热油循环要领接纳运用
燃气透平机烟气余热——海上气田燃气透平机烟气余热的接纳运用
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：2022-05-13 点击数：1
热油循环要领接纳运用
燃气透平机烟气余热——海上气田燃气透平机烟气余热的接纳运用
摘要：因为 受陆地 特殊天文 情形 、消费 设备 及投资本钱 等成分 的制约，如今 海上油气消费 对燃气透平机烟气余热的接纳运用 照旧一个空缺 。为此，针对海上平台海水 资源缺乏、平台空间有限的特点，勾搭 中海石油有限公司湛江分公司崖城气田的工艺流程，在优选燃气透平烟气余热接纳运用 方案的基础 上，提出了热油循环要领接纳运用 燃气透平机烟气余热的设计方案：废弃 三甘醇再沸器的直燃式加热火管及其燃料气控制系统 ，在三甘醇再沸器内里 安设 热油盘管，在燃气透平机烟囱外部 安设 一个烟气/热油换热器，用于接纳燃气透平机的烟气余热，将热油加热到245～300℃之间，树立 一套热油循环系统 ，一连 地将已加热的热油运送 到热油盘管，加热三甘醇再沸器里的富液三甘醇。可行性及经济性剖析 批注 ：该方案需求 刷新 和增添 的装备 少、体积小，平台空间占用少，刷新 事情量少，工程实验 的手艺 难度不大，消费 职掌 牢靠 性高，可行性强，初期投入资金(305.5万元)、消费 职掌 及维修调养本钱 较低(35.1万元/a)；每年可完成 的节能减排量为1955.023t尺度煤、可浪费 燃料气161×104m3，折合浪费 费用 322万元，经济效益可观，节能减排效果显着 ，运用 远景 辽阔。
关键 词：节能减排；海上平台；燃气透平机烟气；余热；接纳运用 ；三甘醇再沸器；热油循环；可行性；经济性
中海石油有限公司湛江分公司崖城气田(下称崖城气田)海上平台安设 有若干台燃气透平动力机组，这些燃气透平动力机组所需求 的燃料均来自气田自产的自然 气，其动力强盛 ，倾轧 的烟气流量很大，温度约为500℃，能量运用 率在20%～33%之间，大局限 能量以热能的方式 随着烟气直接排往大气。燃气透平机排放烟气中蕴藏的余热是一种高质量 的热资源，其接纳运用 手艺 在海外 外陆上石油石化消费 范围 已取得 鼎力 大举生长[1～4]，可是 在我国海域内，因为 受陆地 特殊天文 情形 、消费 设备 及投资本钱 等成分 的制约，对燃气透平机烟气余热的运用 照旧一个空缺 。若是 接纳有用 措施来接纳这些热资源，以交流 海上平台消费 流程以及生涯 设备 所需求 的热源，不只 可以提高 平台的能量运用 率，降低能耗，还可以改善海上平台的消费 和生涯 情形 。
1 余热接纳运用 的方案选择
凭证 海外 外动力 消费 企业的履历 ，经过 增添 接纳烟气余热的设备 可使 燃气透平机的能量运用 率凌驾70%。概略上，海外 外燃气透平机烟气余热的接纳运用 主要 有以下4个方案：①安设 废热锅炉，运用 燃气透平机烟气余热消费 高温 过热水蒸气，供蒸汽轮机驱动其他动力装备 或许 发电装备 等；②安设 余热接纳换热器，用于加热消费 流程上的种种流体；③将高温 的燃气透平机烟气作为锅炉或熔炉的熄灭 空气泉源 (燃气透平机烟气中仍含有15%～18%的氧气)；④将高温 燃气透平机烟气直接运送 到需求 高温 空气加热或枯燥 的消费 流程上[5]。
以上4个方案均受分别 运用 位置 详细 条件的限制。气田在平台设计阶段已思量 足够的动力装备 ，不需求 再添置，而且海上平台缺乏海水 资源，显然第1个方案不适用于海上气田；气田平台是安设 在海上的钢结构 综合体，为油气消费 处置赏罚 装备 及生涯 后勤设备 提供所需的园地空间，在设计、制造 阶段就没有思量 设置 大型的锅炉或许 熔炉，第3个方案也不适用；第4个方案需求 特殊 占用少量 的空间，因平台空间有限，此余热接纳运用 方案也不适用；现阶段平台消费 流程上的主要 热源用户是2台直燃式三甘醇再沸器，刷新 利便 ，不受平台资源及空间限制，每台再沸器天天 消耗 燃料气约2300m3，2台再沸器年消耗 燃料气161×104m3，该装备 的节能潜力很大。是以 ，本文将重点讨论 第2个燃气透平机烟气余热接纳运用 方案，安设 余热接纳换热器，运用 高温 燃气透平机烟气所加热的中央 介质作为三甘醇再沸器的热源。
