減少油田火炬氣措施和方法研究

周 夏 伊

（中國石油大學（北京） 機械與儲運工程學院，北京 102249）

減少油田火炬氣措施和方法研究

周 夏 伊

（中國石油大學（北京） 機械與儲運工程學院，北京 102249）

為了改善環(huán)境，增加天然氣輸量，同時獲得較大經濟利益，本文主要研究在油田生產運行中能夠有效減少火炬氣的方法。主要包含以下四個方面：升級調整地面設備設施，改進操作及維修過程，制定培訓與宣傳方案，增強與下游產業(yè)的合作關系，并針對每個方面都介紹了一些主要措施。如果能夠切實落實以上四個方面的相關措施，油田火炬氣量將會顯著減少。

火炬氣；環(huán)保；優(yōu)化運行；改造工程

石油生產公司一直面對著一個難題：沒有足夠先進的設備設施來處理火炬氣。在過去的幾十年中，為了滿足不斷增加的全球能源需求，各油田的石油產量顯著增長。同時，伴生天然氣的產量也隨之增加，很多已經超過了油田原有的氣體處理及輸出能力。當伴生天然氣處理設施不足以滿足相應氣體產量時，油田的地面處理能力卻擴張了很多倍，這導致大量氣體被火炬燃燒掉，產生大量經濟損失的同時還造成了惡劣的環(huán)境影響，增加了安全隱患[1]。

1 減少火炬氣措施和方法

火炬氣的來源主要有幾個方面：一是因為天然氣處理設施不足，而不得不把多余氣體燃燒掉；二是由于所產天然氣質量達不到外輸要求而必須燃燒排放；三是由于設備設施出現(xiàn)故障時，必須排放的放空氣體；四是油田正常運營時產生的氣體，比如兩相分離器、三相分離器、原穩(wěn)氣以及天然氣處理裝置的低壓濕氣或干氣[2]等。

為了熄滅火炬，國內研究重點在火炬氣回收系統(tǒng)上，主要分為燃料型和原料型[3-7]，即把回收后的火炬氣作為燃料或者原料使用。本文另辟蹊徑，分別從設備、操作、維修、管理和溝通方面介紹減少火炬氣的方法和措施[8]，不僅能從根本上截斷來源，更能有效遏制后期火炬氣的產生。具體措施如下：

（1）升級和調整地面設備、設施

（2）改進操作及維修過程

（3）制定培訓與宣傳方案

（4）增強與下游產業(yè)的合作關系

2 升級和調整地面設備、設施

2.1 為冷凝泵安裝旁通管

冷凝泵通常會導致燃燒。由于重力作用，為高壓冷凝泵安裝旁通管可減少冷凝水的排放，并在很大程度上減少火炬的數(shù)量。

2.2 管線聯(lián)通

之前，當下游煉廠關閉的時候，從壓縮機出來的天然氣將會被燃燒掉。如果用十字交叉管線把壓縮機出口管線連接在一起。使氣體可以在不同出口管線之間流通，這既可以增加油氣的輸出量，又能減少氣體燃燒。

2.3 為冷凝脫水系統(tǒng)安裝旁通管

為冷凝過濾器安裝旁通管，可以靈活地控制由凝析液產生的靜水壓力，并減低其轉相溫度。這樣就不必再把凝析油轉移到潮濕的油箱中，減少凝析油的殘留和損耗。

2.4 調整冷凝泵的轉速

根據(jù)現(xiàn)場凝析油的產量，調整冷凝泵的轉速，使冷凝泵在適宜的條件下運作。這既能增加凝析油的輸出量，又能節(jié)約能量，減少冷凝裝置的氣體燃燒量。

2.5 啟動冷凝制冷系統(tǒng)

冷凝制冷系統(tǒng)的啟用可提高出口天然氣和凝析油的質量，以降低燃燒量。它在穩(wěn)定凝析油的同時，還能改進原油加工裝置的操作過程。

2.6 凝析液回收管

為了方便回收所有的冷凝油到儲罐，可以在壓氣機之間安裝凝析油回收管。當冷凝混油處理設施出現(xiàn)故障時，凝析油可以被回收，從而極大地減少了冷凝裝置的氣體燃燒。

2.7 安裝冷凝分離器

集氣管線較長的油田，可在途中設置冷凝分離器用以回收冷凝液，將冷凝液回收到冷凝回收箱中。這樣，不僅可以提高出口氣體的數(shù)量和質量，還可以減少氣體的燃燒。

2.8 安裝液體段塞捕集分離器

液體段塞捕集分離器可以回收運輸管線中的冷凝液，提高輸出氣體的質量，并使回收的冷凝液再循環(huán)，用以進一步的處理和加工。該設備可有效地減少冷凝液的負荷量以及氣體的燃燒。

