天然氣富氣輸送工藝技術(shù)

smtssien天然氣富氣輸送工藝技術(shù)西南石油大學(xué)胡安鑫摘要:介紹國內外部分富氣管道和富氣輸送工藝特點(diǎn),分析了氣體處理、輸送相態(tài)以及輸送方式,并對干氣輸送進(jìn)行了比較,指出富氣輸送⊥藝的現狀和今后應該研究的方向關(guān)鍵詞:天然氣富氣富氣輸送密相技術(shù)0引言該管道開(kāi)創(chuàng )了將雙相混輸技術(shù)運用于長(cháng)距離高壓輸氣管道設計中的先例,也是北美最大的輸氣管道天然氣管道輸送大多采用的是“干氣輸送”,系統即輸送的天然氣是經(jīng)處理脫除水、硫化物和凝析液美洲墨西哥灣1977年投產(chǎn)的 Michigan-USNGL)的干氣,這種輸送要求在井場(chǎng)附近建設復雜 alf Coast管道長(cháng)130km、最大管徑為762mm,進(jìn)的油氣處理裝置,不僅成本高,而且不利于管理和口壓力9MPa,輸送量可達283×10°m3d維護。隨著(zhù)天然氣開(kāi)發(fā)活動(dòng)向沙漠、海洋等環(huán)境惡澳大利亞1986年投產(chǎn)的 North Ranki2 Burrup管劣地區延伸,傳統的“干氣輸送”成本越來(lái)越高叮,道長(cháng)134km、管徑為1016m,設計壓力6~1lPa,其應用受到了經(jīng)濟上的極大限制。輸送量可達46×10m3d1993年投產(chǎn)的CATS管道富氣是指含有較多天然氣凝析液(NGL)的天然投產(chǎn)時(shí)輸送的是 Everest、 Lomond兩個(gè)凝析氣田的氣,由于其單位體積的熱值相對高于普通干氣而稱(chēng)凝析氣,它采用了超臨界壓力下的密相輸送技術(shù)為富氣。富氣輸送工藝是指輸入管道前只將天然氣管道全長(cháng)為400km、管徑為9144mm、設計壓力達中的水、硫化物和部分液體脫掉,而將乙烷、丙烷、到17.9MPa,它實(shí)現了天然氣凝析液兩相輸送變成丁烷、戊烷等重烴氣(凝析液的主要成分)保留在天單相輸送,輸送量超過(guò)45×10°m3/d然氣流中一起輸送的工藝。與干氣輸送相比,富氣英國北海Fngg大氣田至蘇格蘭 Saint Fergus的輸送簡(jiǎn)化了井口和凈化處理設施的配置,降低了建天然氣凝析液混輸管道長(cháng)365km、管徑為813mm,少壓縮機功率要求,從而增加管道的輸送效率。因目前世界上最長(cháng)的混輸管道之4+10m2a,是設投資123。同時(shí)通過(guò)提高管道內氣體的密度,減操作壓力5~14MPa,輸送量可達65此,對于環(huán)境惡劣的海洋或邊際油氣田開(kāi)發(fā),富氣在我國,東海平湖凝析氣田鋪設了兩相混輸送輸送工藝技術(shù)具有重要意義。管道,輸管道長(cháng)365km、管徑為386mm,操作壓力5~10.5MPa,輸送量可達21×10°m3/d,于19993國內外概況月投產(chǎn)。勝利油田也投用了長(cháng)3km的混輸管道。渤海開(kāi)發(fā)了錦州20-2凝析氣田,并建有長(cháng)50km、管徑隨著(zhù)世界范圍油氣田的開(kāi)發(fā),天然氣管道輸送為304.8m的兩相混輸上岸管道技術(shù)得到不斷發(fā)展,資料顯示,全世界長(cháng)距離混輸總結國內外雙相混輸送管道可以發(fā)現,管道富管道已超過(guò)了200條。加拿大到美國中西部芝加哥氣輸送在海洋上面應用甚多,在凝析氣田的地面集市場(chǎng)的高壓富氣天然氣管道(聯(lián)盟管道)是世界上第輸管道中得到了一定應用,但在陸上富氣長(cháng)輸管道條采用富氣輸送工藝的陸上長(cháng)輸管道,于2000年中的應用并不多見(jiàn)。建成投產(chǎn),總長(cháng)約3000km,其間有14座壓縮機站,今后在管道的富氣輸送工藝上應該借鑒國內))2007年第5期上海煤氣Tra■s■外管道設計、建設和管理中采用的各種先進(jìn)技術(shù),的流速和壓降,也提高了壓縮機的效率,因為在給不僅運用雙相混輸技術(shù)于海洋油氣田,而且運用于定的功率下,流體密度越大,壓縮機產(chǎn)生壓頭的效陸上輸氣管道,力求節約投資,提髙管道輸送效率,率越高。較重的凝析液會(huì )增加天然氣密度,使之更推動(dòng)我國管道輸送技術(shù)發(fā)展。易壓縮,這使管道沿線(xiàn)配置的壓縮機站所需功率下降,既節省了壓縮機的功率,又減少了燃料消耗,2富氣輸送工藝也可使氣流的熱值增加。