利用管网压力能制备天然气水合物的调峰新技术

高压天然气管网节流调压过程中会产生大量的压力能,绝大部分压力能不仅被浪费了,而且还会对下游管道设备造成一定的冷破坏。为此,开发了一种利用管网压力能制备天然气水合物调峰新技术,充分利用天然气膨胀产生的冷量制备天然气水合物,以供城市燃气储气调峰。计算结果表明,管网天然气流量为1000kg/h,进口温度为25℃,进口压力为8.0MPa,出口温度为-112℃,出口压力为0.4MPa时,最高制冷量可达71kW,有效利用冷量达60kW,生成的天然气水合物可储存100m3天然气。该工艺既有效回收了管网压力能,又实现了天然气的安全储存和调峰,具有广阔的发展前景。     

基于管输天然气压力能回收的液化调峰方案

近年来，高压天然气长输管网迅速发展。为了回收天然气管网蕴含的巨大压力能，且同时满足城市燃气调峰的需要，提出了回收输气管网压力能的天然气液化调峰方案。在天然气管网的调压站安装带膨胀机或者涡流管的天然气液化装置，用气低谷时充分利用供气管网间的压差通过膨胀机或者涡流管等部件产生冷量用于液化天然气并储存起来，用气高峰时将液化天然气气化起到调峰作用。对目前常用的几种调峰方式进行了比较，分析了该方案具有的优势     

天然气输配过程流体压力能回收技术现状与展望

在天然气输配及其净化过程中,存在许多需将高压流体经节流降压后输送、循环、排放等工序,造成流体机械能的大量浪费和经济效益的巨大损失,有悖于坚持节约高效、清洁环保的新型能源发展道路.以压力能回收为出发点,对压力能回收机理及其设备装置进行了介绍和比较;针对天然气输配现状,遴选并分析了现行工艺流程改造、创新的技术经济性能;展望了压力能回收的发展趋势和应用前景.结合天然气在液化石油气(LPG)中的储存特性,提出了基于天然气管网压力能回收的天然气-LPC储存调峰方案:高压管道来气,部分经冷冻LPG预冷,在LPG罐中溶解储存;其余气体经膨胀降温,为天然气预冷和冷冻LPG循环提供冷量后进入低压管网;当高峰用气时,罐内压力降低,天然气自动掺混一部分液化石油气供入配气管网,从而使天然气管道长期均衡供气,提高管道的利用系数.     

高压气井地面集输工艺研究与应用

塔里木油田普遍存在高压气井的井位距离较远，试采作业中需要长距离输送回收天然气的问题，现有10 MPa分离器受自身承压等级限制无法提供足够的出口压力克服沿程摩阻完成天然气回收，为此研发出25 MPa高压分离器。经对10 MPa分离器材质进行选择，优化焊接工艺，增强了分离器在高温高压工况下的耐压和耐腐蚀性；对入口分流器、聚结构件进行结构和参数优化，增强了分离器内部结构的可靠性，提高了分离器高压高产工况下的分离效率；设计了液相多级节流装置，延长了高压工况下分离器液相调节阀的使用寿命，避免了因高压差造成的阀门失敏，提高了分离器液面的稳定性。25 MPa高压分离器分别在博孜X井及迪那X井进行了长期现场实验，取得了良好的效果，在酸化解堵及天然气进管网的施工工艺上，满足塔里木油田安全生产需求。     

深层天然气压力能的回收

目前天然气压力能回收主要指管输天然气末端调压站的压力能回收.国外已有许多成功的经验,在国内也有不少此项技术的研究,只是还尚未建设相应的回收装置.在大庆油田有大量深层气经调压后进入干气管网,深层气在调压过程中存在较多可回收的压力能,可将其回收转化为冷量,作为浅冷装置的冷源,以取代该装置中的制冷系统,达到节能的目的.经过计算可知,红压浅冷装置所需的冷量可由红岗调压计量站深层气压力能回收的冷量供给,因此可停运红压浅冷装置的氨压缩制冷系统,以节约氨压缩系统的水电消耗.     

