天然氣礦場集輸系統(tǒng)用能分析及評價方法研究①

劉 武　紀(jì)國文　羅召錢　田 智

1.油氣消防四川省重點實驗室·西南石油大學(xué)　2.浙江浙能天然氣運(yùn)行有限公司　3.中國石油西南油氣田公司川西北氣礦

?

天然氣礦場集輸系統(tǒng)用能分析及評價方法研究①

劉 武1紀(jì)國文2羅召錢3田 智3

1.油氣消防四川省重點實驗室·西南石油大學(xué)2.浙江浙能天然氣運(yùn)行有限公司3.中國石油西南油氣田公司川西北氣礦

摘要天然氣礦場集輸系統(tǒng)是由井場、集氣分離站、增壓站、集輸管網(wǎng)和氣田水回注站等用能環(huán)節(jié)按照一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)銜接而成的復(fù)雜用能系統(tǒng)，是氣田生產(chǎn)中的主要能耗環(huán)節(jié)之一?，F(xiàn)有過程系統(tǒng)能量模型不完全適用于天然氣礦場集輸系統(tǒng)，對過程系統(tǒng)“三環(huán)節(jié)”能量結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了改進(jìn)，將集輸系統(tǒng)劃分為能量轉(zhuǎn)換、傳輸、利用和回收4個環(huán)節(jié)，從能量平衡和火用平衡兩個角度，結(jié)合“三箱”用能分析法，提出具有一般性的集輸系統(tǒng)用能過程“組合模塊多環(huán)節(jié)分析法”。對某氣田礦場集輸系統(tǒng)進(jìn)行了用能分析，確定集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗切入點，提出了調(diào)整改造措施。構(gòu)建包含各用能子環(huán)節(jié)的二級指標(biāo)體系與評價準(zhǔn)則，利用改進(jìn)層次分析法確定各級指標(biāo)權(quán)重，建立集輸系統(tǒng)用能模糊評價模型。

關(guān)鍵詞天然氣礦場集輸系統(tǒng)用能分析過程能量模型組合模塊多環(huán)節(jié)分析法用能評價

受氣田產(chǎn)能規(guī)模擴(kuò)大、開發(fā)難度增加、高酸性氣田凈化能耗上升等因素影響，天然氣礦場集輸系統(tǒng)能源消耗持續(xù)上升。2013年，氣田總能耗占中國石油集團(tuán)公司各業(yè)務(wù)能耗總量的8.82%。典型天然氣礦場集輸系統(tǒng)是由井場、集氣分離站、增壓站、集輸管道和氣田水回注站等用能環(huán)節(jié)按照一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)銜接而成的復(fù)雜用能系統(tǒng)，各用能環(huán)節(jié)之間相互關(guān)聯(lián)、相互影響、相互制約，系統(tǒng)自身消耗大量能源。在天然氣礦場集輸過程中，涉及到的能耗類型主要包括：井口壓力節(jié)流、管道設(shè)備和閥門中流動損失、加熱氣體的熱量損耗、低壓氣增壓的動力消耗、脫水裝置能耗、設(shè)備維修、管道腐蝕及事故造成的天然氣損失等[1]。

國內(nèi)外學(xué)者建立的過程能量模型主要有：層次分析法、三子系統(tǒng)交互模型、“洋蔥”模型、“夾點技術(shù)”、有效能分析法和“三環(huán)節(jié)”能量結(jié)構(gòu)模型[2-6]，針對油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗做了大量工作，但主要處于單項技術(shù)節(jié)能、礦場處理工藝調(diào)整和區(qū)域氣田綜合節(jié)能層面上。研究對象主要集中在原油集輸系統(tǒng)，沒有從過程系統(tǒng)節(jié)能控制角度形成一套指導(dǎo)集輸系統(tǒng)用能測試及分析的體系與方法。

