一种用于海上采油平台的火炬气回收系统

摘要

一种用于海上采油平台的火炬气回收系统，包括通过管线互相贯通连接的火炬头、火炬分液罐和压缩机撬，火炬头和火炬分液罐之间的管线上并联设置爆破片、第一压力调节阀和故障开的气动快开阀，火炬分液罐和压缩机撬之间的管线上设置第一压力变送器，第一压力变送器读取系统压力值，控制第一压力调节阀和故障开的气动快开阀的开合，当第一压力调节阀和故障开的气动快开阀关闭并且爆破片完好，火炬气通过管线输送至压缩机撬进行回收，当第一压力调节阀、故障开的气动快开阀打开或爆破片破裂，火炬气通过管线输送至火炬头释放。本发明的用于海上采油平台的火炬气回收系统提高了运行效率及系统的稳定性和安全性，海上平台已有设备可充分利用。

说明书

技术领域

本发明属于海上采油领域，尤其涉及一种用于海上采油平台的火炬气回收系统。

背景技术

因海上油田远离陆地、外输成本高、平台空间受限等原因，还没有适用于海上平台的较为成熟的火炬气整体回收技术。目前，海上采油平台应用比较多的，是回收热化学处理器的低压气，即采用以压缩机为核心设备的处理系统，经冷却、增压、冷却、除液，实现低压气的回收。这些气体数量可观，但不是火炬气的全部来源，生产分离器、燃气洗涤器、热化学处理器、各使用覆盖气设备等，仍有大量为维持生产流程压力稳定而被泄放的火炬气无法实现回收。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于海上采油平台的火炬气回收系统,以解决大量为维持生产流程压力稳定而被泄放的火炬气回收不充分的技术问题。

为实现上述目的，本发明的一种用于海上采油平台的火炬气回收系统的具体技术方案如下：

一种用于海上采油平台的火炬气回收系统，包括通过管线互相贯通连接的火炬头、火炬分液罐和压缩机撬，火炬头和火炬分液罐之间的管线上并联设置爆破片、第一压力调节阀和故障开的气动快开阀，火炬分液罐和压缩机撬之间的管线上设置第一压力变送器，第一压力变送器读取系统压力值，从而控制第一压力调节阀和故障开的气动快开阀的开合，当第一压力调节阀和故障开的气动快开阀关闭并且爆破片完好时，火炬气通过管线输送至压缩机撬进行回收，当第一压力调节阀、故障开的气动快开阀打开或者爆破片破裂时，火炬气通过管线输送至火炬头释放。

进一步，所述火炬气回收系统包括火炬气管汇，所述火炬气管汇通过管线分别与火炬分液罐和压缩机撬贯通连接，所述火炬分液罐、压缩机撬和火炬气管汇之间为三通结构管线连接，所述第一压力变送器设置在靠近火炬分液罐的一端。

进一步，所述火炬分液罐和压缩机撬之间的管线上靠近压缩机撬的一端设置第二压力变送器，第二压力变送器读取系统压力值，从而控制压缩机撬变频频率。

进一步，所述压缩机撬通过管线与燃气洗涤罐贯通连接，所述燃气洗涤罐底部通过管线与第一污油罐贯通连接，所述燃气洗涤罐和第一污油罐之间的管线上设置第二液位变送器和第二液位调节阀，第二液位变送器读取燃气洗涤罐的液位，从而控制第二液位调节阀的开度。

进一步，所述燃气洗涤罐通过管线与火炬气管汇贯通连接，所述燃气洗涤罐和火炬气管汇之间的管线上设置第二压力调节阀，所述火炬气管汇和压缩机撬之间的管线上靠近火炬气管汇一端设置第三压力变送器，所述燃气洗涤罐的上端通过管线连接第四压力变送器，所述第三压力变送器读取火炬气管汇的压力值，所述第四压力变送器读取燃气洗涤罐的压力值，从而共同给定第二压力调节阀的开度。

进一步，所述火炬气管汇通过管线与闭排罐贯通连接，从而火炬气在火炬气管汇和闭排罐之间双向流动。

进一步，所述火炬分液罐底部通过管线与第二污油罐贯通连接，所述火炬分液罐和第二污油罐之间的管线上设置第一液位调节阀和第一液位变送器，所述第一液位变送器读取火炬分液罐的液位，从而控制第一液位调节阀的开度。

