储气库地面工程设计中节能技术应用

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摘要：伴随着经济的快速发展对于能源需求量也在与日俱增，但是在具体是的使用上还是更加着重于对清洁能源的开发和利用，尤其是对于天然气而言本身就属于清洁能源，其中地下储气库作为长距离运输中的起点，其作用在于对下游用户用气进行调锋。此外关于储气库地面建设也极其重要，为了实现绿色节能的目标，就需要对整个流程进行优化调整相关参数。

关键词：储气库；地面工程设计；节能技术

引言

通常而言，天然气地下储气通常都是通过对废弃的油气藏进行一定的改造和优化，从而实现对资源充分利用，还有一部分是对现有自然资源比如水层和岩石洞进行改造和扩建，形成地下储气库。后者从工艺的角度而言建设难度相对比较低，但由于地层温度相对比较高考虑到边水因素，需要在做好脱水处理才能输入到入气管网。因此采用节能技术，首先就需要对整个流程进行优化。

1储气库地面工程概述

按照客观条件以及地理环境的不同处储气库可以分为，枯竭型气田、含水层以及岩洞等等，主要特点就在于利用和改建枯竭气田，具有经济成本低可靠性强的优点。但是也必须要具备良好的封闭条件以及密闭性，储气不容易散溢具备较高的安全性，此外在客观条件上也需要具备较多的采气井可供选择使用，周围还需要具备完善的天然气地面集输以及水电等诸多附属设施，因此建设周期比较短市场运行把握大风险小。此外在气田的开发过程中还必须要详细掌握其内部多种形态的翔实资料，以便于为下一步行动的开展打下坚实的数据基础，此外还需注意枯竭型气田也具备很大的经济优势，那就是在后期需垫底气少有效减少成本支出。到目前为止，通过油气藏改建的地下储气库占据了当前所有类型的3/4以上。

2储气库地面工艺

通常而言，注气工艺在整个流程中并不是很复杂，大多数情况下气源在经过相应的装置进行处理后注入进口储存。但是在实际操作过程中还需要考虑诸多客观因素的发生，并且也需要采取对应的措施。比如底层温度并不低，因此在储气库在采出气要进行脱水脱烃，只有在经历了这个步骤达成相关标准才能进入到输气管网，因此这就是地面工程建设中最为核心的就是脱水脱烃。在经过输送管线进入集注站后，通过一系列工序后进站冷却，然后进入烃水露点控制装置。

3流程优化设计

地面工程的流程完善目的主要是为了保障整个工程安全有效的运作，在展开建设设计的过程中，还需要考虑到脱水脱烃的工艺需求，为了保障工作安全有序开展，物料分析与平衡、热平衡等几个方面进行优化，在实现节能降耗的同时也能够保质保量地完成工作要求，由此可见，这两部分内容也是当前节能技术开展的主体部分，起到了关键性的作用。虽然采出水主要是在于因为到了油田采油后期，随着产油量的降低不得不使用注水法，以此提高采油率但是这种情况的伴生也与地理环境有着莫大关系，由此可以得出结论地面工艺是不能够取消、减少。至于缓释剂由于存在特性也同样不能取消，但是可以优化后出入到相应的位置。关于污水的处理可以通过优化工艺以此降低排放量，通过一定的工艺手段处理之后，也可以达到回收的目的。最后关于放空天然气可以分为以下几个步骤，首先脱硫装置泄压其中有一部分在经过回收以后也可以实现再利用，由于乙二醇散蒸气为连续稳定的排放因此也可以加以利用；最后事故放空为非连续性所以不可回收利用。此外对于某些无效流量可以直接选择取消就行了。但是由于工程建设完成以后，在实际运行与设计上总是存在某些差距，因此某些无效流量也只能够在实际工作当中逐步进行优化，比如关于乙二醇的循环量等等。因此在此过程中就可以发现采出水、甲醇、杂质等都是属于无效流量。但由于采出水与地理环境有着密不可分的联系，因此在实际操作过程中还需要根据选址。在热平衡方面，由于在工业生产活动当中有些过程是需要放出热量，但是也有一些是需要不断吸收热量，因此就需要对装置的热量进行分析和平衡。其目的就在于合理回收，也需要根据实际需要不断优化换热流程。比如从某个角度来看进站天然气的冷却是极为典型的放热过程，在某种程度上也可以看到可以进行热交换，但由于在温度上存在较大的差异，此外由于冷却的过程中所需要释放的热量巨大，显然是无法满足节能增效的要求，因此在大多数情况下都是采用空气冷却不仅成本低，同时也是最为适用简易的方法。此外根据对比等多方面的实际情况，以此确定哪些热量和冷量可以进行回收，比如天然气预冷可以同乙二醇富液预热进行换热，不仅达到了目的同时也实现对冷量对回收。

