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天然气长输管道清洁生产审核浅析

更新时间:2009-03-28

经过30多年的发展,我国清洁生产工作取得了明显的进展与成就。实施清洁生产审核的企业也从前期的审核过程中得到了益处,实现了企业“节能、降耗、减污、增效”的目的,获得了显著的经济效益和环境效益[1]。目前,除必须强制实施清洁生产审核的企业外,自愿实施清洁生产审核的企业越来越多。天然气长输管道企业作为自愿性清洁生产企业类别,有别于传统生产型企业的特点,其审核方法及审核重点的选择上需做相应的调整。

实验药品:氢氧化钠标准滴定溶液、氢氧化钠标准溶液、硫酸标准滴定溶液、酚酞指示剂的配制标定:分别采用 GB/T 603—2002[6]和 GB/T 601—2002[7]。

本文针对天然气长输管道清洁生产审核的特点,论述其审核方法及审核重点的选择,对天然气长输管道清洁生产审核提供借鉴。

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1 天然气长输管道生产工艺

天然气从净化厂出来后,经检测、计量、调压后进入长输管道,天然气长输管道一般包括输气管道、输气站(压气站、分输站等)、管道穿(跨)越及辅助生产设施等内容[2]。天然气长输管道企业与传统生产型企业的不同之处,天然气管道生产运行过程中无原料的输入和产品的输出,其生产过程将压力能转化为输送天然气的动能,以进行天然气的长距离输送。天然气长输管道站场主要为压气站和分输站,典型站场生产工艺流程如图1、图2所示。

  

图1 压气站工艺流程图

  

图2 分输站工艺流程图

2 天然气长输管道企业特点

2.1 公司运营与管网调度相结合

某天然气长输管道企业某一管线,全线共设4座压气站和4座分输站,压气站增压采取燃气轮机驱动的离心式压缩机。经现场调研与分析发现,全线各压气站或分输站工艺流程及设备一致,选择能耗及污染物排放较高的压气首站为审核重点,进行了详细的调研分析并对该站1个月的能源消耗情况进行了实测,详见表1。

2.2 生产过程能耗高、物耗少、排污少

天然气长输管道沿线站场较多,各压气站或各分输站的设备及生产工艺流程基本相同;且各站均隶属于一个输气公司,采用了相同的管理模式。天然气长输管道的生产调控独立于运营企业,导致管道运营企业对管道输气量及压缩机组运行工况没有绝对控制权。因此,在进行天然气长输管道清洁生产审核时,可针对能耗高、污染物排放量较大的站场进行能量平衡分析,从而提出相应的清洁生产措施,并在全线加以推广;同时,在清洁生产审核过程中积极与调控中心沟通,调整相关运行参数,以达到节能降耗的目的。

Rotor Design and Finite Element Analysis of Traveling Wave Rotaty Ultrasonic Motor

生产过程中的物耗主要是新鲜水及压缩机、空冷器等消耗的极少量润滑油。新鲜水主要用于生产过程中各站场生活用水及设备冲洗水,由于各站场人员较少,故耗水量少。

污染物排放主要有噪声、废水、废气和固体废物。噪声主要来自各站场压缩机组、空冷器、分离器、阀门、调压装置、放空系统等,各设备噪声级小,且站场选址避开敏感区,对环境的影响较小。废水主要来自各站场产生的少量生活污水。废气主要来自各站场燃气压缩机烟气、燃气锅炉烟气、放空火炬排放的烟气及站场无组织排放废气等。固体废物主要源于站场生活垃圾、清管作业及分离器检修产生的污染物、压缩机保养产生的废润滑油等。

2.3 人员分散、实行长时间轮班制

天然气长输管道企业与传统生产型企业有许多不同之处,其管理管道线路长、空间跨度大,多地处偏远、荒凉地段,各站场间距离远,管理及操作人员主要分散在各站场。同时,天然气长输管道生产时效性强,需连续运转,为保证现场管理及操作人员健康,站场管理及操作人员多实行多上多休的长时间轮班制。

3 清洁生产审核方法浅析

3.1 采取点、线、面相结合的审核方法

天然气输送过程中不存在物料的转化,仅为天然气通过压缩机增压以达到输送的目的。其生产过程中的能耗主要为天然气增压消耗的天然气或电能。根据不同管道系统,增压方式为电驱压缩机或燃气驱压缩机[3]。电或天然气的消耗量占站场总能耗的95%以上,压缩机及其配备的空冷器为主要耗能设备。

3.2 以能耗审核为主

根据前面的分析可知,天然气长输管道能耗高、物耗少、排污少,故审核过程中要以能耗审核为主[4]

以该站作为清洁生产审核重点,通过能量平衡分析,找出该站能源损失的环节及原因,制定相应的清洁生产方案,并推广至全线予以实施,从而使管道全线达到节能减排的目标。

[1]赵玉明.清洁生产[M].北京:中国环境科学出版社,2014.

