企业氮气系统优化方案探讨
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技术。该技术结合了水力射孔和水力压裂技术,经过快速高压 的流体携带砂体以此来进行射孔,打开地层与井筒之间的通道 后,提高流体排量,从而在地层中打开裂缝的水力压裂技术。 而水平井水力喷射分段改造工艺结合了水力射孔和水力压裂 技术,是以水力喷砂射孔与加沙压裂联作的储层改在造技术, 能够沿着水平井横向在多个位置独立连续改造而不使用任何 机械密封装置。此种工艺特点是应用范围广,适用于套管、裸眼 和筛管等不同完井方式中的深水平井。2.5重复压裂技术最后讲的就是重复压裂,这种压裂技术是一种对于气井来 进行再次压裂,同时可以起到增产的目的。如果页岩气使用最 初始的压裂方法而没有办法去取得比较乐观的采气量,又或 者随着时间的发展,目前的支撑剂的质量达不到要求以及因 为特殊因素而失去原有的支撑效果,因此而导致产气量大大 下降的时候,就会选择一般经常采用的重复压裂工艺。重复压 裂技术又可以分为三种方法:第一,当页岩层内压裂后如果形 成了新的裂缝;第二,顺着原来的裂缝继续延伸下去;第三,更 改方法重复压裂。此种技术对处理渗透率低以及天然裂缝较发 育、层状与非均质地层而言这种效果是比较适合的,同时效果 也是比较好的。3结语综上所述,水力压裂技术是油气增产当中为最经常使用又 是最为传统的处理技术,在比较多的常见能源储层的开发中, 这种技术早已经成为商业化规模生产的重点。对于国内当前页 岩气开采压裂技术来说,包括清水压裂技术、多级压裂技术、混 合压裂技术、水力喷射压裂技术,以及重复压裂技术。在运用过 程当中,首先要做好技术的配套工作,这是最为关键的。因为目 前在页岩气开采中,面对的页岩层的渗透率比较低,加之储层 条件各异,页岩气井在完井后必须通过对储层针对性的改造, 方能取得更为理想的产量。所以页岩气的开采压裂技术就成为 了页岩气开采的主要手段。同时寄希望于广大石油天然气地质 勘探开发人员在页岩气开采压裂技术的基础上,不断开拓创 新,勇于克服困难,瞄准世界先进水平,探索更加科学、更加先 进、更加有效的页岩气开采技术,为促进页岩气开采事业高质 量发展贡献力量。参考文献:[1] 王冬东.页岩气井压裂技术概述[J].内江科技.2015 (06).[2] 毛锐.页岩气开发中新型压裂技术的应用研究[J].化工 管理 2016 (15).[3] 杨斌.页岩气开采工艺技术优化[J].化工设计通讯, 2017 (06).[4] 王进超,胡勇,汤路.页岩气开采工艺技术探讨[J].化工 设计通讯,2017 (09).作者简介:于志伟(1982-),男,汉族,河北唐山人,硕士,中级工程师, 硏究方向:油气田开发,页岩气压裂。企业氮气系统 优化方案探讨张成富史会兵侯新峰(山东京博石油化工有限公司,山东博兴256500)摘要:文章选取河南某公司车间的氮气系统作为实际案例,对 氮气系统存在的问题进行了分析,结合实际情况提出了具体的 优化方案,并分析实际取得的效果。关键词:氮气系统;流程;优化改造0引言河南某公司氮气系统的供给主要分为三部分,即空压车间 KDN-3000型空分装置、A化工厂KDN-5000空分装置与KDN- 10000型空分装置。其中KDN-3000型空分装置于2000年投入使 用。该装置依托于净化空气,通过低温法制氮工艺实现氮气的 生产,其生产规模达到3000m3/h,并配有液氮贮槽、中压氮气压 缩机设施数台以及其他辅助设施,其提供的氮气压力等级共有 两种,即0.7MPa 与2.5MPa。1氮气系统存在的问题分析1.1空压车间存在的问题在正常的生产状态下,中压氮气运行模式依然有较大的节 能空间;氮气备用系统的工艺亟待更新,难以发挥应急保供作 用;出装置氮气流量计显示的准确度不够,影响到计量结果,在 生产实时调整中难以发挥作用;空分装置入口涡街流量计表头 出现损坏情况以及显示不准确情况,影响到计量结果,需要按 照周期要求进行检定。1.2外购A氮气情况A氮气压力较高,车间难以对其实现自动调节,对于生产 过程中的实时调整有着不利影响;在对外购A氮气的计量方 面,供方与收方的流量计显示数值存在较大差异,在贸易过程 中会影响到结算结果。1.3氮气用户方面情况首先,对于同一氮气用户而言,主管网上存在氮气分支数 条,这些分支间还涉及到跨线情况,有的氮气分支没有设置流 量计,存在诸多计量盲区,从而导致装置界区的管线流程趋于 混乱。比如炼油系统a装置的氮气管一共有3条,但有两条管道 间连接了跨线。具体如图1所示。其次,系统中氮气流量计并没有遵循合理性原则进行安 装,与装置界区位置上存在一定偏差,还有的氮气流量器还设 置了分支管线,从而导致氮气计量的准确性受到影响,与计量 器具的管理要求相违背。再者,在氮气管网上,有的用户增加管线分支,对工艺流程 进行变更时,并没有遵守公司的氮气供应管理的相关制度,且 没有进行审批,从而导致计量的准确性受到影响。考虑到氮气 管线介质的安全性较高,并且压力等级偏低,因此有的用户对2020年04月心伽|
83技术与信息
