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盐穴天然气地下储气库余压利用探讨-论文_图文

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天然气 地下 储气库余压 利用 探讨 论文 图文
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第9期 朱荣强,等:盐穴天然气地下储气库余压利用探讨 ·179· 盐穴天然气地下储气库余压利用探讨 朱荣强 ,刘成伟 ,王进军 ,詹川孟 (1.海工英派尔工程有限公司,山东青岛266061;2.青岛万科集团,山东青岛266061; 3.山东实华天然气有限公司,山东青岛266061) 摘要:根据天然气储气库储气压力和采气压力压差大的特点,从如何利用压力能方面进行模拟计算,对储气库项目的运营降低能 源消耗,可以减少项目运营成本,保护环境。对今后储气库项目建设提供节能技术参考。 关键词:储气库;能源消耗;节能;余压利用 中图分类~-:22 文献标识码:A 文章编号:1021X(2014)09—0179—03 1.o.,6601,.66061,3.o.,266061,to of a to of p to as n of to a 着天然气业务的迅速发展,我国天然气储备较发达国 家的储备量相对较少,为满足国家“十二五”能源规划要求 加大储气库建设力度,提高天然气储备总量。目前国内已建 的中石油西气东输金坛盐穴储气库,在建的中石化川气东送 金坛盐穴储气库、城市燃气企业金坛盐穴地下储气库等,除 金坛储气库外,目前我国正在加紧推进的储气库项目还包括 湖北云应、河南平顶山、江苏淮安、云南安宁等地区,全国多 家井矿盐生产企业也正在积极探索盐穴资源循环利用和可 持续发展的新路径。 “节约能源,保护资源”是我国实现可持续发展的伟大 战略的保证和手段,节能已成为国家发展经济的一项长远战 略方针,各行各业越来越认识到节能的重大意义。从能源生 产开始,一直到最终消费为止,在其各个环节,如开采、运输、 加工、转换、使用上减少损失和浪费。从经济上讲就是通过 合理利用、科学管理、技术进步达到以最小的能耗取得最大 经济效益的目的。 在盐穴储气库项目中应研究盐穴储气库储气井余压利 用,减少能源消耗。 本文主要是对盐穴储气库储气井余压利用的探讨。 1项目介绍 金坛盐穴储气库建设规模最终库容为1 1.79×10。m , 其中工作气量7.23×10。m ,垫底气4.56×10。m 。日注气 能力为450×10 采气设计规模:1500×10 m /d,应急 储备采气量1500×10 m’/d,调峰采气量600×10 m’/d,单 井最大采气量150×10 m /d。 储气井注气最高压力为16 气最低压力为7 (1)注气工艺流程 从分输站来的天然气进入注采站,分两路进入螺旋分离 器及过滤分离器,分离后经过计量进入压缩机汇管,分三路 进入压缩机压缩,两级压缩后的天然气达到16.0经 过空冷器冷却后送到汇管分配,分成多路送入集输管网的干 管。压缩机进出口设置旁通,在入口压力较高,储气库压力 较低时,可以不经过压缩机压缩直接进入集输管网。 (2)采气工艺流程 来自储气库的湿天然气,经过输气干管进入注采站汇 管,再经重力分离器及过滤分离器分离掉其中的游离水、凝 析油及机械杂质后,进入三甘醇脱水装置。在三甘醇脱水装 置中,湿天然气压力由吸收塔下部的天然气进口进入三甘醇 脱水吸收塔,与塔顶流下的贫三甘醇溶液充分接触,脱水后 由塔顶天然气出口出塔,然后进套管换热器与进塔贫甘醇换 热后经压力控制阀后出装置;当储气库需要采出垫底气时, 利用注气压缩机进行增压,增压后直接进入外输管网。 2压缩机选型 注气压缩机设置: 储气库项目中主要设备是压缩机,压缩机在储气库项目 中是能源消耗最大的主要设备,在长输管道上采气利用压缩 机升压,达到所需要的要注入储气井内,在天然气储气库项 收稿日期:2014—07—15 作者简介:朱荣强(1977一),男,山东聊城人,工程师,主要从事燃气工程研究。 ·180· 山东化工 014年第43卷 目中优选往复式压缩机-】],驱动方式经经济技术比较后选择 电驱或燃气。