同時(shí),天然氣密度增加,管道輸送的總能量也增加,提高了輸送效率。21富氣輸送特點(diǎn)與干氣輸送比較,富氣輸送主要有以下特點(diǎn)2氣體的處理(1)輸送壓力高,脫除凝析液的處理廠(chǎng)設在了管富氣輸送有單相和兩相兩種形式,其中的單相道的末端,簡(jiǎn)化了礦場(chǎng)處理工藝。天然氣富氣輸送輸送包括傳統壓力下的單相輸送和高壓密相輸送,與干氣輸送不同,天然氣管道的富氣輸送技術(shù)難點(diǎn)在高壓富氣進(jìn)行長(cháng)距離輸送之前,要脫去氣中的水是必須控制好管輸條件,以確保輸送過(guò)程中重烴氣分和H2S,因為含水的高壓富氣在長(cháng)距離輸送時(shí),其不致變成液態(tài)析出。而要使凝析液與天然氣以氣態(tài)腐蝕問(wèn)題和水合物問(wèn)題難容易致使管道發(fā)生事故單相輸送,就必須使管道的壓力和溫度都要高于氣進(jìn)行天然氣處理的主要目的是控制烴、水露點(diǎn)和脫體的臨界值。硫,以保證天然氣順利輸送。富氣在傳統壓力下單富氣輸送區別于普通輸氣管道的一個(gè)特點(diǎn)是相輸送工藝要求的烴露點(diǎn)與用一般管輸氣要求的將脫除凝析液的處理廠(chǎng)設在了管道的末端,而不是相同:富氣的密相輸送要求富氣的臨界冷凝壓力不起點(diǎn)。因為不脫除天然氣中的凝析油,而將凝析油能太高。富氣密相輸送和兩相輸送對富氣的烴露點(diǎn)與天然氣一起輸送,將重質(zhì)組分留在氣流內來(lái)提高沒(méi)有嚴格的要求密度及氣流的過(guò)壓縮性,省去氣體工廠(chǎng)深度切割分當重烴含量不高時(shí),富氣脫油后的烴露點(diǎn)可滿(mǎn)離系統的投資及將輕烴輸向最終用戶(hù)的昂貴費用,足對一般管道氣的質(zhì)量要求,這時(shí)富氣可在傳統壓這對提髙管道輸送效率大有好處,既滿(mǎn)足了市場(chǎng)對力下實(shí)現單相輸送。這里需要脫除富氣中的凝析油輸氣能力明顯增長(cháng)的要求,同時(shí)也解決了產(chǎn)氣區大和水,主要方法是低溫分離,它可使脫油、脫水同量輕烴的運輸和銷(xiāo)售問(wèn)題,并能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效時(shí)完成。當富氣中含有H2S時(shí),由于傳統壓力下單益相輸送工藝要求充分脫除氣中的凝析油,而富氣中(2)對管材韌性要求高。由于管道處于高壓下,的重烴含量又不高,所以脫油后的富氣其脫硫、脫且天然氣成分不同,在富氣輸送中就要求管道鋼材水過(guò)程與一般的貧氣類(lèi)似。韌性值要高于傳統管道。管道設計的一個(gè)重要問(wèn)題對重烴含量較低、尚未經(jīng)嚴格脫油處理的富是裂紋的預防和控制,要求管道的開(kāi)裂速度要低于氣,或者重烴含量很高、已經(jīng)過(guò)脫油處理的富氣,管道內天然氣的泄壓波速富氣的露點(diǎn)也常常難以達到對一般管輸氣的質(zhì)量泄壓波速度取決于天然氣的成分、壓力和溫要求。這時(shí)富氣可以采用密相或兩相輸送。只要適度。通常情況下,工作壓力越高,熱值越高,天然當脫除一些凝析油,任何組成的富氣都可以以密相氣的泄壓波速度就越慢,所要求的開(kāi)裂速度就越或兩相輸送。低,相應地要求管道的韌性更高由于富氣中含有較多的重烴,在脫硫、脫水過(guò)經(jīng)驗表明,管道在較高壓力運行比低壓更安程中,要防止發(fā)生富氣反凝析和吸收溶劑吸收過(guò)多全。這是由于隨著(zhù)壁厚的增加,外界造成損壞或管的重烴等問(wèn)題道腐蝕引起損壞的風(fēng)險急劇下降。(3)氣體密度大,壓縮機效率高,輸送效率高。2.3富氣輸送相態(tài)高的輸氣壓力能使氣體密度加大,這就降低了氣體富氣輸送包括傳統壓力下的單相輸送、高壓密miSsionM. seas concn相輸送和兩相輸送,最受關(guān)注的是密相輸送。富氣3結束語(yǔ)密相輸送就是要求管道最低運行壓力要高于氣體的臨界凝析壓力,而臨界凝析壓力是氣液兩相能夠與傳統的千氣輸送工藝相比,凝析氣田、油田獨立存在的最高壓力。另外,在傳統的天然氣管道的富氣密相輸送技術(shù)可以簡(jiǎn)化礦場(chǎng)天然氣處理工中,管道的運行溫度要高于所輸氣體的臨界凝析溫藝,節省礦場(chǎng)分離凝析液和儲運凝析液的費用。特度,臨界凝析溫度是形成液相的最髙溫度。