新型大罐抽氣裝置在采油廠的應用

李榮朵 李金宇 張林 趙福全（華北油田公司第四采油廠）

新型大罐抽氣裝置在采油廠的應用

李榮朵 李金宇 張林 趙福全（華北油田公司第四采油廠）

根 據 2010年 節 能 監 測 站 的 檢 測 ， 華 北 油 田 某 采 油 廠 4個 聯 合 站 油 罐 日 揮 發 天 然 氣 量達 6000m3以上，這 不 但 損 失 油 氣資源，而 且 污 染 環 境 ， 同時還存 在 很 大 安 全 隱 患。自 2010年 12月 起 ， 分 別 在 4個 聯 合 站 各 安 裝 1套 DZHA新 型 油 罐 揮 發 氣 在 線 自 動 回 收 裝 置 （以 下 簡 稱 新 型 大罐抽氣裝置）。投產至今，收到顯著的經濟效益和社會效益。

大罐抽氣裝置 不可再生資源回收 節能 環保

采用大罐抽氣裝置對油罐揮發氣進行回收，是目前國內外油田回收油罐揮發氣的最有效手段。油罐揮發氣的氣量是不穩定的，它不但與原油中的天然氣含量有關，也與油罐的溫度、進出油作業和生產工況有關。因此，大罐抽氣裝置必須采用自動控制，工作必須安全可靠。油罐的生產過程必須采用密 閉 流 程 。 華 北 油 田 應 用 DZH-A 型 大 罐 抽 氣 裝置，采用獨特的控制技術和控制模塊，自動適應油罐的揮發氣量的變化，裝置的啟動、停止、補氣、故障報警完全自動化，在國內處于領先水平；經在采油四廠聯合站上使用，達到設計要求，通過使用驗收。

1 工作原理

大罐揮發氣經來氣管線輸送到壓縮機房現場，先經過氣液分離將大罐揮發氣中的液體（主要成分是輕質油和冷凝水）分離出來，氣體進入壓縮機，經過壓縮提供輸送動力，被輸入到聯合站的天然氣管線。在分離器內，分離出的液體積累到一定液位高度后，自動發出報警信號，提示操作者排液；當液位達到限制高度時，報警停機，防止液體進入壓縮機。壓縮機采用兩級壓縮，級間設有一套小型液體分離器，用以分離一級壓縮產生的液體 （圖1）。

大罐抽氣過程是一個連續不斷的工作過程，從油罐來的氣體、氣流量和壓力是變化不定的，生產條件、氣候條件、季節變化、晝夜變化都會對其產生影響?？刂葡到y必須具有對這些變化進行自適應的功能，必須保證壓縮機在氣量不穩定的條件下平穩連續運轉、安全可靠地工作；同時又要保證壓縮機不頻繁啟停。這是大罐抽氣裝置應該具備的最基本品質。

圖1 裝置主要工藝流程

為了檢測到來氣量的大小，在壓縮機的入口安裝微差壓變送器，將來氣壓力信號連續轉換成4～20mA電 流 信 號 ， 給 可 編 程 控 制 器 PLC，PLC 經 過控制運算輸出控制信號給變頻器，變頻器拖動壓縮機運轉，將大罐來氣吸入壓縮機并送入天然氣管網。

來氣壓力和氣量大小發生變化時，壓力變送器輸出的電流信號大小也隨著變化，經過大罐抽氣專用的控制數學模型計算，PLC輸出相應的控制信號實時控制變頻器，使壓縮機的轉速總是與大罐的來氣量相匹配。實現完全自動控制的抽氣過程。

低壓或負壓狀態的自動補氣功能是大罐抽氣裝置必不可少的工藝環節。因為負壓狀態空氣會進入油罐，在油罐內形成爆炸性混合氣體，這種氣體嚴禁被抽入壓縮機和輸送到天然氣管線。低壓補氣功能還可保證大罐不受負壓作用而被吸憋變形。這種負壓來自生產過程、天氣影響和密閉流程。

該裝置的控制系統流程見圖2。

圖2 控制系統流程

2 使用情況

在大罐抽氣裝置投用時，對各油罐的檢尺孔、透光孔、泡沫液入口都進行了密封處理，增大了機械呼吸閥、液壓安全閥的動作值，這樣既保證了油罐進輸油的安全運行，同時也增大了抽氣裝置的抽氣量。為了確保抽氣裝置的正常高效工作，對抽氣裝置進行了一些改進。例如隨裝置來的排液泵是離心泵，在排分液罐中的凝析油時極易氣化、排不出液，從而造成進口分液器液位升高，一旦大量液體進入抽氣壓縮機則會造成設備損壞，于是更換了排液 泵 （QY15－5），現在 排 液 泵 工 作 正 常 。 又 如 風冷器，在去年剛入冬時就不能正常工作(天冷風冷器的“毛細管”易堵，從而造成出口超壓停機)，于是設計了風冷器旁通流程，這樣冬季就可以“甩開”風冷器，而夏季再投用風冷器，確保氣出口流量計的正常工作。

DZH-A 型大罐抽氣裝置，由于采用自適應全自動控制系統，減輕員工的工作強度，避免事故的發 生 。 最 小 抽 氣 量 可 達 到 200m3/d， 最 大 抽 氣 量 可達 到 10000m3/d， 裝 置 的 主 要 能 耗 是 電 力 損 耗 。 根據計算和實際計量，回收 1m3天然氣，損耗電量約6.5W。

3 經濟效益

1）投 資 ： 某 采 油 廠 4座天然氣回收 裝 置 總 投資約為600萬元。

2）產 量 ：4 座 站 回 收 天 然 氣 量 約 為 5668m3/d；4 座站的天 然 氣 回 收 裝置回收 輕 質 油 200kg/d。

3）產值 ： 按華 北 油田公 司 2009 年 原 油 2611.88元/t， 天 然 氣 0.872 元/m3， 電 0.72 元/kWh， 水 4.00元/m3測 算 ，4 座 站 建 設 儲 罐 天 然 氣 回 收 裝 置 后， 可回 收 天 然 氣 、 輕 油 總 價 值 約 為 199.47 萬 元/a， 平 均每個 站 一 年 可 以回收價 值 約 為 49.86 萬 元 。

4 投資與產出效率分析

每 站 的 人 工 成 本 為 20 萬 元/a， 電 力 費 用 和 維 修成 本 為 6 萬 元/a。 每 站 一 年 實 際 創 效 益 23.87 萬 元 ，約 6.28 年收回投 資 。

如果考慮到 回 收 氣 中 含 有 豐 富的 C3組 分 ， 回收的揮發氣經過站內已有天然氣處理裝置處理，能回收液化氣，實際經濟效益將更加可觀，投資回收期將更短。

5 結語

大罐抽氣裝置是一項成熟的技術，具有工藝流程簡單、操作維護方便、安全保護系統完善等特點。既創造了經濟效益，還有很高的社會效益。

1）節能降耗?；厥樟四壳氨焕速M的不可再生資源，且回收氣中含有豐富的C3以上的組分，效益可觀。

2）提高了儲油罐的安全防火性能，既保護了環境，又消除了罐區的不安全因素。

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.012.011

2012-07-12）

李榮朵，工程師，1981年畢業于華北石油學校，主要從事油田節能新技術應用與管理，E-mail：cy4_lrd@petrochina.com.cn，地址：河北省廊坊市萬莊采油四廠設備管理中心，065000。