2.9 氣體的回注

為了進一步地回收天然氣，可安裝回注設備。當下游單元無法使用或者出現(xiàn)故障時，它能維持原油和天然氣的生產。

2.10 設置中心增壓站

設置中心增壓站，是為了有足夠的靈活性來處理來自各種儲層的氣體并使其從壓氣機中分離出來。其運行的目的，是為了提供氣體壓縮能力。主要內容包括低壓氣體壓縮機組，高壓氣體壓縮機組，富氣露點系統(tǒng)，冷凝液穩(wěn)定和分離系統(tǒng)，與壓縮機組交叉連接的天然氣和凝析油脫水系統(tǒng)以及冷凝水過濾和存儲系統(tǒng)。

2.11 增加氣體儲存設備

增設天然氣儲存設備，可以把多余的氣體存儲起來，而不是把它輸送到火炬中燃燒掉。當系統(tǒng)中氣體容量不足時，可以把存儲設備中的氣體回注到系統(tǒng)中，保證系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運行，增加系統(tǒng)的靈活性和可靠性。

2.12 其他

除了以上措施以外，還有逐步更換老化設備，增設氣體脫硫裝置，增加輔助運輸管線等方法，可以有效地減少火炬氣的燃燒。

3 操作及維修的改進

3.1 改進操作實踐

氣體燃燒的不利影響眾所周知，所以需要我們自覺地改善操作實踐、輔助操作和再分配問題，以便更好地監(jiān)督實際操作過程。應為每個設備都配備設備工程師，并對其業(yè)績進行密切監(jiān)控和技術分析，主要關注氣體燃燒量等內容。

為提高經營業(yè)績，可實施以下措施：

（1）采用持續(xù)的評估，不斷跟蹤評估結果，并針對最新結果制定改進管理和操作的措施。

（2）組建團隊協(xié)助、設備管理和領導監(jiān)控的重要績效跟蹤系統(tǒng)。

（3）對資產進行定期審查，使改進范圍更有針對性。

3.2 使天然氣和凝析油的輸出量最大化

天然氣和凝析油的燃燒不僅由于設備處理能力的限制，有時還因為天然氣和凝析油的質量太差或不合規(guī)格。天然氣中的凝析液和凝析液中的水是導致低排量的主要原因，同時也會影響氣體質量，使設備中更多的氣體被燃燒掉。努力提高設備的效率和性能，并對脫水系統(tǒng)進行調試，不僅能減少氣體的燃燒，還能提高輸出天然氣和凝析油的質量。

可以實施的操作有：

（1）采用在線氣體分析器實時跟蹤檢測氣體水露點。

（2）定期檢測天然氣和凝析油的露點和含水量，以確保輸出氣體質量。

（3）提高出口氣體的溫度和壓力，以提高出口氣體質量。

3.3 減少安全隱患

為減少安全隱患，應采用完整性管理體系，并邀請各有關部門對設備的設計參數(shù)和運行參數(shù)進行檢查，以減少應安全事故而產生的火炬氣量。為堅持安全與環(huán)境政策，可在設備上采用相關儀器記錄其負荷量。

3.4 天然氣和凝析油管線的清管作業(yè)

運輸管線的清管工作應按照日程表逐步進行，這有助于提高出口氣體的質量，從而減少氣體燃燒量，同時還能提高天然氣的輸出量。各運輸管線應進行智能清管，舊管線需逐步替換。此外，為了能夠精確地測量到管線各關鍵參數(shù)，對輸送酸性氣體管線進行定期清管尤為重要。

3.5 備用工作能力

為了使生產作業(yè)維持在計劃水平，關鍵設備的備用品可以有效地縮短計劃外的關、停機時間。因此，為了避免產品損失和氣體燃燒，可實施以下措施：

（1）關鍵設備的備用品盡量保證 100%的利用率。

（2）生產過程所需的消耗品必須及時訂購。

（3）為了確保備用品的快速提供，可直接與關鍵設備的供應商聯(lián)系。

3.6 定期檢測設備

所有設備必須進行定期的檢查和維修，應盡量遵守2年一小檢，4年一大檢的檢測計劃，儲罐的維修計劃也同樣如此。為了進一步加強定期檢查制度以及設備的可靠性，可進行以下操作：