2 燃气透平机烟气余热接纳运用 的实验 方案
2.1 手艺 思绪
完成 第2个燃气透平机烟气余热接纳运用 方案的手艺 思绪 是废弃 三甘醇再沸器的直燃式加热火管及其燃料气控制系统 ，在三甘醇再沸器内里 安设 热油盘管，刷新 燃气透平机烟囱，在烟囱外部 安设 一个烟气/热油换热器(热油加热器)，用于接纳燃气透平机的烟气余热，将热油加热到245～300℃之间，树立 一套热油循环系统 ，一连 地将已加热的热油运送 到热油盘管加热三甘醇再沸器里的富液三甘醇。三甘醇再沸器刷新 示希图 如图1所示。
本文以燃气透平主发电机的烟气余热接纳为例举行 叙说 ，刷新 后的三甘醇再沸器工艺流程如图2所示。
2.2 热油的选择
在该方案中，热油循环系统 用于提供三甘醇再沸器所需的热量，以知足 三甘醇再生工艺所需的热负荷。该系统 接纳一种液态有机分解 物(Thermion 59)作为传热介质油(俗称热油)，与其他热油相比，它的运用 本钱 较低，具有优秀 的活动 性和热动摇 性，在-60～300℃规模内有较长的运用 寿命。
2.3 流程及设计说明
2.3.1三甘醇再沸器
刷新 后三甘醇再沸器所需的热量经过 浸没在三甘醇液床中的热油盘管转达 ，热油盘管的热转达 速率应与原有系统 直燃式加热火管的热转达 速率相当，设计值应为1.14×106kJ/h，以知足 再生系统 的热负荷。温度传感器1监控三甘醇再沸器的液床温度，温度控制器的温度设定点仍为180℃，维持 与原有系统 分歧 ，经过 调治温度控制阀1来控制三甘醇再沸器的温度(见图2)[6]。为了防止 三甘醇的裂解，再沸器内三甘醇的温度不行 凌驾190℃。
另外，因为 再沸器加热的是三甘醇和烃类的混杂 溶液，而且温度很高，若是 职掌 不当 或是装备 运转 不正常，就会对职员 和装备 形成 一定的危害，以是 设计时需求 思量 需要 的喧嚣 控制手腕 ，如三甘醇溶液的高温 关断和三甘醇溶液的低液位关断。
2.3.2热油过滤器
在正常职掌 中，应维持 一股流量适当的热油流经热油过滤器，以除去因为 热油裂解所发作 的固体杂质。经过 对过滤器入口流量计的监控发现热油流质变 低或在活期 反省 中发现过滤器有杂质梗塞 时，就需求 交流 热油过滤器的滤芯。
为保险 在一连 消费 下喧嚣 地交流 过滤器滤芯，热油过滤器应设计在与三甘醇再沸器并行的管线上(见图2)，而不应在三甘醇再沸器加热盘管入口管线上。该设计的最大低贱 是只需安设 1个过滤器即可，镌汰 了对平台空间的要求。
2.3.3热油收缩 罐
热油收缩 罐应选用卧式容器，以便于释放热油因温度降低 所发作 的收缩 量。消费 职掌 职员 经过 视察热油收缩 罐的液位转变 来随时监控热油的消耗 量。当液位过低时，应实时增补热油以维持正常消费 。
热油收缩 罐的掩盖 气接纳氮气发作 器系统 发作 的氮气，用于动摇 热油收缩 罐的压力，由2个自力式压力调治阀配合调治控制。压力调治阀1设定值为20kPa，当热油收缩 罐内压力低于20kPa时，压力调治阀1翻开 ，将氮气增补到罐内；压力高于20kPa时，压力调治阀1紧闭 。压力调治阀2设定值为35kPa，当热油收缩 罐内压力凌驾35kPa时，压力调治阀2翻开 ，把多余的压力释放到气田高压 排放系统 中；压力降低到35kPa时，压力调治阀2紧闭 [7]。
2.3.4热油循环泵