本项目根据当地电力条件经经济技术比选后 选用电驱动方式往复式天然气压缩机。本压缩机系统在节 能方面采取以下措施: (1)工程设计工况流量、压力变化范围较大,往复式压 缩机从适应性、运行上能适应注气压缩机的操作工况条件。 往复式压缩机从注气效率、操作灵活性、能耗等性能方面均 优,节能效果较好。 (2)压缩机进出口设置旁通,在入口压力较高,储气库 压力较低时,可以不经过压缩机压缩直接进入集输管网。这 种设计虽然流程复杂,但节能降耗。 (3)工程采用单井单线至集配气站,由集配气站汇合输 至注采站的方案,既可以节约占地,又可以节约投资,从而节 约能耗。 采气压缩机设置: 根据金坛分输站与注采站交接点压力以及储气库井口 压力,采气期注采站外输压力为4.11~7.863气库井 口压力为5.62—16.0 正常调峰采气时,储气库井 口压力变化不大,满足输气管线运行压力;当应急调峰时,为 保障事故应急供气,储气库采气后期,储气库井口压力不能 满足外输压力要求时需要增压外输,可利用注气压缩机增压 外输天然气。 这种压缩机设置方式因采气和注气不同时工作,采气时 可利用注气压缩机增压外输天然气,可有效减少投资,节约 能源。 3能耗 根据《金坛储气库项目节能报告》数据,本项目能耗见 表1。 表1 金坛储气库项目运营期能耗一览表(“等价”标煤) 电的能耗折算系数采用中华人民共和国国家标准《石油 化工设计能耗计算标准》(50441—2007)(即:电力折算 按等价系数计算)。 能耗计算过程如下: 能耗=年消耗量×能耗折算系数 水的年消耗量为0.087 X 10 t/a,其能耗折算系数为 0.2143 t,则工业用水的能耗为:(0.087×10 t/a)× (0.2143t)=0.19a=0.55×10 MJ/a 对于其它类型的能耗计算过程同上。 年均单位能耗按照储气库每年周转一次7.23亿m 计 算项目的单位原料综合能耗。 4储气库余压利用 高压天然气压力能的回收和利用主要应用于天然气液 化、天然气净化、天然气压力能制冷粉粹废旧橡胶技术-】]、压 力能发电技术等各个方面。国内相关研究人员针对天然气 发电的燃气一蒸汽联合循环过程,提出了一种基于天然气管 网压力能回收的联合循环系统,提高了发电效率的能源的综 合利用率 J。 4.1余压透平发电 余压透平发电是利用燃气的压力降燃气导人透平机,经 两级动静叶片不断膨胀做功,带动透平转子转动,使压力能 转化为机械能,透平转子通过联轴器驱动发电机发电。据统 计,国内余压利用发电技术在钢铁企业应用较多,主要是利 用高炉煤气的压降发电。国内使用最多的工艺是湿式双文 煤气清洗系统配备湿式轴流发动式煤气涡轮发电机组的流 程。 4.2储气库余压利用特点 储气库是利用地下形成的溶腔空间来储存天然气,储气 井内天然气压力一般较高,可达32 盐穴储气库储气 井天然气根据地质分析确定最高运行压力16 低运行 压力7 于天然气储气库具有压力高外输压力较低的 特点,利用这部分压力能可以用来驱动膨胀机带动发电机进 行发电 ],以回收能量,降低能耗。 4.3余压利用模拟计算 盐穴储气库储存的天然气主要用来对下游天然气用户 进行调峰,储存上游天然气,保障下游天然气用户安全。储 气库运行状态是间歇运行,适应下游天然气用户用气特性。 本项目储气库采气运行时间约152天,在采气期利用储气库 天然气余压发电。 采用流程模拟软件,计算7.23×10。(16+7)/2=11.5 胀 机发电效率按72%计算),每年可以发电: 722.1096×365×24=632.57×10 a 天然气发电计算模拟流程示意图和简要计算结果见 图1。 第9期 朱荣强,等:盐穴天然气地下储气库余压利用探讨 ·18l· f 30.0o C ,】_15o V 6S 1 设备编号 1 出0备类型 膨胀枧 效率 72.0 x 实际功率722.1096 v 1.7论功率299 v 1.2939 1 T 5S.哇9 C p 70oo.oo p^ V 6S 物流名称 工 2 质量流量 ko/h 60625.0512 50625.度 C 30.0000 55.