2023年输气管道放空天然气回收方案探讨.docx

输气管道放空天然气回收方案探讨 1储罐蒸发气的产生 lng一般通过远洋运输船舶运至lng接收站。船舶抵岸后，通过码头和栈桥的卸料设施和管道，将lng卸至lng储罐[1]。以国内正在建设的某lng接收站16×20234m3储罐为例，阐述储罐蒸发气的产生和气量的计算。 1.1储罐吸收外部热量产生蒸发气 lng接收站的储罐类型有全容罐、双容罐、单容罐、薄膜罐等[2]。lng储罐结构复杂，特别是全容罐，其内外两层结构、钢壁和混凝土壁的交错形式，以及复杂的罐顶构件使储罐的吸热计算十分困难；罐内两相流体的热对流、热传递也非常复杂，迄今仍无可靠的方法计算储罐吸收外部热量产生蒸发气的气量。在实际工程中，大多采用经验值法计算。经验值法是根据目前世界上正在运行的lng接收站储罐实际产生的蒸发气量进行估算的，公式如下： 式中。g1为储罐因吸热产生的蒸发气量，kg/h；a为蒸发气产生系数，（0.05%～0.2023%）/d；ve为储罐实际储存lng的量m3；ρ1为储罐储存lng的密度kg/m3。 lng是一种混合物，在吸热时，蒸发气的组成与lng混合物的组成比例不同，是以轻组分为主的混合物。上述公式仅能计算储罐蒸发气的产生量，无法计算lng蒸发气的组分。蒸发气的组分计算采用闪蒸计算法，在实际工程中，一般借助软件进行计算。 1.2体积置换产生蒸发气因体积置换产生的蒸发气量是指在lng进料或出料时，由于lng的进出导致储罐内蒸发气的增减量： 式中。g2为因进出料变换引起的蒸发气量，kg/h；qin为进入lng储罐的lng量，m3/h；qout为排出lng储罐的lng量，m3/h。 在体积置换过程中，置换的蒸发气不是按原lng的组分比例排出，同样存在轻组分比例较大的现象，这局部蒸发气组分采用理论计算比较困难，在实际工程中，按储罐吸热模式来计算。 1.3其他原因产生的蒸发气 其他原因产生的蒸发气是指在外部条件发生变化或事故情况下产生的蒸发气。外部条件变化主要包括因大气压下降而产生的蒸发气，事故状态主要包括因储罐蒸发气外输系统发生故障，紧急排放或翻开平安装置产生的蒸发气。由于这局部蒸发气量受lng接收站所处环境、工艺系统设计方法和自控控制水平限制，产生的蒸发气量各不相同。在实际中，这局部蒸发气的产生量较少，通常不做考虑。 2卸料和非卸料期间蒸发气的计算 2.1卸料期间的储罐蒸发气 卸料期间是指当lng船舶到达码头后，进行卸料作业的过程。卸料期间储罐内产生的蒸发气除了正常状态下产生的蒸发气外，还包括lng吸收卸料管道热量产生的蒸发气和蒸发气返回船舱弥补真空的气量。 吸收卸料管道热量产生的蒸发气是指在卸料期间，船舶lng在船泵输出压力下进入卸料管道后吸收的热量，此时lng处于过冷状态，当lng到达储罐后，由于压力降低，局部lng转化为蒸发气。卸料期间储罐产生的蒸发气为： 式中。gu为非卸料期间储罐的蒸发气量，kg/h；gp为吸收卸料管道热量产生的蒸发气量，kg/h；qp为模拟储罐吸热所产生的蒸发气量，m3/h；t为lng的温度，k；l为管道长度，m；d为管道直径，mm；n为弯头个数；e为高程，m。 由于lng在卸料管道内处于单相液体状态，故其吸收热量的过程与普通管道的传热并无区别，当lng经过调压装置后压力降低，进入储罐时局部lng转化为蒸发气，此时蒸发气的量与lng从管道中吸取的热量存在函数关系。 在实际工程中，此时产生的蒸发气gp按储罐吸热的模式计算，即lng从管道中吸取的热量近似于储罐从外界吸取的热量。在软件模型中，将qp作为储罐吸热来计算产生的蒸发气量。 