4参数优化设计

4.1规模与温度的优化

通过有效的注气采气规模控制能够有效实现能源的消耗，在一定程度上也降低了经济成本实现了对能源的节约使用。但是从储气库的采集规模首先是要清晰的了解当地地质构造，掌握相关数据并加以详细分析其安全性，其次才是市场需求量的大小。因此采用科学合理的建设，不仅直接关系到投资的合理性问题，也直接关乎后期实际运行效率和对能源消耗的高低。由于储气库是长距离气管道的配套工程，在规模方面还需要按照季节上的因素进行适当调整，当然也不排除由于特殊情况进行应急调峰活动。但也必须要注意到坚持均匀开采和注入为首要原则，适当的控制规模，并且还需要关注上限通常而言大多数都是在设计规模的120%。在烃露点方面，不能够低于输送环境温度至少也需要达到5摄氏度，但是在具体操作过程中为了达到节能，因此还是需要选择在2摄氏度以上。

4.2注气压缩机优化

由于压缩机入口在排量和温度上都会影响到整体的实际操作效果，并且也会对人员消耗量的高低带来明显的作用，因此也需要结合本地区的实际情况比如地理环境等等，加强在节能方面的控制。由于入口压力与增压所消耗的功率并不是成正比例，因此在实际操作过程中，还需要尤其注重压力的控制。在具体排压的过程中，还需要采用科学合理的方式控制最终效果，对此就需要对相关参数不断优化，采用多机组小排量的方法运行，有利于减少机械设备的损耗，同时也提高了机组工作效率。

4.3空冷器优化

对于空冷器参数控制的因素由热负荷、介质等，但是纵观这些因素，绝大多数都是受到工艺程度以及出气条件制约，在很大程度上难以进行调整。却可以在出口和设计温度上进行小幅度调控，以此实现提高效率降低能源消耗。在实际操作过程中当进站后温度相对比较高，因此就需要进行冷却。而在另一方面为了尽量降低后续制冷所带来的消耗，就有必要降低压差。通常进站冷空气与生产分离器气相出口都要两者紧密安装在一起，优点就在于可以进一步降低负荷避免产生更多的能耗，此外在实际的调控过程中同样会带来消极影响比如烃水露点问题。假如进站温度过高就会导致空气器在冷却后冷凝水会逐渐增多，当达到一定量的时候就会对下游管道造成一定的影响，对此为了避免出现这种情况的发生，就可以设置分离器。假如底层采出冷凝水量较少，也不会对相关设备明显的影响，那么其位置的安装可以设置于生产分离器气相入口。

5结束语

综上所述，到现阶段为止，储气库地面项目设计整个过程当中，就需要格外注意物料分析与平衡、热平衡的优化问题。除此以外还需要采取措施对规模、温度等诸多部分的参数进行优化，也可以通过对换热器和低温分离器进行优化，以此实现节能降耗的目标提高企业经济效益。

参考文献

[1]李凤华,刘德绪,曹学文,边江.储气库地面脱水系统用能优化研究[J].当代化工,2017,46(02):311-315.

[2]文雯.文96储气库注采站地面工艺能效评价技术研究[D].西南石油大学,2015.

作者:陈光 单位:大庆油田设计院有限公司