舶68 压力 · 11500.0001 7000.0002 气相摩尔分数 1.000 平均分子量 16.4636 16.4638 实筒 密度 kg/7.8996 45.4464 鲁糠体积 m3/h 689.7080 工333.9898 体积标方 1'3/h 82534.2845 82534.2845 图1 天然气发电计算模拟流程和计算结果示意图 从上述计算模拟结果中可以看出,本项目利用天然气压 [1]熊永强,华贲,罗东晓,等.天然气管网压力能用于废旧 力能发电每年可以发电632万kW.h,应用于本项目可节省 橡胶粉碎的制冷装置[J].现代工业,2):45—52. 632万kW·能消耗可节省6.2%。项目总体能耗 [2]王松岭,论立勇.基于天然气管网压力能回收的联合循环 将大幅下降。 构思[J].热能动力工程,20(6). 5 结论 [3]陈绍凯,李自力,雷思罗,等.高压天然气压力能的回收利 随着天然气储气库项目建设越来越多,研究天然气储气 用技术[J]。煤气与热力,28(4). 库余压利用对节约能源、保护环境以及减少运营期经营成本 来说是相当有利的。希望今后加大储气库项目余压利用的 (本文文献格式:朱荣强,刘成伟,王进军。等.盐穴天然气地 研究,使这部分压力能发挥有利价值。 下储气库余压利用探讨[J].山东化工,2014,43(9):179 参考文献 ·J (上接第178页) 4 结论 自来水在正常情况下是安全健康的,经煮沸后可饮用。 应对自来水突发污染事件可购瓶装水饮用。合格净水机正 确使用对自来水的净化有一定的作用。长期饮用纯水是否 对人体健康影响还在研究中。由于人体胃酸浓度较高,饮用 自来水还是净化水,理论上对人体的酸碱平衡影响不大。由 于有相当部分净水机本身质量有问题,加之有些用户不能及 时更换滤芯等,使得其净水效果大打折扣。有些商家夸大净 水机的作用,宣传是用了进口滤膜,可以有效祛除自来水中 有害物质,保留人体有益的矿物质,这样智能识别对人体有 益还是有害元素的仪器在查阅的现有资料中尚未见报道。 况且,由于各国的水质不同,外国进口滤膜在我国可能存在 水土不服问题,且价格也较贵。由于净水机的质量问题较为 普遍,所以,为安全起见,即使净化过的水也需煮沸后饮用。 5 净水机的技术发展趋势和应用前景 目前家用净水机还没有国家强制性标准(在中国国家 标准化管理委员会官方网站的查询系统,强制性国家标准查 询“净水机”或者“净水器”,检索显示没有记录)。净水机用 户存在的最大问题是要定期清洗消毒和更换滤芯。而这些 都要靠较高的费用换取商家的售后服务。净水机替换滤芯 也是各家各型号。替换滤芯价格由商家自定,有些用户因滤 芯价格高不能定期更换。如果能根据净水机的净化功对其 进行分级,对各级净水机制订系列国家强制性标准,滤芯作 为标准配件,用户可自行选购、更换,或者以旧换新。换滤芯 的成本低了,由于超期使用滤芯的再污染就可大大减少。膜 过滤型净水器其最大的缺点是膜的污染、淤塞且难以清洗, 仅通过排污口常压下的不定期冲洗,并不能达到预期效果; 若采用对滤芯内存水槽增压反冲洗,则能达到较好的冲洗效 果,延长超滤膜的使用寿命。 若能根据各地的具体水质情况研制相应的技术和设备, 生产有针对性的净水机,降低净水机使用成本,提高净水效 果,并有国家强制性标准规范净水器的生产和质量,保护消 费者的权益,在市政自来水还没能达到直饮水标准的情况 下,净水机的使用还是有较广阔的前景的。 参考文献 [1]美国国立职业安全卫生研究所.危险化学品使用手册 (2M].北京:中国科学技术出版社,2045 —146. [2]于彩洁.大肠埃希氏杆菌的耐热性试验[J].中国现代药 物应用,2010,4(1):45—46. [3]何风娣.健康体质加碱法[M].北京:中国纺织工业出版 社,24—25. [4]中国质量万里行促进会.服务质量大调查[J].中国食 品,2014(7). [5]邓红.人体].四川烹饪,2004 (5):28. (本文文献格式:沈文通。蒋守红.自来水家庭净化处理的利 弊及净水机的技术发展趋势[J].山东化工。2014,43【9): 177—178,18].)
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