GLCC高效節(jié)能分離器

一種新型的高效節(jié)能分離器GLCC?在中海油的應(yīng)用研究第6頁共8頁一種新型的高效節(jié)能分離器GLCC?在中海油的應(yīng)用研究【摘要】本文從經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能性的角度，結(jié)合在CFD11-6平臺的使用經(jīng)驗，分析GLCC?分離器的在海上油氣田推廣的意義。【關(guān)鍵詞】：高效，節(jié)能，分離器，GLCC?1，引文2004年中海油引進(jìn)的第一臺基于GLCC?（Gas-LiquidCylindricalCyclone氣液柱狀旋流分離器）分離技術(shù)的多相流計量系統(tǒng)安裝在JZ202NW氣田，以取代傳統(tǒng)的測試分離器，通過三年多的不間斷應(yīng)用證明，該設(shè)備大大提高了氣田計量的準(zhǔn)確度和適時性。2006年11月，中海油-KMG在CFD11-6項目一級分離器使用了GLCC?技術(shù)，取代了傳統(tǒng)的生產(chǎn)分離器，經(jīng)過近2年的運轉(zhuǎn)評估，該設(shè)備在節(jié)約能耗、減少平臺空間、拓寬操作范圍、降低平臺總體投資上相比傳統(tǒng)的油氣分離器具有較大的提高。2，傳統(tǒng)分離器和GLCC?分離器的技術(shù)簡介2.1，傳統(tǒng)油氣分離器的原理目前中海油的大多數(shù)在用的油氣分離器的原理是：通過重力沉降法進(jìn)行氣液分離，根據(jù)處理量和沉降時間（斯托克斯方程）來求算分離器容積。通過隔油法（密度差方式）進(jìn)行油水分離以實現(xiàn)三相分離。國外的規(guī)范多源自美國API12JSPECIFICATIONFOROILANDGASSEPARATOR。中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為:中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《油氣分離器設(shè)計規(guī)范SY/T0515-1997》。圖表SEQ圖表\*ARABIC1臥式油氣分離器的原理圖（API12J）圖表SEQ圖表\*ARABIC2立式分離器原理圖（API12J）2.2，兩相分離器現(xiàn)狀及存在的問題油氣分離器為平臺上占地面積較大的設(shè)備，由于容積較大，其產(chǎn)生的能耗和壓損都比較大。據(jù)統(tǒng)計一臺臥式油氣分離器電伴熱能耗一年就接近10800kwh(按每年四個月計算)。而油氣分離器內(nèi)部流速忽略不計，因此流體的速度能頭在油氣分離器內(nèi)降為0。傳統(tǒng)油氣分離器還存在操作范圍窄、抗斷塞流能力差等缺點。一些兩相分離器的控制系統(tǒng)設(shè)計不優(yōu)化，控制液位困難，經(jīng)常會造成氣路串油，油路串氣現(xiàn)象。2.3，新型分離器GLCC?的原理GLCC?概念由CHERVON提出，經(jīng)MSI（TULSA大學(xué)多相流分離技術(shù)試驗室）開發(fā)，已形成一個適用于油氣工業(yè)的設(shè)備，GLCC?專利及全部知識產(chǎn)權(quán)屬于MSI。GLCC?圖表圖表SEQ圖表\*ARABIC3GLCC?分離器原理圖3.5GLCC?外形圖圖表SEQ圖表\*ARABIC6CFD-11GLCC?外形圖3.5設(shè)計特點GLCC?入口進(jìn)行了優(yōu)化，根據(jù)斷塞流模擬的結(jié)果將入口和控制進(jìn)行了優(yōu)化，增加了斷塞流整流器。控制系統(tǒng)增加了斷塞流智能判斷模塊，通過液位變化率和液位控制閥LCV閥位的計算，判斷斷塞流強度并反饋PLC，對閥門進(jìn)行突發(fā)性控制；通過MATLAB仿真，對系統(tǒng)的響應(yīng)時間PID設(shè)置進(jìn)行了優(yōu)化，PID采用了自適應(yīng)調(diào)節(jié)方式；在正常情況下，GCV用來控制壓力，LCV用來控制液位，回路控制按照MSI專利的“優(yōu)化控制法”進(jìn)行控制。當(dāng)液位高高LAHH時,通過連鎖關(guān)斷GCV（氣開）的供風(fēng)電磁閥；當(dāng)壓力高高PAHH時,通過連鎖打開LCV-001閥（氣關(guān)）；.圖表SEQ圖表\*ARABIC7控制系統(tǒng)的仿真4，應(yīng)用效果CFD11-6平臺GLCC?于2006年11月投產(chǎn)，至今已經(jīng)正常運行了將近一年多時間，對系統(tǒng)的應(yīng)用情況進(jìn)行了多次跟蹤調(diào)查。壓力總體波動：≯±1%(設(shè)定點)液位總體波動：≯±10%(設(shè)定點)內(nèi)部高高－低低，連鎖動作：≯2安全閥起跳：0問題：氣相出口有時會少量帶霧沫，不影響生產(chǎn)。值得一提的是，產(chǎn)量增加近1倍GLCC?仍然正常工作。原GLCC?設(shè)計最大流量為9000.00[MSCF/D],在2007年9月18日，CFD作業(yè)區(qū)發(fā)來傳真，詢問氣相處理量增加至14500[MSCF/D]是否可以正常應(yīng)用而且未來可能還會增大，經(jīng)過對系統(tǒng)進(jìn)行重新核算，我們回復(fù)可以正常應(yīng)用?，F(xiàn)在該GLCC工作至2倍的設(shè)計工況下，仍然平穩(wěn)運行。下圖2007年11月30日至2007年12月1日24小時分離器的運行監(jiān)測曲線，可以看到，由于來流波動比較大，液控閥的動作較為頻繁。但是兩個被控變量：壓力和液位波動不大。圖表SEQ圖表\*ARABIC8CFD11-6平臺GLCC?運行曲線（24小時）5，綜合效益與最初設(shè)計的重力分離器設(shè)計的幾點經(jīng)濟(jì)性比較：容器尺寸重量伴熱能耗（年）重力分離器DN1400×1122021t10800kwh+加熱能耗？GLCC?DN650×77006.5t4000kwh圖表8CFD11-6相同處理量GLCC與立式分離器對比6，結(jié)論GLCC?作為一種小型、高效、節(jié)能的分離器，是非常適用于海洋生產(chǎn)平臺的一種新技術(shù)，尤其在空間要求盡量緊湊，盡量節(jié)約能耗的設(shè)計中，這種新技術(shù)的應(yīng)用將大大提高平臺空間的利用率。根據(jù)CFD11-6平臺GLCC?長周期運行監(jiān)測，GLCC?操作范圍和運行平穩(wěn)度上已經(jīng)超出了預(yù)期的目標(biāo)。由于尺寸和重量大大減少，如果在設(shè)計早期即選用這種類型的分離器，那么整個平臺的重量和造價都會有較大的降低。參考文獻(xiàn)：SPE63120OptimalControlStrategyandExperimentalInvestigationofGas-LiquidCompactSeparatorsS.Wang,SPE,R.Mohan,SPE,andO.Shoham,SPE,TheUniversityofTulsa;J.D.Marrelli,SPE,TexacoE&PTechnologyDivision;G.E.Kouba,SPE,ChevronPetroleumTechnologyCo.API12JSPECIFICATION