1天然氣礦場集輸系統(tǒng)用能環(huán)節(jié)界定

天然氣礦場集輸用能系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，由于各氣田氣藏類型、開采階段、集輸方式等特征不同，采用的礦場集輸流程和能耗設(shè)備差異較大，用能分析不具有橫向可比性。將天然氣礦場集輸分為井場子系統(tǒng)、集氣分離站子系統(tǒng)、增壓站子系統(tǒng)、集輸管網(wǎng)子系統(tǒng)及氣田水回注站子系統(tǒng)5大用能環(huán)節(jié)，對各用能環(huán)節(jié)進(jìn)行界定，明確不同子系統(tǒng)及工藝流程內(nèi)典型用能環(huán)節(jié)及能耗設(shè)備(見圖1)。

2組合模塊多環(huán)節(jié)分析法

傳統(tǒng)“三環(huán)節(jié)”分析法中能量轉(zhuǎn)換和傳輸被定義在同一環(huán)節(jié)，天然氣礦場集輸系統(tǒng)存在大量集輸管網(wǎng)能量損失，其沒有專有的能量供應(yīng)，屬于單獨(dú)的能量傳輸環(huán)節(jié)，且內(nèi)部各子系統(tǒng)用能差異較大，具有獨(dú)特的用能特點[7-8]。對“三環(huán)節(jié)”分析法進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合集輸系統(tǒng)實際用能現(xiàn)狀，將“三環(huán)節(jié)”拆分成能量轉(zhuǎn)換、傳輸、利用及回收4個環(huán)節(jié)，在各環(huán)節(jié)內(nèi)部進(jìn)行用能設(shè)備組合，建立天然氣礦場集輸系統(tǒng)用能環(huán)節(jié)物理及數(shù)學(xué)模型；從能量和火用平衡兩個角度進(jìn)行用能分析，同時為清楚反映各子環(huán)節(jié)用能狀況，采用“三箱”分析法對子系統(tǒng)及用能設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)分析，形成一種新的集輸用能系統(tǒng)“組合模塊多環(huán)節(jié)分析法”[9-10]。

“組合模塊多環(huán)節(jié)分析法”流程如圖2所示，天然氣礦場集輸系統(tǒng)用能環(huán)節(jié)物理結(jié)構(gòu)模型如圖3所示，采用火用平衡分析方法時，結(jié)構(gòu)模型與之類似。該方法各環(huán)節(jié)用能分析指標(biāo)分別為能量轉(zhuǎn)換效率、傳輸效率、利用效率和回收效率，具有一定適用性，能夠根據(jù)集輸系統(tǒng)實際用能環(huán)節(jié)的不同進(jìn)行相應(yīng)的模塊組合分析。

表1 集輸系統(tǒng)組合模塊多環(huán)節(jié)能量分析表Table1 Energyanalysisofgatheringandtransportationsystemcombinedmodulemulti-link用能環(huán)節(jié)能量供入項能量供入值/(MJ·h-1)能量損失項能量損失值/(MJ·h-1)能損系數(shù)/%分析指標(biāo)指標(biāo)值/%能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)加熱爐燃料能102.59加熱爐能損13.3012.960發(fā)動機(jī)燃料能8578.43燃?xì)獍l(fā)動機(jī)能損5776.5567.330壓縮機(jī)能損1536.6017.910電動機(jī)電能113.13泵機(jī)組能損75.3966.640重沸器燃料能185.50重沸器能損41.8022.530能量轉(zhuǎn)換效率17.10能量傳輸環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換輸出能85338.20集輸管道能損880.501.030能量傳輸效率98.97能量利用環(huán)節(jié)傳輸輸出能84457.70過濾分離器能損21.200.025能量利用效率99.97能量回收環(huán)節(jié)待回收能158.24換熱器能損60.3062.190能量回收效率37.81

