中国石油化工股份有限公司中原油田分公司天然气处理厂 河南省濮阳市 457162
摘 要：目前，我国的环境问题日益突出，为了改善环境以及节约能源，就必须大量使用天然气，减少石油和化石原料的使用，天然气加工处理过程中涉及到能耗问题，单位能耗大小关系到企业的效益，因此成为企业关注的话题之一。某天然气处理深冷分离装置的主要产品有C1、C2、C3、C4、C5+等。随着来气量的逐年降低，生产形势日益严峻，因此如何从装置现有的工艺条件入手挖潜增效，降低能源损耗，回收每一份可利用的资源就成为工艺技术人员最值得研究的课题。
关键词：天然气处理；能耗；探讨
1 天然气处理装置运行时存在的问题
天然气是人们目前普遍使用的一种燃料，是自然界当中存在的一种可以燃烧的气体。并且，天然气也可以被称为是清洁能源。因为天然气不仅可以作为燃烧能源，还可以减少大气中二氧化硫、二氧化碳、氮氧化合物以及粉尘的释放量，作为清洁能源，从源头上减少污染，保护环境。
某天然气处置深冷分离装置运行多年，存在的问题有：设备老化故障较多，造成装置非计划停机次数增加；装置切换的搭接时间控制不协调；来料处理气量逐年下降，造成各项运行参数均与原设计值有所偏离；阀门内漏导致产品或原料气泄漏至放空系统造成能源的浪费；操作人员操作水平不一导致各机组及设备运行过程中的参数相对产生波动等，这些因素导致装置电能、燃料气消耗和装置损耗气量较高。
2 主要研究方向
针对该现状将从多方面分析原因，并采取相应的工艺操作或控制措施，适当统一标准调整精馏塔操作参数，提高收率；根据现状制定详细的操作措施和装置切换的时间控制，降低装置的烃排放量、电能消耗、燃料气消耗和原料气损耗；工艺改造降低夏季喷淋水量等各种措施，围绕此课题进行可行性分析、具体实施和落实等方面的工作。
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3 问题原因分析及措施制定
（1） 对能耗组成进行分析
首先分析能耗指标中的能耗组成，装置生产中的能耗主要有：
1）损耗气
损耗气=原料气量- 外输C1- C2- C3- C4- C5+
从损耗气的计算公式可见，相同的原料气量下，只要提高产品产量，即可降低损耗气量，也即提高收率，降低气量的消耗。
2）燃料气
燃料气用于给机组燃烧用气，其消耗量是由大机组根据负荷、环境温度等因素自行调节，无法控制。
3）电能
某天然气处理处置装置区共有电机58台，耗电量约为1312×104KWh。
（2）原因分析及要因确认
针对能耗高进行了讨论，利用鱼刺图工具进行分析，得出单位产品能耗大的末端因素，并逐一进行分析。
1）操作不稳定。原料气中CO2含量日益升高，操作人员水平参差不齐，为防止冻堵常将低温塔顶温控制的较高，以保证装置能平稳运行，这样一来势必将导致收率降低，损耗气增大，造成产品产出降低。
2）空冷器的电能消耗。天然气处理处置装置共有15台空冷器，均为非变频空冷器，因此冬季运行时由于环境温度低，空冷器必须遮挡盖板进行保温处理，造成了电能的极大的浪费。
3）跑冒滴漏。装置与放空管网连接的各类阀门均有可能存在跑冒滴漏的情况，尤其是阀门内漏不易发现，且其损失是持续的。
4）大型制冷机组电能损耗是装置中电能损耗最重要的部分，虽然无法通过操作进行控制，但仍可以通过合理安排制冷机组的开机时间尽量减少大型制冷机组的空负荷运行时间，从而减少电能的损耗。
5）机泵的电能损耗。某装置共有19台回流泵和外输泵，为保证装置正常生产必须连续运转，外输泵若频繁启停则不利于设备安全。
6）开停机期间放空量大。装置正常生产时不会放空，放空量最大的时候是装置开停机时调参过程，应尽量减少开停机期间的放空以减少损耗气量。
7）夏季环温高导致装置放空量增大。夏季运行由于环境温度高，装置容易超压放空。但由于能及时投用喷淋，调整参数，放不凝气等方式，目前已有较为成熟的操作经验，即使夏季高温运行也较少放空。
（3）措施制定
1）加强培训考核。针对操作人员流动快，转岗人员多的现状，为每一位转岗人员指定师傅进行培训，每周进行一次理论知识考试，对原有岗位人员每周进行一次实际操作技能的考试，提高操作人员的操作水平。
2）改变收率考核方法。干气每周取一次样以此考核收率，由于取样时间间隔较长，不能很好地调动班组人员调参的积极性。针对操作人员调参积极性不高的现状，小组提出改变收率考核办法并实施。即由单一收率考核变为日常收率（依据在线分析所得数据）与每周取样收率考核相结合的方法，并提高收率考核的奖励金额。
3）编制开停机期间的操作指导方案。主要思路是制定详细的操作方法，参数具体化，不但要缩短从燃料气压缩机启动到膨胀机启动的时间间隔，还要做到开停机期间尽量少放空。这样不仅节省了电量消耗，还减少了损耗气量。
4）优化装置切换时大型制冷机组的启机时间，作出装置切换的合理安排表，尤其是大型制冷机组的启机时间，由以往的启动完毕燃机后立即启动大型制冷机组推迟至干燥塔干燥完毕一个塔后切换至原料气运行时再启动大型制冷机组，推迟了大型制冷机组的启动时间共计8小时。
5）对于装置空冷器冬季需加盖板造成能源浪费的问题，可考虑将空冷器控制系统进行改造，将其更换为变频空冷器，随空冷温度的设定改变设备运行的负荷，确保能源的消耗合理性。
6）全面梳理装置区存在可能内漏情况的阀门，对阀门在检修期间进行同类替换更换，确保阀门完好性，避免内漏的情况出现，增加装置的能耗损失。
4 结束语
由于天然气是一种清洁能源，不会对环境造成污染，因此，天然气被广泛使用。但是在天然气的开发和处理过程中，从企业创效的角度来看，能量的大量消耗严重影响了企业的可持续发展，因此也成为了企业在生存过程中面临的一个严重的问题。企业通过对能耗现状的分析，制定一系列的可实行的措施，从而降低单位产品的综合能耗，提升企业的效益，因此能源以及能耗的问题也已越来越多的引发了各类企业的关注，成为企业亟待解决的问题之一。
参考文献：
[1]贺廷礼，陈清林.石油化工企业节能工作思考[J].石化技术.2008.15（4）：61-63.
[2]邓远平，李成军，罗广祥，等.天然气净化工艺处理技术研究[J].技术管理.2016（26）:184-186.
论文作者:程万仓
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第07期
论文发表时间:2019/9/3
标签：装置论文; 收率论文; 天然气论文; 气量论文; 机组论文; 操作论文; 电能论文; 《科学与技术》2019年第07期论文;