由于管別是在海洋、沙漠等環(huán)境惡劣的油氣田的天然氣集道的溫度和壓力沒(méi)有進(jìn)入兩相區,這兩種方式都避輸系統及長(cháng)輸系統中,大輸量、長(cháng)距離富氣輸送工開(kāi)了兩相區,因此可以進(jìn)行密相輸送19。藝具有較好的經(jīng)濟性。為了掌握管道中氣相的輸送情況,應采用將管在富氣的管輸方案確定過(guò)程中,應模擬分析輸道分成小段的方法,研究每小段的相態(tài)變化,從中送介質(zhì)的相態(tài)及其變化、各階段產(chǎn)生的條件,以便了解凝析氣在管道中的相態(tài)變化確定管道運行操作方法和條件,技術(shù)是否可行,經(jīng)密相氣體輸送的特點(diǎn)是在管道內實(shí)現了單相濟是否合理。要綜合考慮設計、施工、操作管理和流動(dòng),避免了因凝析液的積聚而降低管道輸送能力經(jīng)濟性等因素,從油氣的處理和輸送系統工程的角和液寒處置等氣液混輸中出現的技術(shù)問(wèn)題。但密相度考慮,最終確定出較為合適的輸送方案48。輸送管道的工作壓力比較高,管道建設和運行費用雖然國內外富氣輸送工藝已解決了許多技術(shù)相對也高,而且管道在生產(chǎn)運行中啟動(dòng)和停輸時(shí),問(wèn)題,但在具體應用時(shí),仍需借鑒國外的研究成果,管內壓力不會(huì )始終保持在臨界凝析壓力之上,因而并結合實(shí)際情況進(jìn)行研究密相流管道在設計時(shí),應仔細考慮非正常工況下(壓力變化過(guò)程)管內液塞的處置問(wèn)題“參考文獻[]1鄧道明宮敬于達富氣處理和輸送工藝技術(shù)門(mén)中國海24富氣輸送方式上油氣,2004,165):345-348由于富氣的脫烴深度和管道操作條件不同,實(shí)(2]劉雯鄒曉波國外天然氣管道輸送技術(shù)發(fā)展現狀門(mén)石際生產(chǎn)中富氣的輸送方式可能是單相輸送和高壓油工程建設20031(3)2023密相輸送和兩相輸送方式中的一種,也可能是不同B3]常景龍牛琳玉管道的富氣輸送工藝門(mén)油氣儲基本方式的組合。其中兩相輸送輸送是技術(shù)最為復2200202)1619雜,是最具有挑戰性的輸送方式。[4]趙蕓袁宗明等.富氣輸送技術(shù)(油氣儲對于沒(méi)有進(jìn)行脫重烴處理的富氣,如果不增壓運2005,24(7):1-3和不升溫,整個(gè)管道內的富氣常常為兩相流動(dòng);如5 Openshaw PJet al Gas purification in the dense phase at果增壓不大,則管道的前部分是單相流動(dòng),后部分the Cats terminal The 78th GPA Annual Convention是兩相流動(dòng)如果增壓足夠大,則整個(gè)管道內的富阿 Karl S. Dense phase gas transport in statpipe1氣可以單相流動(dòng)International Conference on Multiphase Flow, Stavanger, 1987對于管道起點(diǎn)壓力大于富氣的臨界冷凝壓力[門(mén)鄧道明宮敬等富氣的相態(tài)特性及其工程意義門(mén)油氣且部分管段為單相流動(dòng)、部分管段為兩相流動(dòng)情儲運20052001214況,要注意校核富氣兩相流的壓力溫度軌跡是否接8]鄧道明等.富氣的密相輸送工藝技術(shù)門(mén)天然氣工近臨界區。富氣兩相流靠近臨界區的操作是不穩定業(yè)2004,24(10):139-142的,特別是微小的壓力、溫度變化會(huì )引起持液率發(fā)[9]宮敬混相輸送技術(shù)與應用門(mén)油氣儲運,2003,22(9):35-38生大的波動(dòng),因此富氣兩相流管道的操作范圍應遠離臨界區17收稿日期200705-28(下轉第38頁(yè)))2007年第5期上海氣綜yw. cock這些粗淺的預警思路還不成熟,還需進(jìn)一步完學(xué)提出預警信號發(fā)布的危機種類(lèi)、等級、影響的范善使之更科學(xué)更完整,也可從其他角度設計預彆方圍和人口、對社會(huì )安定和經(jīng)濟發(fā)展影響的程度等。式,如根據危機發(fā)生的概率進(jìn)行預警分類(lèi)等。