某油田降低火炬放空量实现减少碳排放量的探索与实践

某油田放空天然气中重烃类含量高,产生的胶质、积炭在放空管线末端集聚导致长明灯管线末端堵塞,为保证火炬不熄灭天然气放空量约为2万m^(3)/d。为真正实现绿色,低碳开发,某油田积极探索,多措并举,通过高空点火管线代替长明灯管线,射流装置工况优化以及流程排查等一系列举措,成功将天然气放空量大幅降低,解决火炬灰度大的问题,为实现“碳达峰、碳中和”目标,加快推动公司绿色低碳转型发展做出了重要尝试。     

储气库放空系统优化技术研究

地下储气库工程的放空系统由放空管网及火炬组成,放空量的确定是决定放空系统的关键要素。放空系统泄放量不应是集注站最大处理量,应综合分析计算各种泄放工况下的泄放量及各种工况同时发生的概率后确定。秦皇岛—沈阳天然气管道储气库工程集注站放空系统为事故状态下放空,满足注采集输管线、集注站、双向输气管道的放空需求。通过集注站平面分区布置、工艺系统划分、高低压分开设置的方法对天然气站场放空进行分析计算和设备选型,确定高压放空和低压放空分开设置的放空系统方案,解决了天然气站场放空规模过大,放空设施浪费的问题。该方法属国内首次应用,目前已被其他同类型储气库借鉴。     

站场放空火炬系统优化及改造

通过对某站场放空火炬系统的现状分析,指出高含硫天然气放空应引入火炬系统燃烧后排放,放空系统应具有可靠的全自动电点火设施。提出了为确保放空火炬系统安全可靠运行涉及的相关问题;结合相关标准规范就放空火炬系统功能设置、阻火设施、点火设施、系统安全运行等方面进行了探讨。同时针对具体工程实例,提出利用放空天然气作为点火气源,增设全自动高空电点火系统的优化实施方案,确保站场含硫放空天然气的安全排放。     

基于动态仿真的火炬气回收系统超压保护措施

油气田火炬气回收是碳减排的重要手段,但目前针对火炬气回收系统(FGRS)尤其是超压保护方面还缺乏系统性研究。以文昌9-7海上钻井生产平台为例,采用K-Spice软件搭建了火炬气回收系统动态仿真模型,研究确定火炬气回收系统在不同放空工况下的超压保护措施。结果表明：火炬气回收系统分液罐的压力高高关断(PAHH)设定值应根据连续放空气量变化确定,参照现行规范设定的PAHH值(210 kPa)明显偏高,应调至38.5 kPa,以确保超压值不高于分液罐设计压力又满足平台低压设备的泄放背压要求;应急放空工况下,为确保一级保护和二级保护相互独立,火炬支路快速开关阀(ESD)的开阀时间应小于27 s;火炬支路ESD故障时,为确保应急放空过程中分液罐内压力不超过设计压力,同时考虑爆破膜泄压对上游设备泄放背压的影响,最终选择Z型爆破膜。目前该平台已结合上述关键参数形成了一套完整的火炬气回收方案,预期回收火炬气可达13万立方米/年以上,碳减排效果显著。本研究为火炬气回收系统超压保护措施关键参数确定提供了定量分析手段,为火炬气回收系统的设计提供了参考。     

海上油气田火炬放空气回收利用技术研究进展

事故工况下,火炬放空系统保证了可燃气体的安全放空燃烧.在正常工况下,为满足油田生产工艺流程稳定运行要求,火炬放空气不可避免地产生,造成了资源的浪费和环境的破坏.受海上油气田空间狭小等因素影响,已有的陆地放空气回收技术不能满足应用要求.现有的放空气回收技术,主要围绕工艺处理产生的低压气展开,包括在气田应用的低压闪蒸气回收...     

天然气长输管道站场放空系统计算

站场放空系统主要作用是在检修、发生意外、进出站的压力超压时进行放空,为减少对环境的危害需点火燃烧后排放.准确计算放空系统不仅可以实现对站场内设备、管线的泄压保护,还可节省工程建设费用,方便日后运营管理.在完成计算后,建立整个站场放空系统计算模型,在可能产生的工况中比选出最恶劣的工况进行核算,核算系统是否满足放空要求.     