储罐产生的蒸发气在进入蒸发气处理系统之前将分流给lng船舶补真空气，补真空气的蒸发气一般通过加压设备加压后进入船舱，加压设备包括风扇、鼓风机、压缩机等，不同等级设备的选用主要是依据蒸发气补真空气需要压力的上下。补真空气的目的是保障船舶在卸料期间，使船舱保持一定的压力，防止形成真空状态。卸料期间进入再冷凝系统的储罐蒸发气的计算公式为： 式中。gr-s为蒸发气返回船舱补真空的气量，kg/h；gu-r为卸料期间进入再冷凝系统的储罐蒸发气量，kg/h；vs为船舱容积，m3；ρb为船舱内蒸发气的密度，kg/m3。 2.2非卸料期间的储罐蒸发气 非卸料期间储罐蒸发气与卸料期间相比，少了进入lng储罐的置换蒸发气和吸收管道热量产生的蒸发气，增加了lng吸收循环管道热量产生的蒸发气，蒸发气的计算与gp类似。非卸料期间储罐蒸发气为： 式中。gc为lng吸收循环管道热量产生的蒸发气量，kg/h；gh为非卸料期间储罐的蒸发气量，kg/h。 此时对于lng低压泵输入而产生的储罐真空，由蒸发气压缩机出口蒸发气弥补，储罐吸入的蒸发气不应作为储罐蒸发气来考虑。非卸料期间储罐蒸发气进入再冷凝系统的蒸发气为： 3储罐蒸发气的控制 根据工程实际情况，储罐蒸发气绝大局部来源于lng卸料期间，lng进入储罐置换出的蒸发气，即g2；其次是lng吸收的管道热量和储罐吸收的热量，即gp和g1。以国内某接收站实际工程计算为例，当接收站罐容为2座16×20234m3储罐、卸料管道长约2km，外输天然气量约43×20234kg/h时，卸料期间g2约为2.78×20234kg/h，g1约为4630kg/h，gp约为1990kg/h；非卸料期间g1约为4630kg/h。 在卸料期间，因卸料而置换的蒸发气约为80%。其可控制的环节是减少单位时间内的卸料量，从而有效减少储罐蒸发气的量，但卸料速率通常是由航道、自然条件和卸料管道长度综合确定的。如果卸料时间过长，对船舶费用、周边航道平安、船舶大小都有很大影响。 目前世界上的lng接收站多以大卸料速率为设计原那么，其次是储罐从外部吸热和lng从卸料管道吸热产生的蒸发气。对于这两局部可以采取的措施，一是增强储罐和卸料管道的保温效果；二是缩短卸料管道的长度和直径。非卸料期间储罐蒸发气的控制可采取第一种措施。 第二篇：油田机械用放空天然气回收液化工程油田机械用放空天然气回收液化工程 一、所属行业：石油行业 二、技术名称：油田机械用放空天然气回收液化工程 三、适用范围：大中型油田 四、技术内容： 1.技术原理 用制冷设备将油田放空天然气井的伴生放空天然气液化，供油田机械使用。 2.关键技术 ①采用俄罗斯深冷机械制造股份公司的设备和技术—高压节流lng生产装置。②柴油机改烧天然气技术。 3.工艺流程 天然气→净化处理→增压→液化→液化天然气（lng）。 五、主要技术指标： 日产液化天然气（lng）11.4万m，折合86.4t/d； 年生产天数＞350天。 六、技术应用情况： 高压节流lng生产装置，是新捷燃气公司研发中心根据俄罗斯在圣彼得堡高压节流lng生产装置进行的联合实验装置提出的设计，在部份液化的根底上进行完善，是一种天然气循环液化生产装置，液化率接近20230%，该工艺得到俄罗斯深冷公司的认可。所使用的设备为俄罗斯深冷机械制造股份公司的小型撬装lng生产装置，该装置为模块化设备，灵活易折迁，适合放空天然气回收工程地点多变的特点。 七、典型用户及投资效益： 新疆油田投资2023250万元，可回收天然气4890万m/a，其中，3990万m/a用于油田机械燃料改装，其余900万m/a用于生产发电。