海上平臺(tái)燃冒黑煙的成因分析及控制措施

海上平臺(tái)燃冒黑煙的成因分析及控制措施

在海上平臺(tái)的消防系統(tǒng)中，由于通風(fēng)氣體中存在重組分量，燃燒期間會(huì)出現(xiàn)黑煙。根據(jù)文獻(xiàn)，黑煙泄漏平臺(tái)的生氣成分測(cè)試結(jié)果表明，c。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施工藝,海上平臺(tái)放空火炬燃冒黑煙的原因可以歸納為以下幾點(diǎn):(1)重組分含量高,燃燒不充分,C(2)流程分離器捕液能力差,天然氣攜帶原油和重?zé)N液滴進(jìn)入火炬放空系統(tǒng);(3)火炬分液罐溫度高,除液效果差也會(huì)導(dǎo)致黑煙;(4)火炬放空管線或者火炬分液罐積液多也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生黑煙;(5)放空量超過火炬放空設(shè)計(jì)能力導(dǎo)致攜液量增大。1釋放火炬和黑煙的一般方法1.1增設(shè)液烴回收流程從前期設(shè)計(jì)角度出發(fā),如果油田伴生氣中重組分含量高,流程分離效果不佳,火炬放空罐中積液太多,都會(huì)造成天然氣攜帶原油和重?zé)N液滴進(jìn)入火炬放空系統(tǒng)從而造成黑煙現(xiàn)象,其本質(zhì)原因來自于液烴的累計(jì),為此可設(shè)置液烴回收流程來將氣體中夾帶的液烴分離出來。液體回收流程主要是單獨(dú)回收液烴的壓力容器及轉(zhuǎn)液系統(tǒng)。液烴的主要來源為天然氣低壓、中壓、高壓壓縮機(jī)、天然氣外輸洗滌器、天然氣生產(chǎn)分離器、燃料氣洗滌器、燃料氣過濾器、高壓火炬分液罐以及氣系統(tǒng)各流量計(jì)低點(diǎn)集液管。將上述容器、設(shè)備至閉排的排放點(diǎn)匯集成另一條總管線至液烴回收系統(tǒng),進(jìn)而通過轉(zhuǎn)輸泵轉(zhuǎn)液至海管輸進(jìn)行外輸,或者容器罐儲(chǔ)存再由船舶送至陸地1.2安裝煤壓機(jī)輔助設(shè)備從處理角度考慮,可以通過改進(jìn)火炬頭,提高火炬頭供氧能力,或者采取措施提高火炬頭除煙能力來解決火炬燃冒黑煙問題1.3中心蒸汽噴嘴蒸汽消煙的主要原理是利用蒸汽與游離碳發(fā)生水煤反應(yīng):蒸汽消煙火炬頭主要由穩(wěn)焰器、火炬中心蒸汽噴嘴以及頂部環(huán)形消煙噴嘴三部分構(gòu)成?；鹁嬷行恼羝麌娮鞂⒄羝麌娚渲粱鹧嬷胁?在表面附著力的作用下將自身10～30倍的空氣引入放空氣體中使之充分混合。中心蒸汽噴嘴的具體作用主要有兩點(diǎn),一是通過噴射作用增大了易產(chǎn)生黑煙的重組分氣體的擾動(dòng),使可燃?xì)夂涂諝獬浞纸佑|,促進(jìn)燃燒充分;二是蒸汽可以使火焰的燃燒溫度維持在一個(gè)較低的溫度,不僅可以降低火炬頭溫度,提高其使用壽命,同時(shí)也降低了重組分氣體裂解成碳的可能性。頂部環(huán)形消煙噴嘴噴射蒸汽的主要作用是卷吸周圍的空氣,從而提高放空氣體的燃燼率,與此同時(shí),環(huán)形噴射的蒸汽可以攪拌并提高火焰高度、降低火炬頭溫度,延長(zhǎng)火炬頭使用壽命1.4生燃冒黑煙現(xiàn)象實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)在放空量低的情況下也會(huì)發(fā)生燃冒黑煙現(xiàn)象。對(duì)這個(gè)現(xiàn)象,一種解釋是因?yàn)榉趴諝饬啃?、流速?導(dǎo)致放空氣與空氣混合不充分,導(dǎo)致不充分燃燒;文獻(xiàn)2案例分析2.1氣系統(tǒng)排放至閉排渤海某油田的天然氣處理系統(tǒng)主要分為伴生氣處理和天然氣處理兩部分。該油田在燃料氣系統(tǒng)和天然氣壓縮機(jī)系統(tǒng)相繼啟動(dòng)后,有大量的液烴從天然氣系統(tǒng)中析出。該油田液烴回收系統(tǒng)未投用之前,大量液烴產(chǎn)出后,全部排放至閉排,同流程其他排放液體混合,通過離心泵轉(zhuǎn)運(yùn)至原油處理流程。