（1）為了提高設備的可靠性和可用性，應準確詳細地記錄車間定期維修時間。

（2）通過不斷改進維修技術來提高設備的可維護性。

（3）采購備用汽輪機和壓縮機，以減少壓縮設備的停機時間。

（4）采取例會制度，密切監(jiān)控壓縮機性能，以提高其運行的可靠性。

4 制定培訓和宣傳方案

減少火炬氣計劃的實施，離不開全體員工的參與和努力，特別是操作人員。對于操作和維修人員，可為其指定一系列的培訓和宣傳方案。

（1）分別為每個崗位的操作人員制定專門的培訓方案。

（2）為了確保工作效率，員工必須達到要求的熟練度。

（3）對所有操作人員進行各種培訓，如在職培訓、特殊培訓和 HSE 培訓等。

5 增強與下游產業(yè)的合作關系

由于很多油田天然氣儲存設備的容量都較小，不能滿足長期存儲的要求。所以，為了確保正常生產，應加強與下游產業(yè)的協(xié)同合作關系，以確保產出氣體和油品的正常輸出，減少應協(xié)調不當而產生的商品積聚。為確保與下游單位的有效協(xié)調，可建立一個督導委員會和交流系統(tǒng)，密切監(jiān)控與下游的合作關系。

6 結 論

本文分別從設備、操作、維修、管理和溝通方面介紹了減少油田火炬氣的方法和措施。地面設備設施的升級和調整可以從工藝方面減少生產運行中產生的火炬氣；操作及維修過程的改進能夠降低實際操作和維修時產生的火炬氣量；培訓與宣傳方案的制定可以增強員工的安全環(huán)保意識，有效地預防事故的產生。與下游產業(yè)的合作關系可以保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。以上四個方面的相關措施，能使火炬氣量顯著減少，周邊環(huán)境得到極大改善，氣體輸出量明顯增加，同時還能帶來巨大的經濟利益。

［1］ HUA Chuanlun, CHEN Qun, WU Long. Reduction of Waste Gas Emissions in Energy and Petrochemical Industries in China[C]. Proceedings of the 3rd International Conference on Environmental Technology and Knowledge Transfer, 2010.

［2］ 江濤,曹約良,王小康,李沖.吐哈油田天然氣處理系統(tǒng)優(yōu)化與實施[J].石油規(guī)劃設計，2013，24(1):56-58.

［3］ 楊秀發(fā).火炬氣回收[J].國外油田工程,2000( 6):30-31.

［4］ 廖翰農.火炬氣回收技術[J].河北化工,2008, 31(2):48-49.

［5］ 李成龍.火炬氣回收技術[J].節(jié)能,2002( 11):12-13.

［6］ 金鑫.火炬氣回收技術簡介[J].上海節(jié)能, 2006(3):33.

［7］ 陳永江.火炬氣回收系統(tǒng)的設計[J].石油化工設計,2002, 19(2):11-13.

［8］ Ali Hussain Al-Kandari, Ashok Kumar.v, Omar Sadeq. Gas Flare Reduction through Operational Enhancement and Innovative modification and projects[C]. International Petroleum Technology Conference, Bankok, Thailand, 7-9 February 2012．

賽維 LDK百億多晶硅項目復活攻堅戰(zhàn)打響

作為滿負荷可產多晶硅 1.5 萬噸/年的超大型單體硅料項目，馬洪硅料廠曾為賽維 LDK 立下汗馬功勞，但其累計約 120億元的巨額投入也曾是導致賽維LDK資金鏈斷裂的關鍵所在。

停產逾兩年后，對馬洪硅料廠進行冷氫化改造(降低生產成本)并令其復產，成為賽維 LDK 提振資本市場信心，實現(xiàn)正向現(xiàn)金流的布局之一，更為關鍵的是，這一布局飽含著賽維 LDK 堅定看好太陽能級多晶硅市場的深意。一位業(yè)界人士向《證券日報》記者表示，兩年多來一直處于停產狀態(tài)的馬洪硅料廠，產生了不菲的折舊費用，這嚴重拖累了賽維 LDK 的業(yè)績。而隨之復產，部分折舊費用便可被多晶硅產量攤銷。此外，“通過冷氫化改造，馬洪硅料廠生產多晶硅的現(xiàn)金成本，可由采取熱氫化工藝時的 140 元/公斤左右降低至 126 元/公斤左右。相較目前硅料約 160 元/公斤的市場銷售價格，其具備實現(xiàn)正向現(xiàn)金流的條件?！?/p>

Research on Measures and Methods to Reduce Flare Gas in Oil Fields

ZHOU Xia-yi
（ China University of Petroleum, Beijing 102249，China）

In order to improve the environment, increase the amount of natural gas transmission, and get economic interests, the method to effectively reduce flare gas during the operation of oil field was studied. This method included the following four aspects: upgrading and adjusting ground equipments and facilities, improvement of operation and maintenance, formulating training and publicity programs, strengthening partnerships with downstream industries. Then the major measures for each aspect were discussed.

Flare gas; Environmental protection; Optimizing operation; Modification work

TE 992.1

： A文獻標識碼： 1671-0460（2014）07-1370-03

2014-05-22

周夏伊，女，重慶人，碩士，2012 年進入中國石油大學（北京）機械與儲運工程學院就讀，研究方向：長輸管道規(guī)劃設計。E-mail：zhouxiayi426@163.com。