3.3 加强清洁生产知识的宣传教育和培训

在天然气长输管道清洁生产审核过程中,公司高层领导的支持和参与固然十分重要,没有各站场管理和操作工人的实施,审核工作仍很难取得重大成果[6]。针对天然气长输管道覆盖的地理空间跨度大、各站场间距离远、沟通交流不便等特点,可采取视频会议、信息平台、网络沟通及各站场单独培训等方式加强清洁生产知识的宣传教育和培训,使公司每一位员工深刻了解清洁生产知识及清洁生产审核可能给企业带来巨大的好处。同时,建立各站场间的长效沟通交流机制,在日常生产中加强各站场之间的沟通交流和学习。

现场试验流程如图6所示,本次试验设计处理量为100 m3/d,水处理设备保持24 h稳定运行,累计试验20天。试验过程中,根据出水水质情况,每隔8~10 h对两级过滤器反洗一次。按照回注水指标要求,主要对处理流程进、出水油含量、悬浮物含量、粒径中值3个指标进行检测,水质检测方法及标准参照SY/T 5329-2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》。

只有当公司上下都将清洁生产思想自觉地转化为指导站场清洁生产操作实践的行动时,清洁生产审核才能顺利持久的开展下去。也只有这样,清洁生产审核才能给企业带来更大的经济和环境效益、推动企业技术进步、更大程度的支持企业高层领导的管理工作。

1.3.2 术后护理 ①做好生命体征检测,加强生活护理。手术之后,护理人员需要对患者的各项生命体征进行检测,一旦发现异常情况,需要及时通知医生进行处理。护理人员需要定时协助患者翻身,并进行扣背,同时教授患者家属学会扣背方法,以帮助患者及时排出痰液,如果痰液无法顺利排出,则需要使用超声雾化吸入法来稀释痰液。需要保持床单干燥,避免发生褥疮。对于留置导尿管的患者,需要定时排尿,并注意清洁会阴,防止发生泌尿系统感染情况。②切口护理。手术后,护理人员需要对患者的切口进行密切的关注,有液体渗出时需要及时更换敷料,预防切口感染的发生。

4 天然气长输管道清洁生产审核实例

天然气长输管道工程是一个较为复杂的系统工程,涉及上游气田、输气站场和下游的各个用户,任何一处出现问题将影响整个系统的运行,特别是出现事故不能向下游正常供气时,将影响到千家万户的正常生活。目前,产气企业、供气企业、长输管网和城市供气管网大部分分开管理,天然气长输管道的生产调控大部分独立于运营企业。同时,由于天然气长输管道生产时效性强,要求连续运行,强调各生产环节的分工与协作。因此,天然气长输管道运营企业需要根据调控中心要求及时调整全线输气量及压缩机组运行状况。在对各站及管道全线进行运行模式优化时,需要综合协调天然气长输管道企业及调控中心的相关要求。

由表1以看出,该站天然气消耗量为43.92万Nm3,折标准煤584.13t,占该站总能耗的97.38%,为该站主要消耗能耗。其中,燃压机组耗气量为42.76万Nm3,折标准煤568.68t,占天然气消耗量的97.36%,占总能耗的94.81%,为该站的主要耗能设备。天然气放空量为0.49万Nm3,折标准煤6.53t,占该站综合能耗的1.09%。经分析认为,此部分天然气放空是燃压机组启动时的启动气和燃压机组停机时的放空。电消耗量为4.48万kW·h,折标准煤量15.69t,占该站总能耗的2.6%。其中空压机及空冷器耗电量为2.99万kW·h,占电能消耗量的66.67%,占该站总能耗的1.74%。

根据实测能源消耗数据,建立了该站能源消耗的能量平衡。通过分析发现,该站主要存在以下问题并提出相应的解决方式,详见表2。

本文针对通过对天然气长输管道清洁生产审核特点的分析,阐述了审核过程中存在的问题及建议,并通过审核实例分析了典型燃气驱动压缩机增压天然气长输管道的清洁生产措施。针对天然气长输管道企业能耗高、物耗少、排污少的特点,通过建立能量平衡,分析主要耗能部位及能源利用效率;由于沿线各站场工艺及管理模式基本相同,重点分析管道沿线能耗及污染物排放量大的站场,针对发现的问题提出相应的清洁生产方案,并推广至全线予以实施,从而实现管道全线达到节能减排的目标。同时,针对天然气长输管道覆盖的地理空间跨度大、各站场间距离远、沟通交流不便等特点,可采取视频会议、信息平台、网络沟通及各站场单独培训等方式加强清洁生产知识的宣传教育和培训。