热油循环系统 由2台(如A/B泵)电念头 驱动离心泵和一些需要 的控制元器件组成，一用一备，有益 于一连 不中止 消费 。热油循环泵的流量应能知足 三甘醇再沸器所需的热量，其扬程的设计须知 足 从热油收缩 罐提升热油循环到透平烟气出口的换热管及三甘醇再沸器热油盘管的需求。在2台热油循环泵的出口应设计压力开关装置 ，当泵出口压力高于压力开关设定点时将触发烧油系统 的联锁关停。
如今 气田运用 的热油(Thermion 59)比热容为2.62kJ/(kg·℃)，密度为971kg/m3，假定 热油经透平烟气加热后事情温度为300℃，经三甘醇再沸器后温度降为190℃，那么三甘醇再沸器前后热油温差为110℃。前述三甘醇再沸器的热转达 速率为1.14×106kJ/h，则每台再沸器需求 的热油流量为4.07m3/h，2台再沸器需求 的热油流量为8.14m3/h。因而可知 ，在热油泵装备 选型时，接纳流量较小、功率适宜 的离心泵即可。
2.3.5热油加热器
2.3.5.1 燃气透平机烟气排放的背压
燃气透平机烟囱的刷新 设计不行 改动 燃气透平机烟气排放的背压。经热油泵增压后的热油进入安设 在燃气透平机烟囱里的热油加热器，自上而下游 动，与燃气透平机倾轧 的高温 烟气举行 逆撒播 热，空虚 吸收燃气透平机的烟气余热(见图2)。
在燃气透平机烟囱内安设 热油加热器一定会招致 烟囱有用 横截面积(即烟气有用 流通面积)减小，以是 热油加热器的设计及燃气透平机烟囱的刷新 应使燃气透平机烟气排放的背压与刷新 前分歧 ，使高温 烟气能颠簸 地经由 换热管段，不浸染 燃气透平机的正常事情。
排烟系统 的背压由下式盘算：
p=314LSQ2/A2.5
式中p为透平机排烟系统 的背压，kPa；L为烟囱直管及弯头长度，m；S为透平机排烟系统 背压随排烟相对 温度的转变 关系；Q为排烟流量，m3/h；A为烟囱有用 流通面积，m2。关于 一致 型号的燃气透平机来说，若是 其运转 参数S、Q不成 以改动 ，那么烟囱长度(L)也不成 以改动 。
由上式可知，在安设 热油换热器的同时，经过 刷新 烟囱，照应 地扩展 烟囱内径，使刷新 前后烟囱的有用 流通面积维持 动摇 ，就可以 保险 燃气透平机烟气排放的背压与刷新 之前分歧 。
2.3.5.2 热油温度控制
燃气透平主发电机在怠速运转 时，烟气温度为480℃，热值(Hmin)约为2.55×107kJ/h；当其在满负荷运转 时，烟气温度为530℃，热值约为3.15×107kJ/h。现阶段2台三甘醇再沸器所需最大热负荷(Qmax)仅为2.28×106kJ/h。
当燃气透平主发电机在怠速运转 时，热油加热器的热量接纳率(δ)只需凌驾8.94%[δ=(Qmax/Hmin)×100%]，那么热油所吸收的烟气余热就完全可以知足 三甘醇再生系统 的热量需求。在换热器设计时可照应 增大换热器的换热面积，留出足够的职掌 余量来知足 未来 系统 扩展的需求和降低发电机负荷转变 时对三甘醇再生热量需求的浸染 。
热油所携带的热量主要 由温度控制器2依照 应 的设定值输入 给温度控制阀2来完成 控制。热油Thermion 59允许最高膜温为330℃，经加热后的热油温度应控制不高于300℃。若是 热油温度控制系统 失灵，在热油加热器里热油温渡过高，热油就会发作 裂解改动 ，是以 在热油加热器出口还应设计温度开关装置 ，当温渡过高时，触发烧油系统 的联锁关停。
2.3.5.3 热油系统 掩护连锁及氮气吹扫装置
当热油系统 的联锁关停触发时，整个热油循环系统 阻止 事情，会有一局限 热油滞留在热油加热器里，此时燃气透平发电机是不会阻止 的，高温 烟气还会源源不时 地倾轧 ，不时 加热滞留在热油加热器里的热油，这局限 热油很快会因为 温渡过高而裂解。是以 ，需求 接纳需要 的措施来阻止 这种情形 泛起。
在系统 正常事情时，关断阀1是翻开 的，关断阀2是封锁 的。当泛起热油系统 的联锁关停或消费 关停时，装备 掩护系统 会收回 下令 ，关断阀1赶忙 封锁 ，关断阀2赶忙 翻开 。这时来自氮气发作 器系统 的高压 氮气就会进入热油加热器，将热油吹扫清洁 。进入热油系统 的氮气最终进入到热油收缩 罐，经过 压力调治阀2释放到气田高压 排放系统 中。