图1跨线连接图氮气管线或氮气流程进行私自调整,从而导致氮气管理出现盲 区,对氮气管网运行的稳定性与可靠性构成了威胁,难以保障 计量的准确性,同时也不利于节能优化与调整。此外,有的装置或者设备氮气管线处于停运状态,但公司 并没有采取隔离措施,例如加装盲板,从而导致氮气有泄露风 险,情况严重时还可能出现氮气窒息事故,给相关人员的生命 安全构成威胁。最后,气油车间布置的装置非常复杂,氮气使用点不够集 中,分布于公司部分厂区内,从而难以全方位覆盖计量器具,出 现了很多氮气计量盲点。2氮气系统优化方案分析2.1车间内部优化首先,公司根据中压氮气运行模式取得实际效果,将中压 液氮贮槽投入到生产中,并停止了氮压机的运行,从而提高了 节能效果,创造了比较理想的效益。空压车间空分站中压氮气 的用途在于各装置的气密。在生产过程中,化纤与炼油生产装 置并不会使用大量中压氮气,其对中压氮气的使用仅限于管线 压力的维持。在传统生产模式下,中压氮气均源自于氮压机,中 压液氮贮槽的作用仅仅是为了应急,即针对紧急事件补充需求 量增加的中压氮气。中压液氮贮槽能够储备约20m3的液氮,压 力等级约为2.5MPa。根据调查与研究,公司针对现有情况采取 了增效措施。具体操作为:停止运行氮压机,在正常运行状态 下,利用中压液氮贮槽进行增压,从而使中压管网压力得以维 持。基于此模式运行为期一年后,实践结果表明该模式在安全 性、可靠性以及操作性方面都具有突出优势,能够提高氮气供 应的稳定性,并且每小时耗电量缩减了250kW,循环水节约量 达到25t,在系统运行过程中的故障问题也得以减少,为运行与 维护成本控制提供了有力支持,最终实现了节能创效目标。其次,针对氮气备用系统工艺老化问题,公司也对低压液 氮汽化池进行了优化。具体来讲,空分站低压液氮汽化池阀门 在以往均属于手动操作,并且远离操作室,汽化池汽化效率不 高,热损失较大,对备用热源需求较大。针对氮气运行的优化, 2017年车间对低压液氮汽化池进行了改造,选择立式封闭汽浴 式汽化池代替敞开式水浴汽化池,并增设了蒸汽与氮气调节 阀,利用PLC控制技术,建立了空分站控制系统,从而实现在 远距离对液氮汽化池的控制,在生产过程中体现出较强的灵活 性。与此同时,在蒸汽消耗量的控制方面,车间在完成改造后也 实现了节能降耗,不再使用新鲜水。2.2外购A氮气的优化根据A氮气压力较高,难以实现对A氮气的自动调节问 题,车间于2017年检修停工期间,将氮气调节阀增设在A公司 氮气并网阀F909位置,并利用仪表线向空分站操作室引入了信 号,从而帮助空分站PLC控制系统对该阀进行了调整,最终实 现了对外购A氮气量的远程控制目标。与此同时,针对氮气用户用量问题,车间对公司氮气流程 进行了调整,利用对A氮气并网调节阀的远程控制,使空分站 KDN-3000空分装置运行趋于满负荷状态,从而使外购A氮气 量得到缩减。根据氮气优化调整方案,A化工厂向公司进行氮 气供给的途径主要为F903向加氢、聚丙烯与260万柴油加氢等。 车间将F904/F905/F906三个阀门连接到炼油区域的氮气管网, 将F909连接到化纤区域。考虑到A氮气压力为0.72MPa,而空 分站氮气压力为0.65MPa,炼油区域无法获取氮气。因此车间将 F305启动,连通炼油区域与化纤区域的氮气管网,并将F904与 F905阀门关闭,从而使A氮气量得以减少,在保证各装置用氮 状态正常的前提下,空分站KDN-3000空分装置的运行状态也 趋于满负荷。实践表明,在完成系统改造后,公司外购氮气量将 少了近2000m3/h,空分平均氮气供应量增加了近1300m3/h,全 年节约成本超过1000万元。此外,在解决外购A氮气供收两方流量计显示数值偏差 问题时,公司在2017年检修中要求A公司对流量计进行检定并 出具报告。该项事宜涉及到贸易结算,而收方流量计没有出厂 检定,计量中心于2018年拆除了未检定的流量计并进行检定, 完成检定后继续投入使用,运行状态恢复正常。在检定双方流 量计时,收方流量计标定数值与车间设置的流量计数值相差约 3%。供方流量计标定显示误差则超过10%,因此在贸易结算中 选择参考收方流量计数值。3结语通过对氮气系统的优化与改造,在实践中多方面的都得到 了改善与提升,节能创效目标基本实现,具体涉及到以下几方 面:第一,氮气运行模式优化使得耗电量节约了250kW/h,循环 水节约量达到25t,蒸汽节约量为2.5t,总计节约近460万元;第 二,对氮气经济核算以及优化调整产生影响的流量计均进行了 处理,运行状态恢复正常,在数据层面上能够提供可靠支持;第 三,公司与A公司的贸易结算达成一致意见;第四,基于氮气系 统的改造,每年氮气外购费用节约超过1000万元。参考文献:[1] 于粉林,赵首永,霍泉龙,等.优化氮气系统节能降耗J]. 通用机械,2017 (1): 29-33.[2] 戴龙成,宣益民,尹健,等.氮气弹射系统的优化设计[J]. 计算物理,2002, 19(3): 259-263.[3] 罗玉海,李利.氮气定型系统压力自动控制改造[J].轮胎 工业,2015, 35(9): 569-570.84 | 41*^ 2020年04
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