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。