减少油田火炬气措施和方法研究

周 夏 伊

（中国石油大学（北京） 机械与储运工程学院，北京 102249）

减少油田火炬气措施和方法研究

周 夏 伊

（中国石油大学（北京） 机械与储运工程学院，北京 102249）

为了改善环境，增加天然气输量，同时获得较大经济利益，本文主要研究在油田生产运行中能够有效减少火炬气的方法。主要包含以下四个方面：升级调整地面设备设施，改进操作及维修过程，制定培训与宣传方案，增强与下游产业的合作关系，并针对每个方面都介绍了一些主要措施。如果能够切实落实以上四个方面的相关措施，油田火炬气量将会显著减少。

火炬气；环保；优化运行；改造工程

石油生产公司一直面对着一个难题：没有足够先进的设备设施来处理火炬气。在过去的几十年中，为了满足不断增加的全球能源需求，各油田的石油产量显著增长。同时，伴生天然气的产量也随之增加，很多已经超过了油田原有的气体处理及输出能力。当伴生天然气处理设施不足以满足相应气体产量时，油田的地面处理能力却扩张了很多倍，这导致大量气体被火炬燃烧掉，产生大量经济损失的同时还造成了恶劣的环境影响，增加了安全隐患[1]。

1 减少火炬气措施和方法

火炬气的来源主要有几个方面：一是因为天然气处理设施不足，而不得不把多余气体燃烧掉；二是由于所产天然气质量达不到外输要求而必须燃烧排放；三是由于设备设施出现故障时，必须排放的放空气体；四是油田正常运营时产生的气体，比如两相分离器、三相分离器、原稳气以及天然气处理装置的低压湿气或干气[2]等。

为了熄灭火炬，国内研究重点在火炬气回收系统上，主要分为燃料型和原料型[3-7]，即把回收后的火炬气作为燃料或者原料使用。本文另辟蹊径，分别从设备、操作、维修、管理和沟通方面介绍减少火炬气的方法和措施[8]，不仅能从根本上截断来源，更能有效遏制后期火炬气的产生。具体措施如下：

（1）升级和调整地面设备、设施

（2）改进操作及维修过程

（3）制定培训与宣传方案

（4）增强与下游产业的合作关系

2 升级和调整地面设备、设施

2.1 为冷凝泵安装旁通管

冷凝泵通常会导致燃烧。由于重力作用，为高压冷凝泵安装旁通管可减少冷凝水的排放，并在很大程度上减少火炬的数量。

2.2 管线联通

之前，当下游炼厂关闭的时候，从压缩机出来的天然气将会被燃烧掉。如果用十字交叉管线把压缩机出口管线连接在一起。使气体可以在不同出口管线之间流通，这既可以增加油气的输出量，又能减少气体燃烧。

2.3 为冷凝脱水系统安装旁通管

为冷凝过滤器安装旁通管，可以灵活地控制由凝析液产生的静水压力，并减低其转相温度。这样就不必再把凝析油转移到潮湿的油箱中，减少凝析油的残留和损耗。

2.4 调整冷凝泵的转速

根据现场凝析油的产量，调整冷凝泵的转速，使冷凝泵在适宜的条件下运作。这既能增加凝析油的输出量，又能节约能量，减少冷凝装置的气体燃烧量。

2.5 启动冷凝制冷系统

冷凝制冷系统的启用可提高出口天然气和凝析油的质量，以降低燃烧量。它在稳定凝析油的同时，还能改进原油加工装置的操作过程。

2.6 凝析液回收管

为了方便回收所有的冷凝油到储罐，可以在压气机之间安装凝析油回收管。当冷凝混油处理设施出现故障时，凝析油可以被回收，从而极大地减少了冷凝装置的气体燃烧。

2.7 安装冷凝分离器

集气管线较长的油田，可在途中设置冷凝分离器用以回收冷凝液，将冷凝液回收到冷凝回收箱中。这样，不仅可以提高出口气体的数量和质量，还可以减少气体的燃烧。

2.8 安装液体段塞捕集分离器

液体段塞捕集分离器可以回收运输管线中的冷凝液，提高输出气体的质量，并使回收的冷凝液再循环，用以进一步的处理和加工。该设备可有效地减少冷凝液的负荷量以及气体的燃烧。