运用天然气管网压力能生产LNG技术分析

利用生产LNG技术实现高压天然气管网压力能的回收和利用,能达到节能环保作用,并能获得较高的经济效益。     

LNG膨胀前预冷差压液化流程参数优化

伴随国内外天然气管网的迅猛发展,天然气分输站调压过程蕴含压力能的回收利用已逐渐引起业内的重视。为了有效回收天然气分输站压力能,降低液化天然气的生产成本,本文采用膨胀前预冷的液化天然气流程回收压力能的同时得到LNG产品。通过建立预冷系统的数学模型,对预冷冷剂的配比、预冷温度及高、低压力进行了参数优化,并以最大年利润为经济目标,利用HYSYS优化器对比分析参数优化前后的差压液化工艺,结果表明参数优化后液化流程的年利润总额可增加1.15×10~3万元/a,有效地降低了装置的能耗,经济效益得到提高。     

国外某油田放空天然气轻烃回收工艺研究

由于国外某油田伴生气全部用于放空,为了提高资源利用率,保护生态环境,对该放空天然气进行C3+组成回收,生产液化石油气(LPG)和凝析油。为此,开展了丙烷制冷+膨胀机制冷+DHX工艺回收轻烃方案设计研究,采用天然气两级预冷的丙烷制冷+膨胀机制冷+DHX工艺,并进行工艺参数优化。研究结果表明:设计的三种轻烃回收方案均能满足产品天然气中组成指标要求,DHX塔操作压力增加导致脱乙烷塔顶气抽出量明显增加,在满足产品天然气指标条件下,脱乙烷塔顶气抽出量范围逐渐变窄; DHX塔操作压力一定时,随着脱乙烷塔顶气抽出量增加,产品天然气中丙烷含量先减小后增加。较优的工艺参数是原料天然气一级预冷温度5℃,二级预冷温度-35℃,DHX塔操作压力1.60 MPa,脱乙烷塔操作压力3.05 MPa,脱乙烷塔顶气抽出量585 kmol/h。放空天然气能够回收LPG和凝析油47.97 t/d,生产天然气280×10~4m~3/d,经济效益显著。该研究成果对国内外油气田开展放空天然气回收利用具有参考意义。     

天然气城市门站调压过程的火用分析

长距离高压管输天然气送至终端用户前,需经城市门站调压,满足一定压力等级后方可进入城市燃气输配管网。传统的节流阀工艺存在着巨大的过程火用损,且需辅以电伴热才能维持正常运行。为了提高管网运行的经济性和能源的利用效率,对调压过程进行了能量分析,指出在完成相同调压任务的情况下,采用透平膨胀机流程较之节流阀流程,可显著减少过程火用损、提高系统火用效率,具有明显的技术优势;进而提出了天然气管网调压过程物理火用回收利用流程,将压力能（压力火用用于发电,将调压工艺冷能（温度火用）用于制冷循环,以实现按质用能、能尽其用。     

用于燃气调峰和轻烃回收的管道天然气液化流程

管道天然气的长途输送一般都采用高压管输的方式，高压天然气经各地的调压站降压后才能供应给普通用户使用，调压过程中会有大量的压力能损失。为解决城市燃气用户特有的用气不均匀性问题，介绍了一种利用高压天然气调压过程的压力能膨胀制冷的管道天然气液化流程。应用该流程可以将管道里的一部分天然气液化制成LNG并储存起来，在用气高峰时将储存的LNG再汽化以增加供气量，满足下游用户的需求。这样能够增强燃气企业的“调峰”能力，有利于天然气管网的平稳运行。同时，利用该流程还可以回收天然气中的轻烃资源，为石化工业提供优质的化工原料。     

FAST Piper集输软件在气田管网分析计算中的应用

天然气集输管网运行状况分析和预测可为气井生产、气量调配、管网调整等提供依据。文章介绍了加拿大Fekete 公司的FAST Piper集输系统分析优化软件的功能、特点以及在气田集输管网分析中的应用步骤及过程。以靖边气田为例，利用该软件对气田生产中的集输系统节点压力预测、多方案计算优化、异常情况下管网运行状况瞬时模拟、环形管网以及配气管网等进行了分析。该软件界面直观，计算准确，基本可以处理天然气集输管网分析中的各类问题，并可有效提高工作效率。     