通过HTRI软件模拟研究解决渣油加氢装置火炬热放空问题

在部分渣油加氢装置设计中,在热低压分离器顶部设安全阀,其泄放温度高达360 ℃左右,而系统火炬管网的设计温度通常在260 ℃左右,因此需要在装置内将高温的泄放气体冷却到260 ℃以下后再出装置。通过HTRI传热软件模拟计算,对几种冷却方案从经济上和易实施的角度上进行对比分析,最终优选出在装置的放空分液罐内嵌水冷却器的冷却方案。在放空管线上加翅片管或循环水套管冷却的方案适用于系统火炬放空线。     

轻烃站放空火炬自动点火系统

在轻烃站生产过程中,产生的废气易对大气环境造成污染,而现有的放空火炬都是人工点火,操作很不方便。为此,开发了轻烃站放空火炬自动点火系统。该系统采用PLC作为核心控制部件,具有无触点控制、自动点火和手动点火、熄火及熄火保护、火焰信号处理和报警等功能。现场应用表明,该系统运行稳定可靠,消除了火炬熄火及人工现场点火不安全等隐患,达到了轻烃站安全生产及环保的目的。     

温米油田火炬放空气回收技术的研究与应用

放空火炬是石油化工生产装置中不可缺少的安全设施,因受火炬气回收技术条件的限制,放空火炬长年燃烧,不仅浪费能源,而且增加了二氧化碳的排放量,污染环境.针对温米油田火炬气的特点进行研究,解决了压缩机自动变频、回收系统自动控制、火炬总管压力控制、高空自动点火等难点问题并加以实施,取得了良好的经济效益和社会效益.     

天然气压气站放空系统设计

放空系统是天然气管输系统的重要部分,放空管的设计也直接关系着天然气管道及其处理装置是否能够安全平稳的运行。为保障天然气集输管网安全平稳运行,利用Aspen HYSYS、Flare Net计算软件按照API 521规范要求,以哈国压气站为例,对天然气压气站的放空系统进行了设计。全厂触动ESD放空及紧急停车放空时,首先关闭两端的ESD阀,放空气体通过BDV阀门放空,通过Aspen HYSYS软件计算了每段管线的瞬时放空量,为了降低放空初期巨大的放空量采用分段放空原则,通过计算确定了每段管线合理的延迟放空时间;放空管的放空量确定后,在设定合理的压降和背压等条件下,借助Flare Net软件确定了合理的放空管径;最后,在满足热辐射值的要求下,按照API 521规范确定了放空管距离压气站合理的位置。     

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为降低天然气的火炬放空量,印度石油公司将在今后5年内分三期增设新的压缩机组和兴建地下储气库工程,以实现天然气“火炬放空为零”的目标。预计工程全部完成后,每年可节约价值7,000万卢比的天然气。现有天然气处理系统由于地层压力下降,低压气体产量不断增加。从油井采出的大量气体随同原油一起进入集油站,进     

输气管道不点火放空和点火放空后果对比分析

天然气放空是输气管道生产工艺过程的重要环节,本文对不点火放空和点火放空两种方式的放空特点、影响后果和适用环境做了分析对比研究。模拟计算了不同工况下不点火放空后的天然气扩散影响半径,以及点火放空后火焰热辐射影响半径。研究结果表明,点火放空适用于对可燃气体敏感的环境及存在不确定火源风险较大的地区,对没有特殊要求的地区推荐采用不点火放空。     

输气干线放空系统放空量计算软件开发

在进行放空系统设计时需要了解瞬时放空量,但输气干线放空系统中没有相应流量计对放空量进行计量,且目前关于放空量计算的公式大多没有依据。以范诺方程、输气管路流动理论为基础,同时考虑阀门开度对放空时间以及瞬时放空量的影响,通过程序语言对放空系统瞬时放空量计算进行编写,输入输气干线内气源压力、放空管规格和阀门开度等参数,即可求解出瞬时放空量,将程序计算结果与SPS软件模拟结果进行对比,误差较小。对比不同阀门开度下的瞬时放空量和放空压力,分析了阀门开度的影响,可为放空系统设计及现场放空提供理论指导。     