3 可行性及经济性剖析
3.1 可行性剖析
实验 该设计方案需求 刷新 的装备 主要 有三甘醇再沸器和燃气透平机烟囱，需求 增添 的装备 主要 有热油收缩 罐1个、热油过滤器1个和热油循环泵2台。
燃气透平机消费 商有完整 的燃气透平机烟气余热接纳运用 系统 供用户选择，也有许多厂家专业消费 烟气余热接纳成套装备 ，同时也可请专业厂家专门设计消费 。是以 ，购置 燃气透平机烟气余热接纳运用 系统 和对其举行 装备 刷新 的难度都不大。
气田现场职掌 履历 批注 ，在冷启动时，热油系统 从启动至抵达 事情温度所需的时间 短(1h左右)，消费 运转 动摇 、牢靠 ，热油消耗 量很低，维护本钱 较低。该方案需求 刷新 和增添 的装备 简朴 ，体积小，占用平台空间不多，刷新 事情量少，工程实验 的手艺 难度不大，消费 职掌 牢靠 性高，可行性强。
3.2 经济性剖析
以前 面的讨论中可以看到，该方案废弃 原有三甘醇再沸器的直燃式加热火管及其燃料气控制系统 ，改为热油加热后，每年将浪费 燃料气161×104m3，每年可完成 的节能减排量为1955.023t尺度煤。按如今 海外 市场上自然 气价钱约为2元/m3计，每年将浪费 费用 322万元。
凭证 如今 崖城气田运用 的相关装备 的市场价钱，可以预算 出整个刷新 项目的初期投资费用 为305.5万元，刷新 项目初期牢靠 投资列表见表1。
经刷新 后，整个系统 的一样往常 维护调养及维修均归入 气田消费 设备 制度化管理 的规模内，凭证 如今 气田相反 装备 的维修和维护本钱 预算 ，其费用 支出 为35.1万元/a，刷新 项目一样往常 维护调养及维修费用 列表见表2。
经刷新 后，在整个新系统 浪费 费用 及装备 维护费用 动摇 的条件 下，项目初期投资的接纳周期为1.06年，以后 ，每年可以为气田净浪费 费用 286.9万元。
凭证 国度 划定，热能工程项目的基准投资接纳期一样往常 为8～10年，小型项目一样往常 为7年。相对 资金高投入的海上油气开发工程来说，投资接纳周期少于2年是很是理想的[8]。
综上所述，实验 该方案初期投入资金不高，消费 职掌 及维护调养本钱 低，经济效益可观。
4 运用 远景
在崖城气田海上平台上，除了三甘醇再沸腾器以外，尚有 一些消费 装备 和生涯 设备 是需求 运用 热源的，其主要 电加热器一览表见表3。
假定 以上热源用户均在满负荷形状 下事情，总功率将抵达 650kW。这些主要 电加热器的手艺 经济目的 见表4。
若是 将这些热源用户一切 刷新 成热油换热，并空虚 接纳运用 气田上其他一切 燃气透平机得烟气余热，与本文2.3中触及 的热油循环系统 连成一体，那么将完成 燃气透平机烟气余热接纳运用 最大化，其流程如图3所示。其照应 的手艺 经济核算见表5。这将会少量 镌汰 燃料气的消耗 量，提高 动力 的运用 率，浪费 气田开发消费 本钱 ，增添 崖城气田的经济效益，运用 远景 辽阔。
5 竣事 语
本文讨论 的热油循环要领接纳运用 燃气透平机烟气余热的设计方案结构 简朴 ，手艺 可行，易于推行 ，经济效益好。不论 是 将本设计方案用于新建海上油气田照旧用于刷新 已有的油气田设备 ，都将会极大地优化海上油气田的动力 运用 形状 ，有益 于贯彻国度 的节能减排战略，完成 低碳、清洁消费 。
参考文献
[1] 黄生琪，周菊华.我国节能减排的意旨 、现状及措施[J].节能手艺 ，2008，26(2)：13-17.
[2] 李宏伟 .节能减排的意旨 、阻碍 及实验 途径 [J].中国党政干部论，2007，19(11)：42-43.
[3] 孙贺江，由世俊，王书中.直燃机排烟热接纳手艺 研讨 [J].自然 气工业，2007，27(2)：122-124.