边际海上油田零散天然气回收技术研究

目前边际油田伴生天然气均采取气液分离后排火炬烧掉的处理方式,既污染环境,又浪费能源,为有效地回收边际海上油田零散天然气,有必要进行回收技术的研究。采用"井口平台—自航船—陆地"的生产模式,天然气的压缩、集气、周转在自航船上进行。油气在试采平台上分离后,天然气通过高压软管,进入压缩天然气(CNG)生产、运输系统(自航船)。在该系统中,天然气首先进入缓冲罐,经天然气压缩机增压至20 MPa,经脱水装置脱水后,进入系统的储气装置中,储气到额定的压力或气量后,自航船将天然气运至码头,卸气至天然气管网。与其他生产方式相比,CNG生产方式具有工艺简单、投资少、适应性强、经营风险小等优点。通过边际海上油田零散天然气的回收,可以合理利用资源,保护环境,增加天然气产量和商品率,提高油田的经济效益。     

LNG在苏州城市管网供气调峰中的应用

〗随着能源紧缺压力日益增大和人们环保意识的不断提高,LNG中所蕴藏的冷能利用越来越受到关注,LNG用于城市燃气调峰也越来越引起人们的重视。为此,介绍了苏州市天然气管网建设和运行情况、苏州市天然气调峰厂的方案选择、工艺流程和装置运行情况,并建议华东城市天然气管网在工程建设的同时考虑LNG调峰和LNG冷能利用。     

西部天然气管网稳态运行优化研究

基于现场报表数据反算校验的西部天然气管网SPS仿真模型,通过不同流量与运行压力级制分类搭建了管网运行方案库。结合深度学习模型对方案库数据进行训练与特征提取,建立了一种新的管网水力计算与压气站配置方法,在保证计算精度的基础上提高了大型天然气管网运行优化计算效率。利用动态规划算法对压气站最优出站压力变量进行选择,管网流量分配原则为系统总能耗最小。所建立的管网稳态运行优化模型同时具备计算的高效性与准确性,基于该优化模型编制了西部天然气管网稳态运行优化软件V1.0,经过现场实测数据验证,模型优化结果可以显著降低管网运行能耗,可为西部天然气管网的运行与调度提供有效参考。     

基于动态规划和黄金分割法的环状天然气管网运行优化

目前中国天然气管道主干线已经相互联接,形成了环套环的大型复杂天然气管网,随着各压气站燃驱压缩机组的增加,如何实现管网的稳态优化运行已成为一个技术难题。为此,在同时考虑管网中环状结构和枝状结构对于管道流量分配的影响,以及燃驱机组耗气量对管道内流量影响的基础上,结合管网模型分割思路,将黄金分割算法与动态规划算法进行融合,形成了改进后的动态规划和黄金分割混合算法。以华北地区某环状管网为案例的计算结果表明:(1)管网运行优化数学模型比单线管道模型增加了管道内过流量、燃驱耗气量等变量,进一步加大了管网模型的求解难度;(2)混合算法能够有效地对运行燃驱和电驱压缩机机组的包含环状和枝状小型管网的稳态运行优化数学模型进行求解;(3)混合算法的优化方案能提高管网压气站的出口压力、提高机组的运行效率,降低系统的功率消耗、减少系统能耗,同时增加管网的管存量,提供了管网额外的应急资源。结论认为,混合算法有效地破解了复杂管网优化技术难题,可以为当前中国大型天然气管网稳态运行优化提供参考。     

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近年来，我国天然气可采储量和产量都在迅速增长。截至2002年底，全国总计探明天然气可采储量为2.26×1012m3，剩余可采储量为1.86×1012m3，储采比为57；天然气年产量为326×108m3，比上年增长8.29％；天然气输气管道建设也如火如荼。文章提出要通过采取加强对国内低渗透、特低渗透天然气和煤层气的勘探与开发，进口境外管道天然气和LNG，加快天然气管网等基础设施建设和对下游天然气市场的培育，引导和协调天然气消费等措施来满足我国对天然气日益增长的需求。最后还指出，鉴于中国是产煤大国且国内能源仍以煤为主的现实，天然气在未来的一次能源消费结构中的比例以8％～12％较为合理。