇脱水装置作为一种成熟且常用的天然气处理装置,广泛应用于海上平台。以某海上平台天然气三甘醇脱水装置为例,介绍了其工艺流程现状,分析了该工艺流程存在的问题。利用工艺模拟软件HYSYS进行模拟分析,发现提高闪蒸温度可以提高三甘醇富液中烃类的闪蒸效果,但效果不显著,使用三甘醇预换热器提高闪蒸温度的实用性不强。针对上述分析结果,提出两种降本增效优化方案。方案一,吸收塔至闪蒸罐间设备的设计压力仍保持8 100 kPa,同时优化掉三甘醇预换热器;方案二,在吸收塔三甘醇富液出口的调节阀后设置串气工况的安全阀,同时将再生塔顶部冷凝器、三甘醇预换热器和三甘醇闪蒸罐的设计压力降低。上述两种优化方案,均可以避免国外专利技术对关键设备的制约,不但可以降低项目建设阶段的投资成本,还可以减少设备采办的周期。     

新型高效焊接板式热交换器在三甘醇脱水装置中的应用

通过制定合理的工艺流程,在天然气三甘醇脱水装置中采用了新型高效全焊接板式热交换器取代传统的管壳式或焊接板式贫-富液热交换器,在大幅度提高传热效率的同时,也达到了减小占地空间,降低脱水装置的能耗、操作费用及总投资的改造目的。     

三甘醇撬装脱水装置在涪陵页岩气田的应用

涪陵页岩气田作为国家级页岩气示范区,已顺利实现50×10~8m~3年产能的建设目标。依据其高品位、不含H_2S的气质组分特点,采用多井集输、集中脱水的集输工艺,天然气只需经脱水站脱出部分饱和水达到外输商品气质要求后,直接供给下游用户。通过介绍三甘醇撬装脱水装置的工艺原理、系统组成和该工艺的先进性,并结合现场应用情况,表明该装置具有占地面积小、处理量和操作弹性大等优点,特别是能量泵和高效板式换热器的使用,极大的降低了能耗,年节约电量13.6×10~4kW.h。通过3座脱水站的应用实践,三甘醇撬装脱水装置经济效益和推广应用价值明显。     

换热器系统的能质传递有效度

基于热力学能质传递理论定义并导出了换热器系统的能质传递有效度计算公式,系统地讨论了传热单元数、冷热流体热容量流率比以及单台换热器的流型对换热器系统能质传递有效度的影响,比较了换热器系统的能质传递有效度与换热器系统的传热有效度。结果表明,对于由多台结构和流型相同的换热器串一并联组合而成的换热系统,当其中的每台换热器为逆流布置时其热力学性能最佳;在相同的情况下,换热器系统的传热有效度总是大于换热器系统的能质传递有效度,且换热器系统的能质传递有效度和换热器系统的传热有效度以及两者之间的差值随传热单元数、冷热流体热容量流率比以及单台换热器的流型的变化呈现不同的规律。     

缠绕管换热器在连续重整装置上的应用

对比了缠绕管换热器与板壳式换热器的结构特点,并对连续重整装置进料换热器由板壳式换热器更换为缠绕管换热器后的运行状况进行了分析。结果表明：2种换热器运行1 a后,在重整装置处理量接近的工况下,与板壳式换热器相比,缠绕管换热器的热端温差降低13.6℃,换热器总压差降低15.2 kPa,第1反应器燃料气消耗量降低0.90 t/h,3.5 MPa蒸汽消耗量降低15.41 t/h。     

新型换热器及其技术进展

着重介绍了国外新近开发的焊接式板式换热器、Packinox 换热器、块式换热器、毛细板式换热器、变形翅片管换热器及SRCTM空冷式涡轮冷凝器的结构、性能及其应用情况,阐述了最近换热器技术:计算流体力学(CFD)、详细模块化技术和传热促进技术等的发展状况,指出了今后换热器发展的方向.     