[4] 戚学贵，谭晓勇，徐宏，等.伴热系统 及外伴热管系统 功用 优化手艺 评述[J].自然 气工业，2007，27(4)：108-111.
[5] CAMPBELL J M，MADDOX R N.Gas conditioning and processing[M].6th edition.Norman，USA：Campbell Petroleum Series Inc.，1984.
[6] 深圳康百思手艺 效劳 公司.崖城13-1气田自然 气处置赏罚 培训手册[R].深圳：深圳康百思手艺 效劳 公司，2006.
[7] 孙优贤.锅炉装备 的自动调治[M].北京：化学工业出书社，1982.
摘要：因为 受陆地 特殊天文 情形 、消费 设备 及投资本钱 等成分 的制约，如今 海上油气消费 对燃气透平机烟气余热的接纳运用 照旧一个空缺 。为此，针对海上平台海水 资源缺乏、平台空间有限的特点，勾搭 中海石油有限公司湛江分公司崖城气田的工艺流程，在优选燃气透平烟气余热接纳运用 方案的基础 上，提出了热油循环要领接纳运用 燃气透平机烟气余热的设计方案：废弃 三甘醇再沸器的直燃式加热火管及其燃料气控制系统 ，在三甘醇再沸器内里 安设 热油盘管，在燃气透平机烟囱外部 安设 一个烟气/热油换热器，用于接纳燃气透平机的烟气余热，将热油加热到245～300℃之间，树立 一套热油循环系统 ，一连 地将已加热的热油运送 到热油盘管，加热三甘醇再沸器里的富液三甘醇。可行性及经济性剖析 批注 ：该方案需求 刷新 和增添 的装备 少、体积小，平台空间占用少，刷新 事情量少，工程实验 的手艺 难度不大，消费 职掌 牢靠 性高，可行性强，初期投入资金(305.5万元)、消费 职掌 及维修调养本钱 较低(35.1万元/a)；每年可完成 的节能减排量为1955.023t尺度煤、可浪费 燃料气161×104m3，折合浪费 费用 322万元，经济效益可观，节能减排效果显着 ，运用 远景 辽阔。
关键 词：节能减排；海上平台；燃气透平机烟气；余热；接纳运用 ；三甘醇再沸器；热油循环；可行性；经济性
中海石油有限公司湛江分公司崖城气田(下称崖城气田)海上平台安设 有若干台燃气透平动力机组，这些燃气透平动力机组所需求 的燃料均来自气田自产的自然 气，其动力强盛 ，倾轧 的烟气流量很大，温度约为500℃，能量运用 率在20%～33%之间，大局限 能量以热能的方式 随着烟气直接排往大气。燃气透平机排放烟气中蕴藏的余热是一种高质量 的热资源，其接纳运用 手艺 在海外 外陆上石油石化消费 范围 已取得 鼎力 大举生长[1～4]，可是 在我国海域内，因为 受陆地 特殊天文 情形 、消费 设备 及投资本钱 等成分 的制约，对燃气透平机烟气余热的运用 照旧一个空缺 。若是 接纳有用 措施来接纳这些热资源，以交流 海上平台消费 流程以及生涯 设备 所需求 的热源，不只 可以提高 平台的能量运用 率，降低能耗，还可以改善海上平台的消费 和生涯 情形 。
1 余热接纳运用 的方案选择
凭证 海外 外动力 消费 企业的履历 ，经过 增添 接纳烟气余热的设备 可使 燃气透平机的能量运用 率凌驾70%。概略上，海外 外燃气透平机烟气余热的接纳运用 主要 有以下4个方案：①安设 废热锅炉，运用 燃气透平机烟气余热消费 高温 过热水蒸气，供蒸汽轮机驱动其他动力装备 或许 发电装备 等；②安设 余热接纳换热器，用于加热消费 流程上的种种流体；③将高温 的燃气透平机烟气作为锅炉或熔炉的熄灭 空气泉源 (燃气透平机烟气中仍含有15%～18%的氧气)；④将高温 燃气透平机烟气直接运送 到需求 高温 空气加热或枯燥 的消费 流程上[5]。