3算例分析

3.1A氣田礦場集輸系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

A氣田礦場集輸系統(tǒng)包含集氣、分離、脫水、集輸和氣田水回注等生產(chǎn)用能環(huán)節(jié)。進(jìn)入開發(fā)中期后，氣井壓力不能滿足集輸管網(wǎng)對進(jìn)氣壓力的要求，目前已進(jìn)行地面增壓開采。氣田現(xiàn)有井場11座，增壓站1座，集氣分離站1座，氣田水回注站1座，集輸管道6條，共23.7 km，年產(chǎn)氣量2.4×108m3/a。A氣田礦場集輸系統(tǒng)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖4所示，YZ17井高壓氣直接輸至集氣站進(jìn)行三甘醇吸收脫水，其余10口低壓氣井經(jīng)采氣管線至增壓站增壓后集中輸往集氣站脫水，脫水后的干氣輸往天然氣凈化廠進(jìn)行脫硫處理后外輸。

3.2集輸系統(tǒng)能量平衡分析

集輸系統(tǒng)組合模塊多環(huán)節(jié)能量平衡分析數(shù)據(jù)見表1，集輸系統(tǒng)能量流向如圖5所示。集輸系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換、傳輸、利用、回收效率分別為17.10%、98.97%、99.97%、37.81%，能損值較大設(shè)備依次為燃?xì)獍l(fā)動機(jī)、壓縮機(jī)、集輸管道，主要為發(fā)動機(jī)排煙熱損失、壓縮氣級間冷卻散熱和管道沿程散熱損失。

各用能環(huán)節(jié)中效率最低的為能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，其中燃?xì)獍l(fā)動機(jī)能量損失最大，能損率達(dá)到轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的65.14%，燃?xì)獍l(fā)動機(jī)“白箱”分析結(jié)果表明，排煙熱損失和冷卻水散熱損失之和達(dá)到64.07%。其他能損量較大的設(shè)備為天然氣壓縮機(jī)、集輸管道，主要為壓縮氣級間冷卻散熱和管道沿程散熱損失。泵機(jī)組“灰箱”分析表明氣田水回注泵能損過大，現(xiàn)有回注電機(jī)額定功率為45 kW，而泵實際使用功率只有16 kW，存在“大馬拉小車”現(xiàn)象，回注泵的選擇不合理，無功損耗多，耗電量大。

表2 集輸系統(tǒng)組合模塊多環(huán)節(jié)火用分析表Table2 Exergyanalysisofgatheringandtransportationsystemcombinedmodulemulti-link用能環(huán)節(jié)火用供入項火用供入值/(MJ·h-1)火用損失項火用損失值/(MJ·h-1)火用損系數(shù)/%分析指標(biāo)指標(biāo)值/%火用轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)加熱爐燃料火用97.46加熱爐火用損73.9675.89發(fā)動機(jī)燃料火用8149.50燃?xì)獍l(fā)動機(jī)火用損3475.5042.64壓縮機(jī)火用損3184.7039.08電動機(jī)電火用113.13泵機(jī)組火用損81.1371.72重沸器燃料火用176.20重沸器火用損150.2685.28火用轉(zhuǎn)換效率19.57火用傳輸環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換輸出火用5080.70集輸管道火用損57.401.13火用傳輸效率98.87火用利用環(huán)節(jié)傳輸輸出火用5023.30過濾分離器火用損36.060.72火用利用效率99.28火用回收環(huán)節(jié)待回收火用25.94換熱器火用損19.8276.44火用回收效率23.56

3.3集輸系統(tǒng)火用平衡分析

集輸系統(tǒng)組合模塊多環(huán)節(jié)火用平衡分析數(shù)據(jù)見表2，系統(tǒng)火用流向如圖6所示。集輸系統(tǒng)火用轉(zhuǎn)換、傳輸、利用、回收效率分別為19.57%、98.87%、99.28%、23.56%，系統(tǒng)火用利用率為42.26%，系統(tǒng)熱力學(xué)完善度為0.276。系統(tǒng)用能薄弱環(huán)節(jié)為火用轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)中的增壓子系統(tǒng)，其中燃?xì)獍l(fā)動機(jī)、壓縮機(jī)火用損失最大。