2.9 气体的回注

为了进一步地回收天然气，可安装回注设备。当下游单元无法使用或者出现故障时，它能维持原油和天然气的生产。

2.10 设置中心增压站

设置中心增压站，是为了有足够的灵活性来处理来自各种储层的气体并使其从压气机中分离出来。其运行的目的，是为了提供气体压缩能力。主要内容包括低压气体压缩机组，高压气体压缩机组，富气露点系统，冷凝液稳定和分离系统，与压缩机组交叉连接的天然气和凝析油脱水系统以及冷凝水过滤和存储系统。

2.11 增加气体储存设备

增设天然气储存设备，可以把多余的气体存储起来，而不是把它输送到火炬中燃烧掉。当系统中气体容量不足时，可以把存储设备中的气体回注到系统中，保证系统稳定、高效运行，增加系统的灵活性和可靠性。

2.12 其他

除了以上措施以外，还有逐步更换老化设备，增设气体脱硫装置，增加辅助运输管线等方法，可以有效地减少火炬气的燃烧。

3 操作及维修的改进

3.1 改进操作实践

气体燃烧的不利影响众所周知，所以需要我们自觉地改善操作实践、辅助操作和再分配问题，以便更好地监督实际操作过程。应为每个设备都配备设备工程师，并对其业绩进行密切监控和技术分析，主要关注气体燃烧量等内容。

为提高经营业绩，可实施以下措施：

（1）采用持续的评估，不断跟踪评估结果，并针对最新结果制定改进管理和操作的措施。

（2）组建团队协助、设备管理和领导监控的重要绩效跟踪系统。

（3）对资产进行定期审查，使改进范围更有针对性。

3.2 使天然气和凝析油的输出量最大化

天然气和凝析油的燃烧不仅由于设备处理能力的限制，有时还因为天然气和凝析油的质量太差或不合规格。天然气中的凝析液和凝析液中的水是导致低排量的主要原因，同时也会影响气体质量，使设备中更多的气体被燃烧掉。努力提高设备的效率和性能，并对脱水系统进行调试，不仅能减少气体的燃烧，还能提高输出天然气和凝析油的质量。

可以实施的操作有：

（1）采用在线气体分析器实时跟踪检测气体水露点。

（2）定期检测天然气和凝析油的露点和含水量，以确保输出气体质量。

（3）提高出口气体的温度和压力，以提高出口气体质量。

3.3 减少安全隐患

为减少安全隐患，应采用完整性管理体系，并邀请各有关部门对设备的设计参数和运行参数进行检查，以减少应安全事故而产生的火炬气量。为坚持安全与环境政策，可在设备上采用相关仪器记录其负荷量。

3.4 天然气和凝析油管线的清管作业

运输管线的清管工作应按照日程表逐步进行，这有助于提高出口气体的质量，从而减少气体燃烧量，同时还能提高天然气的输出量。各运输管线应进行智能清管，旧管线需逐步替换。此外，为了能够精确地测量到管线各关键参数，对输送酸性气体管线进行定期清管尤为重要。

3.5 备用工作能力

为了使生产作业维持在计划水平，关键设备的备用品可以有效地缩短计划外的关、停机时间。因此，为了避免产品损失和气体燃烧，可实施以下措施：

（1）关键设备的备用品尽量保证 100%的利用率。

（2）生产过程所需的消耗品必须及时订购。

（3）为了确保备用品的快速提供，可直接与关键设备的供应商联系。

3.6 定期检测设备

所有设备必须进行定期的检查和维修，应尽量遵守2年一小检，4年一大检的检测计划，储罐的维修计划也同样如此。为了进一步加强定期检查制度以及设备的可靠性，可进行以下操作：

（1）为了提高设备的可靠性和可用性，应准确详细地记录车间定期维修时间。

（2）通过不断改进维修技术来提高设备的可维护性。

（3）采购备用汽轮机和压缩机，以减少压缩设备的停机时间。

（4）采取例会制度，密切监控压缩机性能，以提高其运行的可靠性。

4 制定培训和宣传方案

减少火炬气计划的实施，离不开全体员工的参与和努力，特别是操作人员。对于操作和维修人员，可为其指定一系列的培训和宣传方案。

（1）分别为每个岗位的操作人员制定专门的培训方案。

（2）为了确保工作效率，员工必须达到要求的熟练度。

（3）对所有操作人员进行各种培训，如在职培训、特殊培训和 HSE 培训等。

5 增强与下游产业的合作关系

由于很多油田天然气储存设备的容量都较小，不能满足长期存储的要求。所以，为了确保正常生产，应加强与下游产业的协同合作关系，以确保产出气体和油品的正常输出，减少应协调不当而产生的商品积聚。为确保与下游单位的有效协调，可建立一个督导委员会和交流系统，密切监控与下游的合作关系。

