关于集气站放空气回收工艺的分析

李柘

摘 要：本文对集气站放空气回收的特点进行概述，重点分析集气站放空气的回收工艺，在此基础上讨论集气站放空气回收的经济效益与社会效益。

关键词：集气站;放空气;回收工艺

天然气放空是气田开发过程中的一种必要措施。通常情况下，对于放空天然气主要采取点燃排放的处理方法，对放空天然气的利用程度不足。因此需要研究有效的集气站放空气的回收工艺，促进集气站放空气的高效回收利用。

1 集气站放空气回收的特点

放空天然气回收工作对于实现节能减排具有重要作用。在油气田的生产过程中，放空系统的主要作用在于对无法收集利用并具有有毒有害以及可燃性的气体进行排放。广泛应用于站内检修、设备阀门维修更换、气井放空以及事故或紧急状态等场合，从而确保各类装置的安全运行。

目前的天然气放空工作中主要应用火炬放空系统，其作用包括以下两方面：第一是能够减少集气站内天然气的直接排放，从而避免造成大气污染。第二是在发生事故时，能够有效释放集输站场内各类设备及管线的压力。

在應用火炬放空系统时，如果放空气当中存在较多杂质与积液，容易造成燃烧不完全的现象，并产生NO和CO等有害气体。为了解决这一问题，可以将放空天然气当中具备回收价值的部分加以回收利用，进一步减少环境污染问题，同时也有利于经济效益的提升。

题综述

2 集气站放空气回收的工艺分析

在气田的实际生产中，其采用的放空系统具备以下工作流程：全站的放空气通过放空汇管进入双筒式闪蒸分液罐，对气体与液体及少量固体进行分离。将其中气体部分利用放空火炬进行燃烧，液体部分及少量固体通过排液管线排放并储存于采出水罐当中。

2.1 回收系统压力设计

对于放空气，都需要先通过双筒式闪蒸分液罐后输送至放空火炬。由于双筒式闪蒸分液罐设计压力为2.5MPa，运行压力一般不超过0.48MPa，根据这一标准，出口部分的压力也需要处于0.48MPa以内。因此为了安全考虑需要将放空气最高压力以及回收系统工艺起点压力设置在0.25MPa以内。对于回收后的放空气，需要重新输入集气站，所以应选择集气站内的压力作为放空气回收系统的工艺终点压力。

2.2 回收工艺选择

根据目前的发展现状，放空气回收过程中可以采取多种不同的回收工艺，比如利用CNG罐车向外运输、储气井、高压分离回收等方法。实际应用当中要根据集气站的设备与工艺流程的具体特点，选择合适的回收工艺，最大程度提高回收效率。由于集气站距离城市远、有外输系统，并且变压器的负荷小、供电能力有限。因此在回收工艺方面，可选择耗电少、流程简单的压缩机增压工艺作为放空气回收的方法。

2.3 取气点位置选择

取气点位置的选择上需要充分考虑对于放空气的增压问题，应事先对其进行预处理。根据工艺的要求，可将取气点位置设置在双筒式闪蒸分液罐的出口管线上。

其原因包括以下几个方面：第一是能够保证较好的安全性，由于在放空过程中，天然气中存在游离水，在进入放空火炬后容易造成一定的安全隐患。在采用双筒式闪蒸分液罐的情况下，能够有效减少这一问题的出现。第二是能够与集气站放空系统形成良好的配合，不影响放空系统的正常运行。第三是能够保证较高的回收效率，在放空气进入火炬之前，需要首先通过双筒式闪蒸分液罐，在该位置设置取气点，有利于达到最高的回收效率。

2.4 注气点位置选择

注气点位置的选择方面，需要从高压系统、中压系统、低压系统及水露点多个不同的角度进行分析。对于高压系统来说，其压力通常情况下超过系统压力，同时注气点为高压系统对于进站生产气井具有较为显著的影响，因此不应将回注点设置于高压系统。对于低压系统，其位置处于脱水撬下游，不满足天然气需脱水后集输的要求，因此也不应将注气点位置选择在低压系统。对于中压系统，在集气站的生产当中具有十分重要的作用，其中主要包括不同的生产分离器、计量分离器、脱水撬等，其设备的运行情况直接影响到集气站的生产及外输水露点。

根据上述分析结果，注气点的位置最好设置在二级分离器的进口管线处。

2.5 回收设备与回收工艺流程

集气站放空气的回收过程中需要选用合适的回收设备，并采用合理的回收工艺流程。回收设备方面，在全面分析螺杆式压缩机、往复式压缩机、离心式压缩机等应用范围及自身特点的基础上，最终可选择小型往复式压缩机作为回收设备。

回收工艺流程方面，需在双筒式闪蒸分液罐去放空火炬的管线上做一处三通，三通口新加管线与压缩机进口阀门连接，压缩机出口阀门与二级分离器进口阀门的上游管线连接，双筒式闪蒸分液罐去放空火炬管线的三通下游处加装一个球阀。压缩机的放空管线可以连接至集气站放空总管，排液管线可以连接至集气站排液总管。

人员需要放空时，启运压缩机，放空气走回收流程，图中的新加球阀处于关闭状态;放空结束后或压缩机检维修阶段，可以停运压缩机，关闭压缩机进出口阀门，打开该球阀走原有流程。

2.6 风险防控措施

由于天然气具有易燃易爆的特性，在集气站放空气回收的过程中，还需要加强对风险的防控措施。进行风险防控时，应重点加强对于以下三方面因素的控制。第一是要对空气混入管道的问题加以控制，回收系统工作过程中必须关闭三通下游的球阀。第二是在所有电器设备的选择上都必须选用防爆产品，同时保证设备的安装具有合适的防火防爆距离，设置相应的远程监控与报警系统。第三是要重点预防天然气泄漏，需要定期对压缩机进行维护保养，并安装气体检测仪，发生泄露时能够及时报警。

3 集气站放空气回收的可行性分析

3.1 项目投资概算

方案1：选择RTY250燃气驱往复式压缩机组，功率225kW，设备投资250万元，流程改造及初期日常维护费用约50万元，项目总费用为300万元。

方案2：选择DTY220电驱往复式压缩机组，功率220kW，设备投资180万元，现场施工、安装调试及初期日常维护费用约20万元，项目总费用为200万元。

3.2 经济效益分析

以方案2为例对经济效益进行计算。通过对高11站气井放空带液、气井放空解堵、管线打开维修，集气站设备检修维护等放空操作的统计，得出该站累计年放空天然气约63×104m3。根据我厂商品气价格1.121元/m3 计算，高11站每年放空天然气回收效益为70.623万元。

3.3 社会效益分析

集气站放空气回收也能够产生明显的社会效益，主要表现为减少温室气体排放、减少集气站周边环境污染等方面。根据计算，每燃烧1m3天然气能够产生1.76kg二氧化碳，通过集气站放空气的回收，能够减少天然气燃烧量，有利于达到节能减排的目标。

4 结论

集气站放空气回收工艺将绝大部分放空天然气回收，进行统一脱水后外供，避免了大量未处理天然气燃烧对环境产生的污染。

放空天然气回收或在投资回收方面周期较长，但在节能环保方面的意义重大，建议在每年放空气量多的集气站推广应用放空天然气回收工艺。

参考文献：

[1]张军辉，白聪，张丹，等.页岩气开采放空气回收处理与利用研究[J].石油化工应用，2019（03）：1-4，22.

[2]王亚娟，王洪峰，王小培，等.高压高产气井放空天然气回收技术[J].石油石化节能，2018（11）：41-43.