周立臣

（中海石油（中國(guó)）有限公司 湛江分公司，廣東 湛江524057）

0 引 言

W11-4D油田的電站是由兩臺(tái)FM公司生產(chǎn)的雙燃料發(fā)電機(jī)組組成。該電站的發(fā)電機(jī)組為雙燃料發(fā)電機(jī)組，它不僅可以用柴油作為燃料，而且可以利用天然氣作為燃料發(fā)電，為整個(gè)油田提供動(dòng)力，但至目前一直無(wú)法實(shí)現(xiàn)燃?xì)饽Ｊ较碌倪\(yùn)行[1-3]。W11-4D油田天然氣資源十分豐富但成分復(fù)雜。特別是燃料氣中攜帶凝析液（游離水，凝析油等）時(shí)，嚴(yán)重影響機(jī)組在燃?xì)饽Ｊ降恼＿\(yùn)行，凝析液又將嚴(yán)重腐蝕損傷機(jī)組的燃?xì)鈬娮?，損壞機(jī)組。因此給FM機(jī)組提供合格的高質(zhì)量的燃料氣是保障機(jī)組正常運(yùn)行的關(guān)鍵。要達(dá)到機(jī)組對(duì)燃料氣的要求指標(biāo)，對(duì)燃料氣進(jìn)行滌氣除液凈化是必不可少的，需要對(duì)燃料氣處理系統(tǒng)進(jìn)行必要的改造[4]。

1 燃料氣系統(tǒng)改造設(shè)想

1.1 燃料氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在的缺陷

圖1 燃料氣處理系統(tǒng)流程

FM燃料氣處理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上不很完善，存在如下問(wèn)題[5-6]：1）燃料氣加熱器設(shè)計(jì)在減壓閥的上游，而且在加熱器的出口沒(méi)有設(shè)計(jì)氣體洗滌器，無(wú)法去除燃料氣處理系統(tǒng)在工況條件改變的情況下產(chǎn)生的凝析液。2）燃料氣過(guò)濾器設(shè)計(jì)為單臺(tái)機(jī)組獨(dú)立使用，不能實(shí)現(xiàn)相互切換使用，如果需要更換或清洗過(guò)濾器必須首先切換發(fā)電機(jī)組，操作缺乏靈活性和可靠性。特別是在一臺(tái)發(fā)電機(jī)檢修，另一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的燃料氣過(guò)濾器需要檢修或更換的特殊情況下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)FM機(jī)組正常用氣。3）經(jīng)過(guò)加熱器加熱后，燃料氣被直接送往熱介質(zhì)鍋爐，進(jìn)行降壓后供給鍋爐，因工況條件改變產(chǎn)生的凝析液會(huì)導(dǎo)致鍋爐在燃?xì)饽Ｊ较曼c(diǎn)火十分困難。

1.2 改造設(shè)想的提出

目前FM機(jī)組所使用的燃料氣是經(jīng)過(guò)加溫、過(guò)濾、降壓處理后直接供給兩臺(tái)雙燃料發(fā)電機(jī)組燃燒。從井口生產(chǎn)的天然氣經(jīng)過(guò)安裝在井口A平臺(tái)的氣頂氣洗滌器至AP平臺(tái)天然氣壓縮機(jī)滌氣罐、燃料氣加熱器、燃料氣過(guò)濾器，分配給兩臺(tái)發(fā)電機(jī)機(jī)組和熱介質(zhì)鍋爐，流程如圖1所示[7]。

FM機(jī)組的燃料氣流經(jīng)氣頂氣洗滌器及天然氣壓縮機(jī)出口的滌氣罐進(jìn)行初步氣液分離，經(jīng)過(guò)初步氣液分離的天然氣流經(jīng)燃料氣加熱器進(jìn)行加熱升溫，然后流經(jīng)燃料氣過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，最后經(jīng)過(guò)降壓后輸送到各燃料氣的用戶。燃料氣在進(jìn)行這一系列處理過(guò)程中，工況條件發(fā)生了明顯的變化（工況變化參數(shù)如表1所示），特別是在進(jìn)行降壓后，氣體的流速降低、溫度下降，燃料氣中的重組分和水分冷凝成凝析液，隨同燃料氣流入FM機(jī)組燃燒。燃料氣在上述工況條件改變的情況下，產(chǎn)生凝析液的現(xiàn)象是十分明顯的。在燃料氣處理系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，我們可以從燃料氣過(guò)濾器的底部放出大量的凝析液。為了盡可能排放這些凝析液，我們已經(jīng)采取了臨時(shí)措施，在燃料氣過(guò)濾器的底部堵頭處連接了1/2 in的排放管線，將凝析液直接引入閉式排放系統(tǒng)。由于燃料氣過(guò)濾器的體積很小，氣體滯留的時(shí)間很短，很難將凝析液完全分離排出，這種臨時(shí)排放處理只能輕微減少燃料氣中凝析液的量，并不能徹底消除燃料氣中的凝析液，無(wú)法保障進(jìn)入FM機(jī)組燃料氣的質(zhì)量。因此改造燃料氣處理系統(tǒng)，安裝一套高效的燃料氣洗滌器是完全必要的。