燃?xì)獍l(fā)動機(jī)火用損失過大的原因為內(nèi)部傳熱火用損及外部循環(huán)冷卻水散熱火用損，可通過煙氣余熱預(yù)熱燃料氣、提高冷卻效果等措施降低損耗。壓縮機(jī)“白箱”分析表明，內(nèi)部火用損失過大是由于壓縮機(jī)內(nèi)實際進(jìn)行的不可逆壓縮過程造成的不可逆損失，主要取決于壓縮比和壓縮機(jī)制造技術(shù)。壓縮比越小，不可逆火用損失越小，壓縮機(jī)內(nèi)部摩擦力越小，這種不可逆損失也就越小，在設(shè)計系統(tǒng)時要選擇高效壓縮機(jī)，以便減少火用損失[11-12]。加熱爐、重沸器火用效率過低，能質(zhì)利用狀況很差，主要裝置內(nèi)部存在高品位的燃料氣化學(xué)能轉(zhuǎn)化為低品位的加熱能的燃燒火用損、高溫?zé)煔馀c天然氣或?qū)嵊椭g形成了不可逆的傳熱火用損，減小燃燒火用損的措施為提高燃燒溫度，減小傳熱過程不可逆火用損的主要途徑是提高工質(zhì)吸熱的平均溫度。

3.4集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗措施

通過對集輸用能系統(tǒng)進(jìn)行過程組合多環(huán)節(jié)分析，準(zhǔn)確揭示出系統(tǒng)中能量損失的確切部位、損失大小和造成損失的原因，針對各用能設(shè)備及用能環(huán)節(jié)，提出相應(yīng)的集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗措施(見表3)。

表3 集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗措施表Table3 Energysavingandconsumptionreducingmeasuresofgatheringandtransportationsystem用能環(huán)節(jié)或設(shè)備節(jié)能降耗措施加熱爐控制加熱爐過剩空氣系數(shù)優(yōu)化天然氣出爐溫度強(qiáng)化傳熱技術(shù)煙氣余熱預(yù)熱燃料氣燃?xì)獍l(fā)動機(jī)尾氣余熱利用優(yōu)選發(fā)動機(jī)冷卻液壓縮機(jī)提高冷卻效果,使壓縮過程接近等溫壓縮減少設(shè)備內(nèi)外泄漏控制余隙容積集輸管道減少天然氣漏損降低沿程壓降和局部壓降采用密閉清管技術(shù)脫水子系統(tǒng)減小裝置壓降損失優(yōu)化脫水工藝流程和操作參數(shù)選用高效板式換熱器氣田水回注子系統(tǒng)泵變頻調(diào)速節(jié)能葉輪切割

4天然氣礦場集輸系統(tǒng)用能評價

天然氣礦場集輸系統(tǒng)現(xiàn)有用能評價方法一般采用多個單項指標(biāo)對標(biāo)的方式，綜合考慮影響集輸系統(tǒng)用能的各個因素，建立井場、集氣分離站、增壓站、集輸管網(wǎng)、氣田回注水站5個二級指標(biāo)，加熱爐效率、壓縮機(jī)效率、壓縮機(jī)燃料氣消耗率等29個三級指標(biāo)的集輸系統(tǒng)用能評價指標(biāo)體系及模糊評價模型，選取模糊綜合評價法開展天然氣礦場集輸系統(tǒng)用能評價。

以現(xiàn)有油氣集輸系統(tǒng)能耗測試、節(jié)能監(jiān)測的相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)中的限定值為基礎(chǔ)，對每個單因素的評判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行區(qū)間等級劃分，使其成為由評價等級構(gòu)成的評價集，不同單因素指標(biāo)的評價等級對應(yīng)相應(yīng)的評價語言，選取四等級評語“優(yōu)秀、良好、一般、較差”作為評價體系的基礎(chǔ)評判評語。以加熱爐排煙溫度為例， SY/T 6381-2008《加熱爐熱工測定》對排煙溫度的限定值為200 ℃[13]，建立如表4所列的排煙溫度等級劃分標(biāo)準(zhǔn)與評語。

