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【摘要】通过对储气库地面工程进行简单叙述，并从地面工艺情况、流程设计优化方面阐述了储气库地面工程设计中的节能技术应用，具体通过对平衡、热平衡的分析，提出地面工程部分参数进行优化的具体措施，包括控制注采气、温度、压力、排量等多种因素内容来达到相应的节能目标。
【关键词】储气库；地面工程；工艺流程；设计；节能技术
1引言
储气库作为天然气长距离输送工程中的重要储气设施，多用于对下游用户用气过程中的不均衡现象进行调整。当前，我国倡导建设资源节约型社会，企业应积极响应政府号召，努力开展有效的节能、降耗活动，针对各类项目工程设计阶段积极优化相关设计，积极采用节能技术，优化系统配套设施，实现节能减排目标。
2储气库地面工程简述
储气库作为天然气输送过程中的重要配套设施，是为满足系统下游用户需求，进行合理调峰工作而进行建设的工程类型，多是由废弃油气藏进行改扩建，少数由水层、岩穴或矿井改建而成。在储气库中包含了储气空间，用于实现注气、采气、观察的各类井口和注采井场，地面集注时使用的管网系统，露点控制系统，以及注气装置体系几方面的结构。其中，注采井场、地面集注管网、露点控制和注气装置都属于储气库地面工程范畴[1]。
3储气库地面工程设计中节能技术的具体应用情况
3.1地面工艺流程
储气库注气工艺一般较为简单，多采用干气作为气源，将长距离的管道进行运输，然后在储气库中对提供的气体进行过滤、分离，达标后就可以进行气体增压，将其注入地层进行储存。油气藏类地下储气库工程建设期间，可能会存在少量原油和水存在，并且地层温度较高，因此，要对储气库出气系统中的气体进行脱水、脱烃处理，避免影响管网工期，针对地面工程，要重点关注采出气的脱水、脱烃处理的相关工艺。
3.2地面工程流程设计工作中的优化措施
储气库地面工程的流程设计是为了达到确保工程安全运行的目标，对流程进行合理的设计，并采取必要的优化措施能大大降低工程损耗问题。
3.2.1物料平衡分析
在对储气库的采气系统进行分析后，可以得出存在大量物质会造成无效流量，如：杂质、甲醇、缓蚀剂、废弃脱硫剂等多种物质，需要采取相应措施进行处理。其中,采出水受到地质条件影响，基本不存在取消和减少的可能；甲醇、乙二醇、缓蚀剂也不能取消，设计过程中改变或优化其注入位置；污水可通过相应工艺进行回收，经处理达标后能够再次利用；对于其中的放空天然气、乙二醇闪蒸气，在经过装置进行有效处理后，可对其进行回收利用，降低无效流量，提高系统安全性[2]。
3.2.2分析热平衡
在储气库采气期间会同时吸收、放出热量，因此，必须对整个储气库热量体系进行合理分析，采取必要措施予以回收、利用，提升流程中的换热效率，通过比对储气库温度、热量，确定需要回收的冷量、热量部分，确定进行热交换的具体过程，并根据相关资料选择满足利用原则的部分，进行合理利用。
3.3优化地面工程部分参数
3.3.1控制注采气规模，以及烃、水露点温度
储气库注采气规模对工程投资存在直接影响，对其进行控制还能提升设备运行效率，降低整体资源消耗。储气库多用于季节调峰和应急调峰，要坚持根据“均采均注”原则确定设计规模，并确定合理的规模上限。对于烃露点方面，要控制其不低于最低输送环境温度，水露点要低于最低制冷温度至少5℃，实际设计过程中多是依照2℃、3℃余量进行选择。
3.3.2控制注气压缩机相关参数