板壳式热交换器结构及应用概述

板壳式热交换器是一种新型高效紧凑式热交换器,结合了传统管壳式热交换器和板式热交换器的优点。结合近年来国内外板壳式热交换器的发展现状,从结构和应用方面对板壳式热交换器进行了简单介绍。     

大型轧制焊接板壳式换热器的研制

新研制的大型轧制焊接板壳式换热器集板式换热器和管壳式换热器的优点于一体 ,既保留了前者高效传热的特点 ,又继承了后者压力壳承压能力高和密封性好的长处 ,增强了对炼油工艺的适用性。这种板壳式换热器的结构研究主要针对板程和壳程的结构形式 ,管板的分析计算以及板束与壳体热膨胀差的平衡。较长板片的连续压制成型和薄板片间的焊接是制造该换热器的关键技术。这种换热器比立管式换热器的传热效率高 2～ 4倍 ,占地面积减少 50 %以上 ,每年节省加热炉燃油费、电费等约 35万元 ,操作费约 76万元     

双管双管板热媒热交换器(安全热交换器)

双管双管板热媒热交换器是近代在双管板基础上发展起来的一种新型管壳式热交换器,也称安全热交换器,适用于管、壳程介质严禁掺混的场合。结合双管板热交换器,对双管双管板热媒热交换器的有关要点做了简要介绍,可为此类热交换器的设计、制造及使用者提供一定的参考。     

螺旋扭片换热器壳程传热与流阻研究

在水-水系统下对新型螺旋扭片换热器与普通弓型折流板换热器进行壳程传热与流阻对比试验，考察了扭片开孔与否对螺旋扭片换热器壳程传热性能的影响规律。结果表明，在相同流量下，螺旋扭片换热器单位压降下的壳程传热膜系数为普通弓型折流板换热器的1.4～8.0倍；而开孔扭片换热器的传热效果优于无孔扭片换热器。说明螺旋扭片换热器是一种结构更为合理的新型换热设备，有较好的传热与流阻特性，应用前景广阔。     

螺旋折流板换热器在常减压蒸馏装置中的应用

换热器的选型不仅影响到换热网络的能量回收,还会对常减压装置的长周期稳定运行产生重要影响.通过对壳程介质分别为柴油、脱前原油、常压重油、减渣急冷油和减压渣油的工艺流体进行螺旋折流板换热器（采用HelixTool程序）和弓形折流板换热器（采用HTRI 6.0软件）的工艺计算,对比发现,螺旋折流板换热器壳程的单位压力降传热系数更高.同时结合螺旋折流板换热器能够降低壳程结垢和振动风险、延长设备运行时间等自身特点,考虑了油品性质及价格因素影响,可为常减压蒸馏装置在选择合适的部位采用螺旋折流板换热器提供参考.以某厂脱前原油-初顶油气换热器为例,计算结果显示采用螺旋折流板换热器可将换热器壳径减小200 mm,重量减少约28％.可见,螺旋折流板换热器具有明显优势,既保证了工艺性能,又降低了设备投资.     

一种高效壳程强化传热换热器及其工程应用

介绍了换热器壳程强化传热的研究现状;分析了弓形折流板换热器传热效率差的原因;阐述了螺旋折流板换热器壳程强化传热的原理;对螺旋折流板换热器与弓形折流板换热器的技术性能进行了对比和经济效益分析;列举了螺旋折流板换热器的工程应用实例,并指出,螺旋折流板换热器的出现使换热设备大型化成为可能。     

花板换热器及折流板换热器总熵增率性能评价

运用总熵增率及K／△p这2种综合性能指标对花板换热器和折流板换热器进行了总熵增率的计算及性能比较,认为用总熵增率来评价换热器的换热性能比用K／△p来评价更合适,也有利于换热器的优化。当壳程流体速度约大于0．23m／s时,花板换热器的总熵增率远比折流板换热器的小,即花板换热器传热的能量损失小于折流板换热器。