表4 加熱爐排煙溫度等級劃分標(biāo)準(zhǔn)與評語Table4 Fluegastemperaturegradingstandardsandcommentsofheatingfurnace℃等級4321評語合理良好溫度較高溫度過高劃分標(biāo)準(zhǔn)<150150～200200～250>250

集輸系統(tǒng)多層次模糊評價模型見式(1)。從指標(biāo)體系的最底層開始逐層向上進(jìn)行，對每個一級指標(biāo)下包含的全體二級指標(biāo)的隸屬度向量進(jìn)行復(fù)合計算，求得該一級指標(biāo)的模糊評價結(jié)果向量；各一級指標(biāo)的模糊評價結(jié)果向量均求出后，向上對用能評價目標(biāo)層進(jìn)行復(fù)合計算，最后得出天然氣礦場集輸系統(tǒng)用能評價結(jié)果向量[14]。

={bi-1,1,bi-1,2,…,bi-1,n}

(1)

A氣田礦場集輸系統(tǒng)用能評價評語等級隸屬度匯總見表5。在確定二級指標(biāo)權(quán)重的過程中采用統(tǒng)計法，根據(jù)各子系統(tǒng)占集輸系統(tǒng)的能耗比例進(jìn)行權(quán)重設(shè)定，三級指標(biāo)權(quán)重采用層次分析法構(gòu)造判斷矩陣進(jìn)行計算。最終得出的集輸系統(tǒng)用能模糊評價結(jié)果向量為：B=(0.062 7，0.401 8，0.327 4，0.208 1)，采用加權(quán)平均法得到其加權(quán)平均分值為2.319。在對用能模糊評價結(jié)果向量進(jìn)行處理時，采用“最大接近度原則”判定現(xiàn)有用能水平的具體所屬等級。計算得出，A氣田集輸系統(tǒng)用能評價的等級與bs+1，即b3所屬等級相同，A氣田礦場集輸系統(tǒng)用能水平等級為“一般”。

表5 集輸系統(tǒng)用能評價評語等級隸屬度表Table5 Energyevaluationremarksgrademembershipdegreeofgatheringandtransportationsystem一級指標(biāo)二級指標(biāo)二級指標(biāo)評語等級隸屬度一級指標(biāo)評語等級隸屬度井場子系統(tǒng)B1加熱爐排煙溫度(1,0,0,0)加熱爐過剩空氣系數(shù)(0,0,0,1)加熱爐外表面溫度(0,0.5,0.5,0)防止水合物形成的溫度裕度(0,0,0.8,0.2)加熱爐的適應(yīng)性(0,0,0.85,0.15)加熱爐綜合效率(0,0.2,0.3,0.5)(0.2199,0.0627,0.3410,0.3764)集氣分離站子系統(tǒng)B2站內(nèi)壓降(0,0.45,0.55,0)循環(huán)泵效率(0,0.4,0.6,0)循環(huán)泵電機(jī)負(fù)載率(0,0.4,0.4,0.2)脫水系統(tǒng)工藝流程適應(yīng)性(0,0.3,0.4,0.3)單位處理氣量三甘醇損耗量(0,0.8,0.2,0)單位處理氣量電耗(0,0.4,0.4,0.2)單位處理氣量再生器氣耗(0,0.4,0.4,0.2)再生器排煙溫度(0.4,0.6,0,0)再生器過?？諝庀禂?shù)(0,0.5,0.3,0.2)(0.0275,0.4269,0.4154,0.1301)

