等离子随即引燃火炬技术在海上油气生产平台的应用

韩 笑

(中海石油(中国)有限公司深圳分公司，广东 深圳 518000)

摘 要：某海洋石油平台通过对火炬系统进行改造,引入等离子随即引燃火炬技术,取得了良好的实践效果,自动化水平大大提高,点火系统稳定可靠、操作简便,降低了火炬运行安全风险。同时该火炬技术可以取消火炬长明灯和高低压吹扫气,每年可节约天然气 114.22 万m,每年可减少碳排放 100万t,以实际行动践行“双碳”目标,筑牢安全环保屏障。

关键词：等离子；引燃火矩；海上油气平台；安全环保

0 引言

为满足海上油气田生产工艺流程稳定运行要求，在生产过程中不可避免地产生火炬放空气,对环境造成严重的危害,而且对海上平台安全构成威胁。传统的火炬点火存在可靠性差、故障率高、消耗大量燃料气等缺陷,等离子随即引燃火炬作为一种新型低碳环保火炬,在火炬放空瞬间随即引燃,不放空时则处于安全关闭状态,其具有更加安全、节能的优势,可满足节能、低碳要求,有效助力海上油气田绿色低碳发展。

1 原火炬存在的问题

(1) 平台原来采用的点火方式为传统地面爆燃传焰点火系统和高能点火,表现出点火可靠性不足、操作复杂、故障频发的特点,尤其在海上遭遇强风雨等恶劣环境时,点火器失灵的风险显著增加,长明灯受海上台风等强气流影响严重,容易被吹灭。

(2) 火焰检测系统不适合海上工况。在各火炬设备中,传统的热电偶火焰检测系统被采用,然而火焰在遇到风吹时很容易偏离检测的位置点,导致测量结果的准确度不高,同时系统的可靠性也不尽如人意,热电偶易于遭受腐蚀和氧化,从而导致故障频发且使用寿命受限。

(3) 原火炬为敞口火炬,使用传统燃料气密封技术,不具备防风雨的功能,需要消耗大量燃料气才能保证空气不进入火炬放空管网,且有熄灭风险。

(4) 原火炬长明灯和高低压吹扫气需要消耗大量燃料气,造成较大的能源浪费,同时造成大气环境污染。

2 等离子点火系统实用性研究

2.1 等离子火焰点火装置研究

等离子火焰是利用自然界闪电原理,将高压电能连续释放,产生温度6000℃的等离子电弧,即等离子火焰,这种类似火焰形状的等离子体,其高温等离子火焰不仅可以“点燃"空气,惰性气体,更可直接点燃各种放空燃气体,点火可靠性极高。等离子火焰性能: ① 极强的催化点燃助燃性能,使各种气体电离“燃烧”;② 能量大、密度高; ③ 作用空城大、接触即燃; ④ 作用速度快瞬间点燃; ⑤ 具有超自然的抗干扰能力,不受自然界任何级别风雨的影响:⑥强气体射流,在压力>1MPa时,可以被直接引燃,其燃烧过程不会受到排放气流强度恶劣天气的影响。

2.2 广域强离子检测技术研究

利用火焰的导电性弱点,布置检测电极于潜在火焰路径上,在大面积等离子体影响下,产生显著信号,以此准确指示火焰的存在与否。当火炬被点燃,电极与火焰密切接触,形成强离子回路并导通:而火炬熄灭时,该回路断开不导电。借助这一原理,能够监测广泛区域的火焰存在,有效克服了传统监测手段中因火、脱火或电极氧化导致的堵塞问题。此款产品在抵抗结垢方面表现出色,兼具极高的可靠性与长效性,且无需维护。

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