以上4个方案均受分别 运用 位置 详细 条件的限制。气田在平台设计阶段已思量 足够的动力装备 ，不需求 再添置，而且海上平台缺乏海水 资源，显然第1个方案不适用于海上气田；气田平台是安设 在海上的钢结构 综合体，为油气消费 处置赏罚 装备 及生涯 后勤设备 提供所需的园地空间，在设计、制造 阶段就没有思量 设置 大型的锅炉或许 熔炉，第3个方案也不适用；第4个方案需求 特殊 占用少量 的空间，因平台空间有限，此余热接纳运用 方案也不适用；现阶段平台消费 流程上的主要 热源用户是2台直燃式三甘醇再沸器，刷新 利便 ，不受平台资源及空间限制，每台再沸器天天 消耗 燃料气约2300m3，2台再沸器年消耗 燃料气161×104m3，该装备 的节能潜力很大。是以 ，本文将重点讨论 第2个燃气透平机烟气余热接纳运用 方案，安设 余热接纳换热器，运用 高温 燃气透平机烟气所加热的中央 介质作为三甘醇再沸器的热源。
2 燃气透平机烟气余热接纳运用 的实验 方案
2.1 手艺 思绪
完成 第2个燃气透平机烟气余热接纳运用 方案的手艺 思绪 是废弃 三甘醇再沸器的直燃式加热火管及其燃料气控制系统 ，在三甘醇再沸器内里 安设 热油盘管，刷新 燃气透平机烟囱，在烟囱外部 安设 一个烟气/热油换热器(热油加热器)，用于接纳燃气透平机的烟气余热，将热油加热到245～300℃之间，树立 一套热油循环系统 ，一连 地将已加热的热油运送 到热油盘管加热三甘醇再沸器里的富液三甘醇。三甘醇再沸器刷新 示希图 如图1所示。
本文以燃气透平主发电机的烟气余热接纳为例举行 叙说 ，刷新 后的三甘醇再沸器工艺流程如图2所示。
2.2 热油的选择
在该方案中，热油循环系统 用于提供三甘醇再沸器所需的热量，以知足 三甘醇再生工艺所需的热负荷。该系统 接纳一种液态有机分解 物(Thermion 59)作为传热介质油(俗称热油)，与其他热油相比，它的运用 本钱 较低，具有优秀 的活动 性和热动摇 性，在-60～300℃规模内有较长的运用 寿命。
2.3 流程及设计说明
2.3.1三甘醇再沸器
刷新 后三甘醇再沸器所需的热量经过 浸没在三甘醇液床中的热油盘管转达 ，热油盘管的热转达 速率应与原有系统 直燃式加热火管的热转达 速率相当，设计值应为1.14×106kJ/h，以知足 再生系统 的热负荷。温度传感器1监控三甘醇再沸器的液床温度，温度控制器的温度设定点仍为180℃，维持 与原有系统 分歧 ，经过 调治温度控制阀1来控制三甘醇再沸器的温度(见图2)[6]。为了防止 三甘醇的裂解，再沸器内三甘醇的温度不行 凌驾190℃。
另外，因为 再沸器加热的是三甘醇和烃类的混杂 溶液，而且温度很高，若是 职掌 不当 或是装备 运转 不正常，就会对职员 和装备 形成 一定的危害，以是 设计时需求 思量 需要 的喧嚣 控制手腕 ，如三甘醇溶液的高温 关断和三甘醇溶液的低液位关断。
2.3.2热油过滤器
在正常职掌 中，应维持 一股流量适当的热油流经热油过滤器，以除去因为 热油裂解所发作 的固体杂质。经过 对过滤器入口流量计的监控发现热油流质变 低或在活期 反省 中发现过滤器有杂质梗塞 时，就需求 交流 热油过滤器的滤芯。
为保险 在一连 消费 下喧嚣 地交流 过滤器滤芯，热油过滤器应设计在与三甘醇再沸器并行的管线上(见图2)，而不应在三甘醇再沸器加热盘管入口管线上。该设计的最大低贱 是只需安设 1个过滤器即可，镌汰 了对平台空间的要求。
2.3.3热油收缩 罐
热油收缩 罐应选用卧式容器，以便于释放热油因温度降低 所发作 的收缩 量。消费 职掌 职员 经过 视察热油收缩 罐的液位转变 来随时监控热油的消耗 量。当液位过低时，应实时增补热油以维持正常消费 。
热油收缩 罐的掩盖 气接纳氮气发作 器系统 发作 的氮气，用于动摇 热油收缩 罐的压力，由2个自力式压力调治阀配合调治控制。压力调治阀1设定值为20kPa，当热油收缩 罐内压力低于20kPa时，压力调治阀1翻开 ，将氮气增补到罐内；压力高于20kPa时，压力调治阀1紧闭 。压力调治阀2设定值为35kPa，当热油收缩 罐内压力凌驾35kPa时，压力调治阀2翻开 ，把多余的压力释放到气田高压 排放系统 中；压力降低到35kPa时，压力调治阀2紧闭 [7]。