储气库压缩机入口部位的压力大需要消耗的功率就大，在确保压缩机入口压力满足要求的情况下，可以降低其压比和压缩功率。在进行储气库注气操作时，会出现出口压力逐步升高的过程，压缩机排压要保证处于最高注气压力的情况，但实际注气过程中如果根据最高注气压力、平均注气量等参数来设置压缩系统的情况，初期的注气机组容易出现运行效率低、综合注气能力不达标的问题，因此，必须采取措施解决这些问题，如可以通过优化压缩机排量，使用小排量压缩机组并联方式构成注气系统，或通过降低机械损耗，提升压缩机组的工作效率。
3.3.3采取措施优化空冷器参数
储气库空冷器的热负荷、介质物性、进口温度等参数受到地面工艺、气体采出条件等多方面的影响，一般不会进行调整，但对于出气口温度、空气设计温度这部分参数可以根据现场情况进行合理调整。对于储气库空冷器中的采出气进站后温度，要进行冷却，降低后续制冷工作量的同时减少制冷冷量、乙二醇循环量等参数。所以，采出气经冷却体系后的温度必须越低越好，空冷器多位于分离器气相出口部分，采用这种方式的设置能够充分降低空冷负荷，但对烃、水露点的控制工作存在不利影响，并且由于气体进站温度较高，会大大增加空冷器凝液，进而影响流程中的后续设备、设施，对于此类情况，需要在空冷器中设置分离器来解决，并且对于采出的天然气携液量进行关注，若携液量较少，空冷器的负荷就会较低，能够将进站空冷器设置在分离器气相入口的位置[3]。
3.3.4优化换热器相关设置
类似于常规天然气致冷工艺，储气库采取节流措施前后，要对低温干气冷量开展必要的回收措施，将天然气预冷、干气复热等工艺应用其中，通过使用高效换热器进行低温干气冷量进行有效回收的方式进行处理。理论上换热器面积足够大可以达到任何低温需求，但实际工作中需要考虑工程成本和经济性，在采用换热器技术的条件下，可以使用换热效率高、传热温差小的换热器，在满足储气库实际需要的同时，满足系统节能降耗需求。
3.3.5优化低温分离器的设计
控制储气库采出气的露点温度主要依靠低温法，先让干气通过低温分离器进行气液分离，然后进行复热操作，达到一定的温度标准后再进入管道外输体系，一般多使用重力式低温分离器，在气相出口位置增加了捕雾网，分离精度仍不能满足相应要求，对于气流中的微米级、亚微米级水，以及液烃无法合理控制，因此，一般低温分离器可以控制烃水实际露点比干气中的高出一定温度，这种情况下外输干气烃水露点不达标，需要提高制冷深度，消耗大量额外能量，要想充分缩小分离实际温度与气体露点温差，可以通过采用高效低温分离器，并增加滤芯、液滴聚结器等装置来提升系统分离效率和精度，充分满足工程需求[4]。
3.3.6提升配套系统的节能性能
储气库配套系统的节能性能会对系统整体节能特性产生影响，必须采取有效措施予以优化，其中，包括对建筑保温结构的处理，实际设计过程中选择高效绝热材料，采用超过6kV等级以上的供电系统，并使用无功补偿装置对供电进行高效补偿，对于地面工程可以使用高效热媒炉等措施，达到良好的节能目的。
4结语
储气库地面工程设计过程中，要充分遵循节能减排、可持续发展的科学理念，积极应用新技术、新工艺、新设备，遵循地面工程建设的新型发展趋势，降低天然气开采成本，维持企业健康发展，确保工程稳定、安全，在储气库地面工程设计新趋势、新理念的指导下不断创新储气库工程建设工艺，为我国经济发展贡献力量。
【参考文献】
【1】张刚雄,陈建军,郑得文,等.中国储气库建设与发展策略思考[J].国际石油经济,2016(12):28-29.
【2】柳雄，云少闯，黄玮.节能技术在储气库地面工程中的应用[J].资源节约与环保,2013(7)：149-150.
【3】宋明智，程凤亭.陕京天然气管网系统的节能措施[J].油气储运,2012(11):841-842.
【4】刘佳宁,刘得军,钱步仁,等.基于NSGA_Ⅱ的地下储气库注气节能优化运营研究[J].天然气工业,2017(1):160-161.
作者:王双明 单位:中国石油工程建设有限公司