表1 燃料氣處理系統(tǒng)工況變化參數(shù)

說(shuō)明：表中數(shù)據(jù)后“-”號(hào)表示只是系統(tǒng)本身造成的輕微壓降；

表中空格中的“—”號(hào)表示該設(shè)備未正常運(yùn)行，無(wú)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

1.3 燃料氣處理系統(tǒng)改造方案與實(shí)施的可行性

確保FM機(jī)組的供氣質(zhì)量和正常供氣，對(duì)FM機(jī)組燃料氣處理系統(tǒng)進(jìn)行合理改造，彌補(bǔ)設(shè)計(jì)上的不足，完善燃料氣處理系統(tǒng)是亟待解決的問(wèn)題[8]。

燃料氣處理系統(tǒng)改造方案如下：

1）將燃料氣過(guò)濾器撬塊改造成一個(gè)集燃料氣滌氣除液、降壓、過(guò)濾為一體的綜合撬塊。在燃料氣加熱器出口（A-X-708撬的位置）安裝一套高效的燃料氣滌氣罐，將經(jīng)過(guò)燃料氣加熱器加熱后的氣體，按照FM機(jī)組所需的壓力先進(jìn)行降壓處理，燃料氣經(jīng)過(guò)減壓閥后，流經(jīng)氣體洗滌器進(jìn)行洗滌除液，再經(jīng)過(guò)5 μm的燃料氣過(guò)濾器除去燃料氣中的懸浮顆粒，經(jīng)過(guò)上述處理的合格的燃料氣供給FM機(jī)組，滌除出來(lái)的凝析液和懸浮顆粒雜質(zhì)排往閉式排放系統(tǒng)。燃料氣處理系統(tǒng)改造后的流程如圖2所示。

圖2 燃料氣系統(tǒng)改造

2）燃料氣滌氣罐應(yīng)滿足的技術(shù)條件：在燃料氣加熱器出口新增加的燃料氣滌氣罐必須要滿足兩臺(tái)雙燃料發(fā)電機(jī)組、熱介質(zhì)鍋爐及火炬長(zhǎng)明火等用戶最大耗氣量和壓力的需要，保證滿足燃料氣加熱器在設(shè)計(jì)工況條件處理的燃料氣能順暢通過(guò)燃料氣滌氣罐，并達(dá)到FM機(jī)組及其它用戶的要求指標(biāo)。

3）燃料氣滌氣罐的來(lái)源及改造：燃料氣滌氣罐可以利用原來(lái)的污水處理系統(tǒng)的緩沖罐（W11-4D油田的污水處理系統(tǒng)不用，污水排至W11-4處理，故緩沖罐不再使用）。利用燃料氣流量計(jì)的連接法蘭和原燃料氣過(guò)濾器出口的連接法蘭進(jìn)行撬裝連接，不需要在原工藝流程的管線上焊接，不影響油田的正常生產(chǎn)。

2 燃料氣處理系統(tǒng)改造的效果評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)FM機(jī)組燃料氣處理系統(tǒng)進(jìn)行改造，給機(jī)組提供了高質(zhì)量的合格燃料氣，經(jīng)過(guò)中外技術(shù)人員對(duì)機(jī)組進(jìn)行檢查大修，調(diào)整了運(yùn)行參數(shù)和氣閥間隙，目前兩臺(tái)機(jī)組均實(shí)現(xiàn)了雙燃料模式下運(yùn)行，此次改造可以延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命，減少燃料氣中所攜帶的凝析液對(duì)機(jī)組構(gòu)件的損傷，減少機(jī)組使用燃油時(shí)間，改變長(zhǎng)期只能在柴油模式下運(yùn)行的局面，降低燃油的消耗，節(jié)省燃料費(fèi)，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

除此之外，今后的研究應(yīng)注重降低機(jī)組對(duì)柴油消耗的依賴性，提高天然氣的燃燒效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)清潔能源的高效利用，降低對(duì)環(huán)境的污染。