进一步，所述压缩机撬包括前冷却器、螺杆压缩机、后冷却器和洗涤器。

进一步，所述第一压力变送器、第二压力变送器、第三压力变送器、第四压力变送器、第二液位变送器位于管线上的位置设置开孔，开孔连接引压管，所述第一压力变送器、第二压力变送器、第三压力变送器、第四压力变送器、第二液位变送器和引压管以螺纹方式连接。

进一步，所述第一液位变送器位于管线上的位置设置开孔，开孔连接引压管，所述第一液位变送器和引压管以螺纹方式连接。

本发明的一种用于海上采油平台的火炬气回收系统具有以下优点：不仅提高了运行效率，并提高了系统的稳定性和安全性，且海上平台的已有设备能够得以充分利用。

附图说明

图1为现有技术的用于海上采油平台的火炬气回收系统结构示意图；

图2为本发明的用于海上采油平台的火炬气回收系统结构示意图；

图3为火炬气管汇的局部放大图。

图中标记说明：1、火炬头；2、火炬分液罐；3、压缩机撬；4、燃气洗涤罐；5、火炬气管汇；51、一级分离器气相出口；52、二级热处理器气相出口；53、斜板除油器覆盖器出口；54、加气浮选器气相出口；6、闭排罐；7、爆破片；8、第一压力调节阀；9、故障开的气动快开阀；10、第一压力变送器；11、第二压力变送器；12、第三压力变送器；13、第四压力变送器；14、第二压力调节阀；15、第一液位调节阀；16、第二液位调节阀；17、第一液位变送器；18、第二液位变送器；19、二级热处理器。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种用于海上采油平台的火炬气回收系统做进一步详细的描述。

如图1所示，为现有技术中火炬气回收系统，包括火炬头1、火炬分液罐2、压缩机撬3、燃气洗涤罐4、火炬气管汇5、第四压力变送器13、第二压力调节阀14、第一液位调节阀15、第二液位调节阀16、第一液位变送器17、第二液位变送器18，压缩机撬3的入口接入二级热处理器19，现有技术的火炬气处理系统压力很低，系统压力仅仅略高于大气压，火炬气管汇5中的气体只能通过管线输送至火炬头1实现火炬气的放空燃烧，无法通过压缩机撬3进行气体回收，为实现火炬气的充分回收利用，并提高系统的稳定性和安全性，改进后的火炬气回收系统通过增加爆破片7、第一压力调节阀8、故障开的气动快开阀9、第一压力变送器10、第二压力变送器11和第三压力变送器12使现有技术中火炬气回收系统的缺陷得以改进。

如图2所示，为本发明改进后的火炬气回收系统，包括火炬头1、火炬分液罐2、压缩机撬3和火炬气管汇5，火炬气管汇5的第一输出端通过管线与压缩机撬3的输入端贯通连接，火炬气管汇5与压缩机撬3之间连接管线的中段通过管线与火炬分液罐2的输入端贯通连接，火炬分液罐2、压缩机撬3和火炬气管汇5之间的连接管线形成三通结构，火炬分液罐2的输出端通过管线与火炬头1贯通连接。

火炬头1与火炬分液罐2之间连接管线的中段上，并联设置爆破片7、第一压力调节阀8和故障开的气动快开阀9。当系统压力为10-50kPaG(kPa表示千帕，G表示表压)时且压缩机橇3工作正常，此时为正常工况下，火炬气管汇5的火炬气通过管线分别输送至火炬分液罐2和压缩机撬3，火炬气在火炬分液罐2内进行气液分离后，由于此时的爆破片7完好未破裂，并且第一压力调节阀8和故障开的气动快开阀9均为关闭状态，将火炬分液罐2内分离出的气体通过管线通往火炬头1的去路拦截，火炬气回收系统的整体压力升高，从而使压缩机撬3具备了进行火炬气体回收的条件。

火炬气管汇5、压缩机撬3与火炬分液罐2的连接管线上靠近火炬分液罐2的一端设置第一压力变送器10，第一压力变送器10监测火炬气回收系统压力并传输至中控系统。当系统压力大于设定高值50kPaG(kPa表示千帕，G表示表压)时，中控系统控制第一压力调节阀8开启调节系统压力。当系统压力高于70kPaG(kPa表示千帕，G表示表压)时或压缩机橇3故障停机，此时为异常工况下，中控系统控制第一压力调节阀8保持全开以及故障开的气动快开阀9打开，火炬分液罐2内分离出的气体可通过管线通往火炬头1，迅速释放火炬气，当系统压力大于100kPaG(kPa表示千帕，G表示表压)时，爆破片7破裂释放火炬气，避免因系统故障或其他管线堵塞造成的系统超压，提高本火炬气回收系统的安全性。