 

表1 综合能源消耗情况表

  

能源类型使用部位数量折标煤系数能源消耗量(tce)比例/%天然气燃压机组(万Nm3)42.76锅炉(万Nm3)0.63辅助生产(万Nm3)0.04放空(万Nm3)0.49小计43.921.33kgce/Nm3568.6894.818.351.390.580.106.531.09584.1397.38电空压机、空冷器(万kW·h)2.99照明及其他(万kW·h)1.49小计4.480.35kgce/(kw·h)10.461.745.230.8715.692.62合计599.82100.00

 

表2 发现的问题及分析情况表

  

序号发现的问题原因分析解决方式及预期效果1燃气轮机启动时天然气放空量较大,既造成了天然气损失,又造成了大气污染燃气压机组启动时需2MPa左右的天然气带动燃气轮机转子以启动燃气轮机燃气轮机启动时采用电动机带动转子或设置电驱压缩机将放空的天然气压入下游管道,从而减少天然气的放空损失,并减少大气污染2燃气轮机排烟温度高达480℃以上,直接排放造成了一定的能量消耗,并对环境造成热污染燃气轮机效率低,排烟温度高新增余热锅炉进行燃气压缩机烟气余热回收利用,作为冬季供暖热源,以减少供暖燃气锅炉的天然消耗量,并减少大气污染物的排放3站场锅炉、生活给水泵均为落后淘汰设备存在《高耗能落后机电设备淘汰目录》中所列设备制定计划,对落后淘汰设备予以淘汰4自用燃料气均引自上游来气管线,经调压撬调压后自用。燃料气经调压后温度降低,设有2台40kW加热设备,造成一定的能量消耗燃压机组入口天然气温度较低,经调压后温度进一步降低,析出凝液影响设备运行天然气经压缩机压缩后温度升高,可将燃压机组出口的高温气,引入自用燃料气管线,从根本上提高调压撬的天然气入口温度。当压缩机运行时,停止加热器的使用,减少燃料气加热器的工作时长,达到节能降耗的目标

天然气管道整体上可分为站场及管段两部分,其中管段是有效工作设备,负责两地间的天然气输送,它的能耗水平由前期的设计、施工决定,管道一旦建成即被确定,投产后只要在运行管理上按照操作规程定期实施维护和清管作业,就会相对保持不变。虽然站场的能耗也受到前期设计的制约,但是后期的运行管理对其影响相当大,为此有必要对天然气管道正常投产后的运行管理水平进行评价,主要是对各站场的能耗状况及能量转换效率进行评价[5]

5 结 论

作为首次近似,这个试探法是将所有可能的地震事件初始化为离散的质点滤波,即pf1(θ1),pf2(θ2),…,而不是将其初始化为一 整 个 质 点 滤 波:pf(Θ = {θ1,θ2,…})。在每次更新结束后,每个质点滤波就会将其当前的参数估计传递给所有其他质点滤波。在t时刻,每个质点滤波(pfi)的后验概率计算公式如下:

参考文献

对于天然气长输管道来说,能耗主要是压缩机及其配套设备消耗的天然气或电力,通过建立站场及主要耗能设备的能量平衡,发现能源利用效率低、能源损失的环节或部位,找出问题形成的原因,进而提出节能降耗的方案。

[2]刘丽,刘圭群,朱傅,韩億.试析天然气输气工艺的现状及发展[J].中国石油和化工标准与质量,2016,15(10):109-111.

[3]孙骥姝,朱英如,孙春良,代小华.天然气长输管道设计中的节能分析[J].石油规划设计,2012,23(5):26-29.

[4]贾志慧.石油管道储运企业清洁生产审核方法探讨与实践[J].环境科学与管理,2016,41(7):152-156.

[5]冯伟,李建廷,宋汉成,刘冰.天然气管道运行能效评价指标探讨[J].油气储运,2009,29(4):313-319.

我住了好些日子,一事无成。每天下班,李耕老师跟我随意聊几句,就去写诗,从来不问我写作的事。我的心情日益沉重,越来越不能忍受心里的歉疚,只能找理由离开。他没有挽留。他不想给我哪怕是最小的一点压力。

[6]环境保护部清洁生产中心.清洁生产审核手册[Z].北京:中国环境出版社,2015.

 
李再磊,姚杰,孟凡伟
《环境与可持续发展》2018年第02期文献

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