續(xù)表5一級指標(biāo)二級指標(biāo)二級指標(biāo)評語等級隸屬度一級指標(biāo)評語等級隸屬度增壓站子系統(tǒng)B3燃?xì)獍l(fā)動機(jī)效率(0.2,0.3,0.5,0)壓縮機(jī)效率(0.3,0.3,0.4,0)天然氣壓縮機(jī)組效率(0.1,0.5,0.4,0)壓縮機(jī)燃料氣消耗率(0,0.7,0.2,0.1)壓縮機(jī)潤滑油用量(0,0.6,0.2,0.2)(0.1537,0.4380,0.3806,0.0277)集輸管網(wǎng)子系統(tǒng)B4集輸管道輸送效率(0,0.2,0.4,0.4)天然氣損耗率(0,0.8,0.2,0)濕氣輸送工藝適應(yīng)性(0,0.2,0.3,0.5)段塞流對濕氣管道運(yùn)行影響(0,0.2,0.2,0.6)濕氣輸送管道氣相流速(0,0.6,0.4,0)(0,0.4235,0.2913,0.2852)氣田水回注站子系統(tǒng)B5回注泵效率(0,0.5,0.3,0.2)電動機(jī)功率因數(shù)(0.8,0.2,0,0)泵機(jī)組效率(0,0.5,0.4,0.1)回注泵電機(jī)負(fù)載率(0,0.3,0.4,0.3)(0.0668,0.4227,0.3322,0.1783)

5結(jié) 論

(1) 開展天然氣礦場集輸系統(tǒng)用能分析時，需綜合考慮不同氣田氣藏類型、開采階段、集輸方式和能耗設(shè)備等差異，根據(jù)實際用能情況進(jìn)行用能環(huán)節(jié)界定。

(2) “組合模塊多環(huán)節(jié)分析法”通過分析天然氣礦場集輸系統(tǒng)能量結(jié)構(gòu)，給出嚴(yán)格、定量的過程系統(tǒng)能量流結(jié)構(gòu)拓?fù)潢P(guān)系，建立了用能能量分析和火用分析普遍模型，形成一套集輸系統(tǒng)用能測試及分析的體系與方法，在開展集輸系統(tǒng)用能分析時具有較好的適應(yīng)性。

(3) 系統(tǒng)能量分析結(jié)果顯示，集輸系統(tǒng)大部分用能設(shè)備的能量效率較高，但火用分析結(jié)果表明系統(tǒng)能質(zhì)利用狀況較差?；鹩闷胶夥治龇軌驕?zhǔn)確揭示裝置中用能損失確切部位和造成損失的原因，對集輸系統(tǒng)進(jìn)行用能分析時應(yīng)綜合考慮能量和火用平衡，從能量和能質(zhì)兩個方面同時提高系統(tǒng)用能水平。集輸系統(tǒng)用能水平模糊綜合評價的所屬評價等級為“一般”。

(4) 采用“組合模塊多環(huán)節(jié)分析法”確定集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗切入點為：減小燃?xì)獍l(fā)動機(jī)熱能損耗；降低壓縮機(jī)內(nèi)部不可逆壓縮火用損；提高集輸管道輸送效率，減小管線沿程壓降、溫降及天然氣損耗率。集輸系統(tǒng)能量(火用)轉(zhuǎn)換、傳輸兩個環(huán)節(jié)用能損失較大，可采取發(fā)動機(jī)煙氣余熱回收、提高壓縮機(jī)制造工藝、降低壓縮比、提高管道清潔程度及保溫效果、提高濕氣輸送管道適應(yīng)性等措施進(jìn)行調(diào)整改造。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 章申遠(yuǎn). 四川氣田集輸技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 石油規(guī)劃設(shè)計, 1998, 9(5): 3-7.

[2] 陳清林, 尹清華, 王松平. 過程系統(tǒng)能量流結(jié)構(gòu)模型及其應(yīng)用[J]. 化工進(jìn)展, 2003, 22(3): 239-242.

[3] 陳永進(jìn). 勝利油田集輸系統(tǒng)用能評價分析及仿真[D]. 北京: 中國石油大學(xué), 2008.