6 结 论

本文分别从设备、操作、维修、管理和沟通方面介绍了减少油田火炬气的方法和措施。地面设备设施的升级和调整可以从工艺方面减少生产运行中产生的火炬气；操作及维修过程的改进能够降低实际操作和维修时产生的火炬气量；培训与宣传方案的制定可以增强员工的安全环保意识，有效地预防事故的产生。与下游产业的合作关系可以保证系统运行的稳定性和可靠性。以上四个方面的相关措施，能使火炬气量显著减少，周边环境得到极大改善，气体输出量明显增加，同时还能带来巨大的经济利益。

［1］ HUA Chuanlun, CHEN Qun, WU Long. Reduction of Waste Gas Emissions in Energy and Petrochemical Industries in China[C]. Proceedings of the 3rd International Conference on Environmental Technology and Knowledge Transfer, 2010.

［2］ 江涛,曹约良,王小康,李冲.吐哈油田天然气处理系统优化与实施[J].石油规划设计，2013，24(1):56-58.

［3］ 杨秀发.火炬气回收[J].国外油田工程,2000( 6):30-31.

［4］ 廖翰农.火炬气回收技术[J].河北化工,2008, 31(2):48-49.

［5］ 李成龙.火炬气回收技术[J].节能,2002( 11):12-13.

［6］ 金鑫.火炬气回收技术简介[J].上海节能, 2006(3):33.

［7］ 陈永江.火炬气回收系统的设计[J].石油化工设计,2002, 19(2):11-13.

［8］ Ali Hussain Al-Kandari, Ashok Kumar.v, Omar Sadeq. Gas Flare Reduction through Operational Enhancement and Innovative modification and projects[C]. International Petroleum Technology Conference, Bankok, Thailand, 7-9 February 2012．

赛维 LDK百亿多晶硅项目复活攻坚战打响

作为满负荷可产多晶硅 1.5 万吨/年的超大型单体硅料项目，马洪硅料厂曾为赛维 LDK 立下汗马功劳，但其累计约 120亿元的巨额投入也曾是导致赛维LDK资金链断裂的关键所在。

停产逾两年后，对马洪硅料厂进行冷氢化改造(降低生产成本)并令其复产，成为赛维 LDK 提振资本市场信心，实现正向现金流的布局之一，更为关键的是，这一布局饱含着赛维 LDK 坚定看好太阳能级多晶硅市场的深意。一位业界人士向《证券日报》记者表示，两年多来一直处于停产状态的马洪硅料厂，产生了不菲的折旧费用，这严重拖累了赛维 LDK 的业绩。而随之复产，部分折旧费用便可被多晶硅产量摊销。此外，“通过冷氢化改造，马洪硅料厂生产多晶硅的现金成本，可由采取热氢化工艺时的 140 元/公斤左右降低至 126 元/公斤左右。相较目前硅料约 160 元/公斤的市场销售价格，其具备实现正向现金流的条件。”

Research on Measures and Methods to Reduce Flare Gas in Oil Fields

ZHOU Xia-yi
（ China University of Petroleum, Beijing 102249，China）

In order to improve the environment, increase the amount of natural gas transmission, and get economic interests, the method to effectively reduce flare gas during the operation of oil field was studied. This method included the following four aspects: upgrading and adjusting ground equipments and facilities, improvement of operation and maintenance, formulating training and publicity programs, strengthening partnerships with downstream industries. Then the major measures for each aspect were discussed.

Flare gas; Environmental protection; Optimizing operation; Modification work

TE 992.1

： A文献标识码： 1671-0460（2014）07-1370-03

2014-05-22

周夏伊，女，重庆人，硕士，2012 年进入中国石油大学（北京）机械与储运工程学院就读，研究方向：长输管道规划设计。E-mail：zhouxiayi426@163.com。