新型大罐抽气装置在采油厂的应用

李荣朵 李金宇 张林 赵福全（华北油田公司第四采油厂）

新型大罐抽气装置在采油厂的应用

李荣朵 李金宇 张林 赵福全（华北油田公司第四采油厂）

根 据 2010年 节 能 监 测 站 的 检 测 ， 华 北 油 田 某 采 油 厂 4个 联 合 站 油 罐 日 挥 发 天 然 气 量达 6000m3以上，这 不 但 损 失 油 气资源，而 且 污 染 环 境 ， 同时还存 在 很 大 安 全 隐 患。自 2010年 12月 起 ， 分 别 在 4个 联 合 站 各 安 装 1套 DZHA新 型 油 罐 挥 发 气 在 线 自 动 回 收 装 置 （以 下 简 称 新 型 大罐抽气装置）。投产至今，收到显著的经济效益和社会效益。

大罐抽气装置 不可再生资源回收 节能 环保

采用大罐抽气装置对油罐挥发气进行回收，是目前国内外油田回收油罐挥发气的最有效手段。油罐挥发气的气量是不稳定的，它不但与原油中的天然气含量有关，也与油罐的温度、进出油作业和生产工况有关。因此，大罐抽气装置必须采用自动控制，工作必须安全可靠。油罐的生产过程必须采用密 闭 流 程 。 华 北 油 田 应 用 DZH-A 型 大 罐 抽 气 装置，采用独特的控制技术和控制模块，自动适应油罐的挥发气量的变化，装置的启动、停止、补气、故障报警完全自动化，在国内处于领先水平；经在采油四厂联合站上使用，达到设计要求，通过使用验收。

1 工作原理

大罐挥发气经来气管线输送到压缩机房现场，先经过气液分离将大罐挥发气中的液体（主要成分是轻质油和冷凝水）分离出来，气体进入压缩机，经过压缩提供输送动力，被输入到联合站的天然气管线。在分离器内，分离出的液体积累到一定液位高度后，自动发出报警信号，提示操作者排液；当液位达到限制高度时，报警停机，防止液体进入压缩机。压缩机采用两级压缩，级间设有一套小型液体分离器，用以分离一级压缩产生的液体 （图1）。

大罐抽气过程是一个连续不断的工作过程，从油罐来的气体、气流量和压力是变化不定的，生产条件、气候条件、季节变化、昼夜变化都会对其产生影响。控制系统必须具有对这些变化进行自适应的功能，必须保证压缩机在气量不稳定的条件下平稳连续运转、安全可靠地工作；同时又要保证压缩机不频繁启停。这是大罐抽气装置应该具备的最基本品质。

图1 装置主要工艺流程

为了检测到来气量的大小，在压缩机的入口安装微差压变送器，将来气压力信号连续转换成4～20mA电 流 信 号 ， 给 可 编 程 控 制 器 PLC，PLC 经 过控制运算输出控制信号给变频器，变频器拖动压缩机运转，将大罐来气吸入压缩机并送入天然气管网。

来气压力和气量大小发生变化时，压力变送器输出的电流信号大小也随着变化，经过大罐抽气专用的控制数学模型计算，PLC输出相应的控制信号实时控制变频器，使压缩机的转速总是与大罐的来气量相匹配。实现完全自动控制的抽气过程。

低压或负压状态的自动补气功能是大罐抽气装置必不可少的工艺环节。因为负压状态空气会进入油罐，在油罐内形成爆炸性混合气体，这种气体严禁被抽入压缩机和输送到天然气管线。低压补气功能还可保证大罐不受负压作用而被吸憋变形。这种负压来自生产过程、天气影响和密闭流程。

该装置的控制系统流程见图2。

图2 控制系统流程

2 使用情况

在大罐抽气装置投用时，对各油罐的检尺孔、透光孔、泡沫液入口都进行了密封处理，增大了机械呼吸阀、液压安全阀的动作值，这样既保证了油罐进输油的安全运行，同时也增大了抽气装置的抽气量。为了确保抽气装置的正常高效工作，对抽气装置进行了一些改进。例如随装置来的排液泵是离心泵，在排分液罐中的凝析油时极易气化、排不出液，从而造成进口分液器液位升高，一旦大量液体进入抽气压缩机则会造成设备损坏，于是更换了排液 泵 （QY15－5），现在 排 液 泵 工 作 正 常 。 又 如 风冷器，在去年刚入冬时就不能正常工作(天冷风冷器的“毛细管”易堵，从而造成出口超压停机)，于是设计了风冷器旁通流程，这样冬季就可以“甩开”风冷器，而夏季再投用风冷器，确保气出口流量计的正常工作。

DZH-A 型大罐抽气装置，由于采用自适应全自动控制系统，减轻员工的工作强度，避免事故的发 生 。 最 小 抽 气 量 可 达 到 200m3/d， 最 大 抽 气 量 可达 到 10000m3/d， 装 置 的 主 要 能 耗 是 电 力 损 耗 。 根据计算和实际计量，回收 1m3天然气，损耗电量约6.5W。

3 经济效益

1）投 资 ： 某 采 油 厂 4座天然气回收 装 置 总 投资约为600万元。

2）产 量 ：4 座 站 回 收 天 然 气 量 约 为 5668m3/d；4 座站的天 然 气 回 收 装置回收 轻 质 油 200kg/d。

3）产值 ： 按华 北 油田公 司 2009 年 原 油 2611.88元/t， 天 然 气 0.872 元/m3， 电 0.72 元/kWh， 水 4.00元/m3测 算 ，4 座 站 建 设 储 罐 天 然 气 回 收 装 置 后， 可回 收 天 然 气 、 轻 油 总 价 值 约 为 199.47 万 元/a， 平 均每个 站 一 年 可 以回收价 值 约 为 49.86 万 元 。

4 投资与产出效率分析

每 站 的 人 工 成 本 为 20 万 元/a， 电 力 费 用 和 维 修成 本 为 6 万 元/a。 每 站 一 年 实 际 创 效 益 23.87 万 元 ，约 6.28 年收回投 资 。

如果考虑到 回 收 气 中 含 有 丰 富的 C3组 分 ， 回收的挥发气经过站内已有天然气处理装置处理，能回收液化气，实际经济效益将更加可观，投资回收期将更短。

5 结语

大罐抽气装置是一项成熟的技术，具有工艺流程简单、操作维护方便、安全保护系统完善等特点。既创造了经济效益，还有很高的社会效益。

1）节能降耗。回收了目前被浪费的不可再生资源，且回收气中含有丰富的C3以上的组分，效益可观。

2）提高了储油罐的安全防火性能，既保护了环境，又消除了罐区的不安全因素。

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.012.011

2012-07-12）

李荣朵，工程师，1981年毕业于华北石油学校，主要从事油田节能新技术应用与管理，E-mail：cy4_lrd@petrochina.com.cn，地址：河北省廊坊市万庄采油四厂设备管理中心，065000。