[4] 袁永惠. 油氣集輸能量系統(tǒng)的熱力學(xué)評價與分析[D]. 大慶: 東北石油大學(xué), 2009.

[5] 黃勇, 王寧波, 王明峰, 等. 0.2 Mt/a催化裂化裝置用能分析與改進(jìn)[J]. 石油與天然氣化工, 2015, 37(2): 6-9.

[6] 田慧. 酮苯脫蠟脫油裝置用能分析[J]. 石油與天然氣化工, 2002, 31(6): 310-311.

[7] 宋春敏, 涂永善, 孫振光, 等. 催化裂化裝置用能分析[J]. 石油與天然氣化工, 1998, 27(4): 234-236.

[8] 李志強(qiáng), 侯凱鋒, 嚴(yán)淳. 常減壓蒸餾裝置的“三環(huán)節(jié)”用能分析[J]. 石油學(xué)報, 2003, 19(3): 53-57.

[9] HUA B, YIN Q, WU G. Energy optimization through exergy-economic evaluation[J]. Journal of Energy Resources Technology, 1989, 111(3): 148-153.

[10] CHEN Q L, HUA B. Application of exergoeconomics in the analysis and optimization of process systems[J]. Journal of Thermal Science, 1996, 5(1): 1-10.

[11] 靳辛, 成慶林, 師祥洪. 用能系統(tǒng)節(jié)能分析方法[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2005.

[12] 王強(qiáng), 鄧壽祿. 設(shè)備與工藝過程的用能分析及節(jié)能途徑[M]. 北京: 中國石化出版社, 2005.

[13] 石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會石油工業(yè)節(jié)能節(jié)水專標(biāo)委. 加熱爐熱工測定: SY/T 6381-2008 [S]. 北京： 石油工業(yè)出版社， 2008.

[14] 賀穎. 基于模糊綜合評判理論的天然氣輸氣管道的環(huán)境風(fēng)險評價[D]. 成都: 西南交通大學(xué), 2008.

Energy analysis and evaluation method study of natural gas gathering and transportation system

Liu Wu1， Ji Guowen2， Luo Zhaoqian3， Tian Zhi3

(1.OilandGasFireProtectionKeyLaboratoryofSichuanProvince,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu610500,China； 2.ZhejiangZheenergyNaturalGasOperationCo.,Ltd,Hangzhou313200,China；3.NorthwesternSichuanGasDistrict,PetroChinaSouthwestOilandGasfieldCompany,Jiangyou621709,China)

Abstract:The natural gas gathering and transportation system, composed of well site, gas gathering and separating station, booster station, gas pipeline networks and gas field water reinjection station, is a complex energy system in accordance with a certain topological structure of Zero convergence and it is one of the major energy-using sectors for gas producing. The energy model in existing process system is not fully applicable to natural gas gathering system, and then the gathering and transportation system is divided into four segments containing energy conversion, energy transmission, energy utilization and energy recovery by improving "three links" energy structure model of the process system. From the two perspectives of energy balance and exergy balance with the "three box" energy analysis method, the "Combined module multi-link analytical method" is proposed for a general energy consumption process. Energy analysis on a gas gathering system is conducted, energy-saving entry point of the gathering system is determined, and adjustment and reconstruction measures are proposed. The secondary index system and evaluation criteria of every energy sub segment is construct, the index weight levels using the Improved APH is determined, and Fuzzy Comprehensive Evaluation Model of a gathering system is established.

Key words:natural gas gathering and transportation system, energy analysis, process energy mode, combined module multi-link analytical method, energy evaluation

作者簡介：劉武(1970-)，男，四川武勝人，副教授，1992年畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣儲運(yùn)專業(yè)，現(xiàn)主要從事油氣集輸與處理、天然氣管網(wǎng)優(yōu)化方向的研究工作。E-mail：782565166@qq.com

中圖分類號：TE86

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1007-3426.2016.03.022

收稿日期：2015-10-26；修回日期：2015-12-30；編輯：鐘國利