长庆气田处理厂放空火炬设计与应用

文章从放空系统放空管线的选取、放空系统设计压力、音速火炬头的原理、火炬塔架的设置等方面进行分析研究。特别是对于常规火炬,放空系统选择的音速火炬关键的部件是火炬头,独特的喷嘴设计是由一定压力的气体通过文丘里喷嘴达到或接近音速,火炬头利用燃气高速流动,带入足够的空气进行混合燃烧,通过这种有效的混合燃烧产生的火焰具有辐射低和燃烧亮度低的特点,火焰稳定,使用寿命长,安全可靠,由于放空气体高压力、高流速,音速火炬筒直径以及整个放空系统的管径低于常规火炬,高度低于常规火炬,因此节约了投资;保障了处理厂的正常生产以及人员安全;音速火炬燃烧充分,减少了有害气体排放,减少了环境污染。     

国内简讯

火炬自动点火系统在批林整风运动推动下,上海炼油厂催化裂化装置于73年4月消灭了大火炬,点燃了长明灯,基本改变了“白天大黑龙,夜里大火龙”的状况。但是,为预防装置紧急放空,需在火炬顶端留一火种——安全灯(俗称长明灯),这样,每天仍需烧去石油裂化气6—8吨。遵照毛主席关于“厉行节约、反对浪费”的教     

天然气处理厂火炬放空阻火设施的设置

为了防止火炬放空时发生回火,引发火灾、爆炸等事故,有必要对火炬放空系统阻火设施的设置进行研究。通过分析火炬放空过程中发生回火的工况,以及防止火炬回火和爆炸所采取的措施,调研了中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司设计的几个天然气处理厂及炼油厂的火炬放空系统阻火设施的设计、使用情况,对国内外相关标准中关于阻火设施的设置规定进行了分析对比。列举了国内阻火设施发生故障的案例。天然气处理厂火炬放空系统中阻火设施的设置是极其重要的。火炬头应选择带有吹扫气的阻火设施,放空系统设置阻火器需慎重。     

气田集气站放空系统存在的问题及解决方案

气田集气站放空工艺是工艺装置、压力储罐等设施发生事故时可燃性气体安全排放的保障。随着站场处理工艺由简至繁,放空需求也越来越复杂。在放空过程中,高、低压放空管道间易发生窜气窜液的情况,冬季工艺低处易冻堵憋压,导致阀门泄漏;放空火焰易灼烤周边农作物,同时经常出现火雨现象,损坏周边地面设施及植被。为了消除安全环保隐患、保障站场平稳生产,通过调整高、中、低压放空工艺连接方式解决放空管道间窜气窜液问题,并根据火炬辐射强度计算调整火炬高度以缓解灼烤问题,由最初的单一放空管道系统+火炬,逐步调整为多级压力放空管道系统+分液罐+火炬的模式,缓解了火雨的问题。     

放空系统BLOWDOWN模拟及低温研究

放空系统是天然气集输的重要组成部分,放空系统模拟计算的准确性直接影响集输过程的安全运行,针对Depressuring模拟方法和手动搭建动态模型存在的问题,采用BLOWDOWN动态泄放技术建立完整的放空系统模型。考虑泄漏、火灾和设备维修三种泄放工况,泄漏和火灾工况用于确定孔板尺寸和放空系统定尺计算,在此基础上进行设备维修泄放低温研究。模拟结果标明：火灾工况的泄放量大于泄漏工况,决定放空系统能力;维修工况下,沿气体泄放方向,放空系统中管线/设备的最低温度呈不断上升趋势;对影响低温的初始泄放温度进行敏感性分析,表明最低温度随初始泄放温度的降低而降低。综上所述,BLOWDOWN动态泄放技术不仅可以模拟放空系统泄放量,而且还可以精确模拟放空系统的低温分布,指导泄放系统管线和设备选材。     

基于SPS天然气管道紧急放空的动态模拟

放空系统是天然气站场安全设施的重要组成部分,其完善与否关系到输气管道和处理装置的平稳运行。为反映淄博支线整个输气管道动态放空状态,并较好地重现放空系统瞬时放空状态,本文使用SPS模拟了淄博支线天然气站内放空管道稳态和动态工况,计算结果表明放空阀运行开度对系统压降有较大影响,但对瞬时放空量影响不大,将放空管瞬时流速与理论设计对比发现紧急放空开始时的瞬时速度很大,几乎为超音速,需要重新核算放空管的垂直反作用力,优化整个放空系统工艺参数的选型,为淄博支线安全生产运营打下坚实的基础。     

海上油气田放空系统设计中存在的问题及改进对策研究

本文结合海上不同油田的生产实践,提出不同处理设备放空至火炬或冷放空的优化方案,通过重新设计布置管线,实现冷放空和火炬放空的优势互补。