2.3.4热油循环泵
热油循环系统 由2台(如A/B泵)电念头 驱动离心泵和一些需要 的控制元器件组成，一用一备，有益 于一连 不中止 消费 。热油循环泵的流量应能知足 三甘醇再沸器所需的热量，其扬程的设计须知 足 从热油收缩 罐提升热油循环到透平烟气出口的换热管及三甘醇再沸器热油盘管的需求。在2台热油循环泵的出口应设计压力开关装置 ，当泵出口压力高于压力开关设定点时将触发烧油系统 的联锁关停。
如今 气田运用 的热油(Thermion 59)比热容为2.62kJ/(kg·℃)，密度为971kg/m3，假定 热油经透平烟气加热后事情温度为300℃，经三甘醇再沸器后温度降为190℃，那么三甘醇再沸器前后热油温差为110℃。前述三甘醇再沸器的热转达 速率为1.14×106kJ/h，则每台再沸器需求 的热油流量为4.07m3/h，2台再沸器需求 的热油流量为8.14m3/h。因而可知 ，在热油泵装备 选型时，接纳流量较小、功率适宜 的离心泵即可。
2.3.5热油加热器
2.3.5.1 燃气透平机烟气排放的背压
燃气透平机烟囱的刷新 设计不行 改动 燃气透平机烟气排放的背压。经热油泵增压后的热油进入安设 在燃气透平机烟囱里的热油加热器，自上而下游 动，与燃气透平机倾轧 的高温 烟气举行 逆撒播 热，空虚 吸收燃气透平机的烟气余热(见图2)。
在燃气透平机烟囱内安设 热油加热器一定会招致 烟囱有用 横截面积(即烟气有用 流通面积)减小，以是 热油加热器的设计及燃气透平机烟囱的刷新 应使燃气透平机烟气排放的背压与刷新 前分歧 ，使高温 烟气能颠簸 地经由 换热管段，不浸染 燃气透平机的正常事情。
排烟系统 的背压由下式盘算：
p=314LSQ2/A2.5
式中p为透平机排烟系统 的背压，kPa；L为烟囱直管及弯头长度，m；S为透平机排烟系统 背压随排烟相对 温度的转变 关系；Q为排烟流量，m3/h；A为烟囱有用 流通面积，m2。关于 一致 型号的燃气透平机来说，若是 其运转 参数S、Q不成 以改动 ，那么烟囱长度(L)也不成 以改动 。
由上式可知，在安设 热油换热器的同时，经过 刷新 烟囱，照应 地扩展 烟囱内径，使刷新 前后烟囱的有用 流通面积维持 动摇 ，就可以 保险 燃气透平机烟气排放的背压与刷新 之前分歧 。
2.3.5.2 热油温度控制
燃气透平主发电机在怠速运转 时，烟气温度为480℃，热值(Hmin)约为2.55×107kJ/h；当其在满负荷运转 时，烟气温度为530℃，热值约为3.15×107kJ/h。现阶段2台三甘醇再沸器所需最大热负荷(Qmax)仅为2.28×106kJ/h。
当燃气透平主发电机在怠速运转 时，热油加热器的热量接纳率(δ)只需凌驾8.94%[δ=(Qmax/Hmin)×100%]，那么热油所吸收的烟气余热就完全可以知足 三甘醇再生系统 的热量需求。在换热器设计时可照应 增大换热器的换热面积，留出足够的职掌 余量来知足 未来 系统 扩展的需求和降低发电机负荷转变 时对三甘醇再生热量需求的浸染 。
热油所携带的热量主要 由温度控制器2依照 应 的设定值输入 给温度控制阀2来完成 控制。热油Thermion 59允许最高膜温为330℃，经加热后的热油温度应控制不高于300℃。若是 热油温度控制系统 失灵，在热油加热器里热油温渡过高，热油就会发作 裂解改动 ，是以 在热油加热器出口还应设计温度开关装置 ，当温渡过高时，触发烧油系统 的联锁关停。
2.3.5.3 热油系统 掩护连锁及氮气吹扫装置
当热油系统 的联锁关停触发时，整个热油循环系统 阻止 事情，会有一局限 热油滞留在热油加热器里，此时燃气透平发电机是不会阻止 的，高温 烟气还会源源不时 地倾轧 ，不时 加热滞留在热油加热器里的热油，这局限 热油很快会因为 温渡过高而裂解。是以 ，需求 接纳需要 的措施来阻止 这种情形 泛起。