可节约能源65000t标煤/a。 八、推广前景及节能潜力： 凡有伴生气的油田都可采用此项技术，俄罗斯深冷机械制造股份公司生产的小型撬装lng生产装置，灵活易拆迁，适用于野外油田地点多变的特点，各地油田都可使用。3333 第三篇：输气管道案例输气管道案例 一、工程组成 输气管道工程主要包括输气管线、工艺站场、穿跨河流、穿跨公路铁路、穿越隧道、穿越地形沟壑，以及交通道路等。 工艺站场包括首站（加压）、中间压气站、分输清管站、分输站、清管站、末站。 二、工程分析 1、工程分析应包括可研和初步设计期、施工期、运营期和退役期。1）可研和初步设计期工程分析的重点是管线路由和工艺站场的选择； 2）施工期工程分析重点应针对施工作业带清理、施工便道建设和管沟开挖，管道穿越工程和管道铺设以及站场建设等。应明确管道铺设工艺、穿越方式、站场建设工程。在管道工程中，不同的地质条件，施工方式和工程量是不同的。在施工期的工程分析中，还应当突出重大工程的分析，明确它们的施工方式和工程量等；对于位于环境敏感区的工程，亦应重点分析其施工和运行方式。 3）运营期工程分析可按正常和非正常工况分析。正常工况下，应重点对压气站、清管站、分输站的燃气机，过滤别离、调压、分输、超压放空和清管器收、发球等的工艺及污染物源强进行分析。 4）事故状态的工程分析首先要分析事故的原因。管道潜在的各种灾害（事故隐患）大体上可分为自然因素造成的灾害、人类活动造成的灾害和人为破坏三类，在此根底上分析各种事故状态下的污染源强。 5）退役期，在管道退役时，应当再次进行环境影响评价。 2、工程分析的重点内容 （2）施工期工程分析重点： 工程线路走向、站场布局，工程征占不同类型土地面积，土石方量、施工方案及工艺，特别穿越山体和河流、生态脆弱区、自然保护区、天然林保护区、水源地及文物古迹采取的不同施工工艺，主要施工设备噪声源，施工营地布设等。 （3）营运期工程分析重点： 管线营运方案，采取的环境保护措施的有效性，站场阀室的营运方案及其环境平安，绿化及生态补偿方案。 三、环境现状调查 1、环境现状调查与评价的主要内容 （1）调查沿线区域自然环境特征 （2）调查工程沿线穿越不同生态区段的生态现状，调查不同类型生态系统的结构、功能及演变情况，调查植被类型及主要植物、野生动物情况，明确是否有国家及地方保护物种；调查沿线经过的环境敏感区域情况，特别是与工程的位置关系；调查沿线存在环境问题；评价生态系统的完整性、稳定性、演替趋势及环境问题； （3）调查沿线城镇、学校、居民点环境质量现状，评价其环境空气质量、声环境质量状况； （4）调查、评价沿线河流水环境功能及水质现状。 2、经过野生动物保护区，现状调查应弄清的问题 重点弄清保护区的地理位置、级别、区划情况，管理情况及目前存在的问题与原因，主要保护动物的种类、名录、保护等级、种群数量、分布范围、生理生态特性，包括其食源、水源、繁殖地、庇护所、领地范围、迁徙路线等。 四、环境影响识别 环境空气影响评价因子：二氧化氮、总烃；地表水影响评价因子：cod、氨氮； 环境噪声影响评价因子：厂界噪声、施工期噪声；生态影响评价因子：植物种类、生物多样性和农作物产量。 五、施工期环境影响分析 （一）施工过程分析 施工期工程分析的重点应针对施工作业带的清理、施工便道的建设和管道开挖，管道穿越工程和管道铺设以及工艺站场建设等。应明确铺设工艺、穿越方式、站场建设工程。管道工程中，不同的地质条件，不同的地质条件，施工方式和工程量不同。如石质山区的管道开挖要使用炸药，产生的弃渣量大；在林地，作业带宽度小于平原。施工期工程分析注意： 1、应当突出重大工程、关键工