由于液烴易揮發(fā),閉排泵轉(zhuǎn)液過程中不能建立壓力,氣蝕嚴(yán)重,影響了液烴收集和轉(zhuǎn)液;其中一部分揮發(fā)至火炬系統(tǒng)燃燒,產(chǎn)生黑煙,造成環(huán)境污染;另一部分進(jìn)入原油處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)至終端,給下游終端處理廠的生產(chǎn)增加了安全隱患,同時(shí)無法對(duì)其合理利用也勢(shì)必造成液烴的浪費(fèi)。2.2國(guó)外輸液回收系統(tǒng)針對(duì)伴生氣中壓壓縮機(jī)兩級(jí)壓力體系,制作兩組由兩條豎直管段組成的油水兩相分離裝置。增加單獨(dú)回收液烴的壓力容器及轉(zhuǎn)液系統(tǒng)。液體主要來源于天然氣低壓、中壓、高壓壓縮機(jī)、天然氣外輸洗滌器、天然氣生產(chǎn)分離器、燃料氣洗滌器、燃料氣過濾器、高壓火炬分液罐以及氣系統(tǒng)各流量計(jì)低點(diǎn)集液管。將上述容器、設(shè)備至閉排的排放點(diǎn)匯集成另一條總管線至液烴回收系統(tǒng),進(jìn)而通過轉(zhuǎn)輸泵轉(zhuǎn)液至輸氣海管,輸送至陸地天然氣處理終端。其設(shè)計(jì)原則:(1)為防止因不同的壓力體系造成液烴的相態(tài)變化,產(chǎn)生氣液相態(tài)轉(zhuǎn)換的死循環(huán),將中壓壓縮機(jī)一級(jí)進(jìn)口洗滌器和中壓壓縮機(jī)二級(jí)進(jìn)口洗滌器設(shè)計(jì)為兩套回收體系(2)為液烴的油水沉降分離提供足夠時(shí)間,防止轉(zhuǎn)液時(shí)將水轉(zhuǎn)入氣海管。(3)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,選擇合理空間進(jìn)行改造。2.3排液管線液烴液烴回收系統(tǒng)由操作壓力分別為450kPaG(低壓系統(tǒng))和1200kPaG(高壓系統(tǒng))兩組集液管組成,每組集液管分別由混合室與油室組成。液烴從集液管混合室中部進(jìn)入,經(jīng)過油水分離,凝析油從頂部連通管線溢流至油室,沉降水手動(dòng)排液至閉排。油室收集到的凝析油通過高壓隔膜泵增壓至6100kPaG后輸送至天然氣外輸海管,隨外輸天然氣外輸至陸地處理廠處理。450kPaG集液管收集中壓機(jī)入口滌氣器液烴和原油一級(jí)分離器流量計(jì)低點(diǎn)排液,油室頂部與中壓壓縮機(jī)入口洗滌器相連;1200kPaG集液管收集高壓機(jī)入口滌氣器液烴,油室頂部與中壓壓縮機(jī)二級(jí)洗滌器頂部相連,確保液烴收集過程中壓力保持一致,避免液烴因壓力變化造成氣液相態(tài)轉(zhuǎn)換。對(duì)伴生氣外輸流量計(jì)、天然氣生產(chǎn)分離器、天然氣外輸洗滌器排液管線排液連接管線至1200kPaG集液管。方案流程簡(jiǎn)圖(見圖1)。通過液烴回收系統(tǒng)改造,已經(jīng)成功完成了對(duì)中壓壓縮機(jī)機(jī)組及入口流量計(jì)低點(diǎn)排放處液烴回收處理,每天液烴產(chǎn)量約3m2.4凝析油連通系統(tǒng)系統(tǒng)投用后,壓縮機(jī)排放由閉排轉(zhuǎn)至集液系統(tǒng),而集液系統(tǒng)氣相與分離器進(jìn)行連通,能夠?qū)⒛鲇驮俅位厥?避免了揮發(fā)性重組分揮發(fā)至火炬造成火炬黑煙問題;同時(shí)凝析油進(jìn)入集液系統(tǒng)隨轉(zhuǎn)輸泵輸送至氣海管,避免了閉排泵轉(zhuǎn)液困難及對(duì)流程和下游的影響。該油田液烴回收裝置年回收液烴1044m3為其他類型油田引入液烴回收技術(shù)提供了參考黑煙問題是天然氣放空火炬面臨的一個(gè)普遍現(xiàn)象,通過理論以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐綜合收集出可