火炬气管汇5、压缩机撬3与火炬分液罐2的连接管线上靠近压缩机橇3的一端设置第二压力变送器11，第二压力变送器11监测系统压力并传输至中控系统。当正常工况下火炬气管汇5内的火炬气因无法进入火炬头1燃烧而被压缩机撬3增压回收时，中控系统根据第二压力变送器11的监测值给定压缩机撬3变频控制频率，从而提高火炬气回收系统的运行效率。

压缩机撬3的输出端通过管线与燃气洗涤罐4的输入端贯通连接，压缩回收的火炬气，通过管线输送至燃气洗涤罐4除液缓存，供燃气压缩机进一步压缩供透平发电机作燃料气或供覆盖气用户使用，实现火炬气的回收，燃气洗涤罐4的底部通过管线与第一污油罐贯通连接，燃气洗涤罐4和第一污油罐之间连接的管线上设置有第二液位变送器18和第二液位调节阀16，第二液位变送器18监测燃气洗涤罐4液位并传输至中控系统，中控系统根据第二液位变送器18的监测值控制第二液位调节阀16的开度，从而调节燃气洗涤罐4的液位。

燃气洗涤罐4的输出端通过管线与火炬气管汇5贯通连接，燃气洗涤罐4与火炬气管汇5之间连接管线的中段上设置第二压力调节阀14，火炬气管汇5与压缩机撬3之间的连接管线上靠近火炬气管汇5的一端设置第三压力变送器12，燃气洗涤罐4的上端通过管线连接第四压力变送器13。

第三压力变送器12监测火炬气管汇5的压力并传输至中控系统，第四压力变送器13监测燃气洗涤罐4压力并传输至中控系统。为提高火炬气回收系统压力的稳定性，对第二压力调节阀14进行选择控制，当在压力470-550kPaG(kPa表示千帕，G表示表压)内，中控系统根据第三压力变送器12的监测值控制第二压力调节阀14的开度，在超出上述压力范围后，中控系统根据第四压力变送器13的监测值控制第二压力调节阀14的开度，从而为本火炬气回收系统提供一定的火炬气缓存空间，同时防止燃气压缩机入口压力过高或者过低造成停机。

火炬气管汇5的第二输出端通过管线与闭排罐6贯通连接，省略了常规的单流阀，使火炬气和在火炬气管汇5和闭排罐6之间双向流动缓存，闭排罐6的剩余空间增大了火炬气回收系统的容积，从而使海上平台已有设备得到充分利用。

火炬分液罐2的底部通过管线与第二污油罐贯通连接，火炬分液罐2与第二污油罐之间的连接管线上设有第一液位调节阀15和第一液位变送器17，第一液位变送器17监测火炬分液罐2的液位并传输至中控系统，中控系统根据第一液位变送器17的监测值控制第一液位调节阀15的开度，从而调节火炬分液罐2的液位。

压缩机撬3包括前冷却器、螺杆压缩机、后冷却器和洗涤器；火炬气管汇5包括一级分离器气相出口51、二级热处理器气相出口52、斜板除油器覆盖器出口53和加气浮选器气相出口54。

火炬头1、火炬分液罐2、压缩机撬3、燃气洗涤罐4、火炬气管汇5、闭排罐6、爆破片7、第一压力调节阀8、故障开的气动快开阀9、第二压力调节阀14、第一液位调节阀15、第二液位调节阀16、污油罐与管线之间通过法兰和紧固螺栓配合连接；

第一压力变送器10、第二压力变送器11、第三压力变送器12、第四压力变送器13、第一液位变送器17、第二液位变送器18位于管线上的位置设置开孔，开孔焊接引压管，然后将上述部件与引压管以螺纹方式连接；

火炬分液罐2、压缩机撬3和火炬气管汇5之间连接管线的三通结构部分以焊接的方式连接。

本发明的用于海上采油平台的火炬气回收系统不仅提高了运行效率，并提高了系统的稳定性和安全性，且海上平台的已有设备能够得以充分利用。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。