在系统 正常事情时，关断阀1是翻开 的，关断阀2是封锁 的。当泛起热油系统 的联锁关停或消费 关停时，装备 掩护系统 会收回 下令 ，关断阀1赶忙 封锁 ，关断阀2赶忙 翻开 。这时来自氮气发作 器系统 的高压 氮气就会进入热油加热器，将热油吹扫清洁 。进入热油系统 的氮气最终进入到热油收缩 罐，经过 压力调治阀2释放到气田高压 排放系统 中。
3 可行性及经济性剖析
3.1 可行性剖析
实验 该设计方案需求 刷新 的装备 主要 有三甘醇再沸器和燃气透平机烟囱，需求 增添 的装备 主要 有热油收缩 罐1个、热油过滤器1个和热油循环泵2台。
燃气透平机消费 商有完整 的燃气透平机烟气余热接纳运用 系统 供用户选择，也有许多厂家专业消费 烟气余热接纳成套装备 ，同时也可请专业厂家专门设计消费 。是以 ，购置 燃气透平机烟气余热接纳运用 系统 和对其举行 装备 刷新 的难度都不大。
气田现场职掌 履历 批注 ，在冷启动时，热油系统 从启动至抵达 事情温度所需的时间 短(1h左右)，消费 运转 动摇 、牢靠 ，热油消耗 量很低，维护本钱 较低。该方案需求 刷新 和增添 的装备 简朴 ，体积小，占用平台空间不多，刷新 事情量少，工程实验 的手艺 难度不大，消费 职掌 牢靠 性高，可行性强。
3.2 经济性剖析
以前 面的讨论中可以看到，该方案废弃 原有三甘醇再沸器的直燃式加热火管及其燃料气控制系统 ，改为热油加热后，每年将浪费 燃料气161×104m3，每年可完成 的节能减排量为1955.023t尺度煤。按如今 海外 市场上自然 气价钱约为2元/m3计，每年将浪费 费用 322万元。
凭证 如今 崖城气田运用 的相关装备 的市场价钱，可以预算 出整个刷新 项目的初期投资费用 为305.5万元，刷新 项目初期牢靠 投资列表见表1。
经刷新 后，整个系统 的一样往常 维护调养及维修均归入 气田消费 设备 制度化管理 的规模内，凭证 如今 气田相反 装备 的维修和维护本钱 预算 ，其费用 支出 为35.1万元/a，刷新 项目一样往常 维护调养及维修费用 列表见表2。
经刷新 后，在整个新系统 浪费 费用 及装备 维护费用 动摇 的条件 下，项目初期投资的接纳周期为1.06年，以后 ，每年可以为气田净浪费 费用 286.9万元。
凭证 国度 划定，热能工程项目的基准投资接纳期一样往常 为8～10年，小型项目一样往常 为7年。相对 资金高投入的海上油气开发工程来说，投资接纳周期少于2年是很是理想的[8]。
综上所述，实验 该方案初期投入资金不高，消费 职掌 及维护调养本钱 低，经济效益可观。
4 运用 远景
在崖城气田海上平台上，除了三甘醇再沸腾器以外，尚有 一些消费 装备 和生涯 设备 是需求 运用 热源的，其主要 电加热器一览表见表3。
假定 以上热源用户均在满负荷形状 下事情，总功率将抵达 650kW。这些主要 电加热器的手艺 经济目的 见表4。
若是 将这些热源用户一切 刷新 成热油换热，并空虚 接纳运用 气田上其他一切 燃气透平机得烟气余热，与本文2.3中触及 的热油循环系统 连成一体，那么将完成 燃气透平机烟气余热接纳运用 最大化，其流程如图3所示。其照应 的手艺 经济核算见表5。这将会少量 镌汰 燃料气的消耗 量，提高 动力 的运用 率，浪费 气田开发消费 本钱 ，增添 崖城气田的经济效益，运用 远景 辽阔。
5 竣事 语
本文讨论 的热油循环要领接纳运用 燃气透平机烟气余热的设计方案结构 简朴 ，手艺 可行，易于推行 ，经济效益好。不论 是 将本设计方案用于新建海上油气田照旧用于刷新 已有的油气田设备 ，都将会极大地优化海上油气田的动力 运用 形状 ，有益 于贯彻国度 的节能减排战略，完成 低碳、清洁消费 。
参考文献
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