(3)系統性原則:燃氣基礎設施危機預警系統應為保證監測、預警系統的科學(xué)性與準確性,可包括外網(wǎng)(面向全市供市民上網(wǎng)查詢(xún))、部門(mén)網(wǎng)(相關(guān)以通過(guò)公開(kāi)招投標的方式選擇最有實(shí)力的專(zhuān)業(yè)機部門(mén)、單位間的內部共享資源網(wǎng)絡(luò ))和內網(wǎng)(限本部構來(lái)開(kāi)展監測、預警系統,該系統必須具備:門(mén)內部使用管理的基礎信息數據庫),功能完善、反(1)近、遠期結合:近期建成燃氣基礎設施運行應快速、運作規范、安全可靠的在線(xiàn)監測監控系統、危機分類(lèi)分級測報預警系危機”只是社會(huì )運行離開(kāi)原來(lái)的位置,走向統、危機應急管理指揮系統和本部門(mén)本系統的危機種未知狀態(tài),其結果是好是壞,就看我們如何管管理信息系統;遠期規劃重點(diǎn)是結合杭州城市地理理。最高明的危機管理不在于危機形成和爆發(fā)以后信息系統建設,建立包括市、區、街道和社區四個(gè)的干預,而在于排除導致危機的各種可能性,從根層次,涉及各個(gè)管理部門(mén)的燃氣基礎設施危機預警本上防止危機的形成、爆發(fā),也就是“防患于末然”。系統管理信息網(wǎng)絡(luò )體系。對燃氣基礎設施危機管理來(lái)說(shuō)最重要的莫過(guò)于將(2)定量與定性相結合原則:在進(jìn)行有效監測的危機管理意識寓于常規管理中,貫穿于管理過(guò)程的基礎上,開(kāi)展數據采集、定量定性分析及研究,科始終。Briefly Analysis on Hangzhou Gas Infrastructure Construction Crisis ManagementHangzhou Municipal Public Utility Supervision Center Ye XinyingAbstract: Gas infrastructure construction crisis management is a significant aspect of urban infrastructureconstruction crisis management. It means govemment uniting organization, relative department and enterpriseperforming own responsibility, mobilizing and organizing social forces; to ensure that gas infrastructureconstruction and social life and producing are regular as usual by early-warning, reaction(mobilization anddisposal), rescue, restoration and other actions. The article analyzes crisis management, crises monitoringmechanism, early-warning system, and other aspectsKey words: crisis management emergency plans crises monitoring early-warning mechanisn(上接第14頁(yè))Technology of Unstripped Natural Gas TransmissionSouthwest Petroleum University Hu AnxinAbstract: The article introduces parts of domestic and foreign unstripped gas pipe transmission techniquefeature. and analyzes gas treatment, transmission phase, and transmission method, comparing to dry gastransmission. The paper also discusses about the present situation of unstripped gas transmission technology andresearch direction in futureKey words: natural gas rich gas unstripped gas transmission dense phase technolog》2007年第5期上海媾氣