海洋平台泄放系统与FLARENET模拟应用

在石油钻完井等开发过程中,普遍会释放大量的伴生气体,这些气体多为烃类,易燃且含有毒性与腐蚀性。应当安全及时地将其泄放,避免直接排放到大气中,以杜绝可能造成的火灾、环境污染等生产事故。海洋平台的生产地点与工艺流程与陆地油田不同,有其特殊性,因而在设计海洋平台泄放系统时需有不同的思路。

应用FlareNet软件计算MTO装置火炬管网

火炬系统用来处理石油化工装置中无法收集和再加工的可燃气体或蒸汽,是保证安全生产、减少环境污染的重要措施。火炬管网将装置排放的火炬气安全输送到火炬,是火炬系统的重要组成部分。MTO(甲醇制烯烃)装置以甲醇为原料生产聚合级乙烯和丙烯,其火炬排放量较大,因此,合理设计火炬系统和计算火炬管网非常重要。近年来,国外模拟软件已成为工程设计的重要辅助工具,在国际上使用最广泛的是AspenTech公司开发的FlareNet软件,用于火炬和泄放网络的水力学设计和分析。根据约束条件,对国内某300kt/a MTO项目计算结果进行分析和优化。通过与已建成的同等能力的MTO装置的火炬总管尺寸和安全阀型式进行比较,证明采用该软件,较传统的手工计算方法更快捷和有效,可以准确进行MTO装置管网的设计和安全阀选型。

FLARENET在天然气装置火炬管网设计中的应用

本文阐述一种设计天然气装置火炬管网的途径,即用模拟软件FLARENET来进行模拟计算相应模型。并介绍了模型设计的原则,以举例说明的形式分析了计算结果,并且通过比较实际火炬设计来证明该软件设计的可行性。

可燃液体罐区安全系统设计及泄放总管优化分析

对于可燃液体压力储罐(无论原料储罐或者生产装置中间罐),为了防止储罐超压除罐顶设置压力控制阀,还需设置安全阀/爆破片作为事故工况时最后一道保障措施。对罐区内不同物料介质选择安全阀或安全阀与爆破片串联设计进行说明,同时对各储罐在不同事故工况下泄放量进行计算研究。选择最大泄放量下的计算泄放面积作为安全阀喉径及爆破片尺寸选择依据。使用Aspen Flarenet软件对于罐区泄放系统管网进行建模、迭代计算,在满足背压、马赫数等基础上设计经济合理的排放支管及排放总管尺寸。

背压对常规式弹簧安全阀动作性能的影响

以采用FLARENET软件模拟的某泄放系统为例,阐述了常规式弹簧安全阀内部结构及受力分析、安全阀泄放的特性以及安全阀背压会受到其他安全阀泄放时的作用,分别讨论了叠加背压对安全阀开启压力及动作特性、总背压和积聚背压对安全阀排量及运行稳定性的影响;并对安全阀背压的确定和计算提出了建议。

Gas Flare Design Debottlenecking Using Pinch Analysis

Gas flaring is concerned with the combustion of lighter ends of hydrocarbon mostly produced in association with crude oil. Flare networks are designed to handle the gas volume required to be flared. Most times, this flare networks are in close proximity but still have independent flare stacks, increasing risk to environment and cost on infrastructures. There is a need to integrate the flare networks in facilities within same area and through the application of Pinch Analysis concept, the resultant flare network can be optimized to give a system having optimal tail and header pipe sizes that will reduce cost and impact on environment. In the light of the foregoing, the concept of pinch analysis was used in debottlenecking integrated gas flare networks from a flow station and a refinery in close proximity. Both flare networks were integrated and the resultant gas flare network was optimized to obtain the optimum pipe header and tail pipe sizes with the capacity to withstand the inventory from both facilities and satisfy the set constraints such as Mach number, noise, RhoV2 and backpressure. Mach number was set at 0.7 for tail pipes and 0.5 for header pipes, noise limit was not to exceed 80 dB upstream and 115 dB downstream the sources, RhoV2 was limited to 6000 kg/m/s2 and the back pressure requirement was source dependent respectively. The fire case scenario was considered, as it is the worst-case scenario in the studies. When pinch analysis was applied in debottlenecking the combined gas flare network, it gave smaller tail and header pipe sizes which is more economical. A 20% decrease in pipe sizes was recorded at the end of the study.

苯乙烯安全泄放回收系统设计与优化

采用Flarenet软件模拟已设计完成的苯乙烯安全泄放回收系统泄放管网的工作过程,并结合工程经验和依据动态模拟结果对其进行了优化设计,同时考虑了冷凝回收失效时管网的应对措施。模拟结果表明:苯乙烯安全泄放回收系统的运行完全符合相关的安全环保规范;管网所用的安全阀适合选择平衡波纹管。动态模拟和防火保温措施不仅能使管网的运营更加合理,并且也可在一定程度上减少管网的安全阀数量、缩小其管径尺寸,最终降低设计投资。爆破片定压为50 kPa(表压)较为合理,适当提高安全阀定压或增加安全阀出口管径,能满足新增泄放系统的安全阀背压要求。

天然气压气站放空系统设计

放空系统是天然气管输系统的重要部分,放空管的设计也直接关系着天然气管道及其处理装置是否能够安全平稳的运行。为保障天然气集输管网安全平稳运行,利用Aspen HYSYS、Flare Net计算软件按照API 521规范要求,以哈国压气站为例,对天然气压气站的放空系统进行了设计。全厂触动ESD放空及紧急停车放空时,首先关闭两端的ESD阀,放空气体通过BDV阀门放空,通过Aspen HYSYS软件计算了每段管线的瞬时放空量,为了降低放空初期巨大的放空量采用分段放空原则,通过计算确定了每段管线合理的延迟放空时间;放空管的放空量确定后,在设定合理的压降和背压等条件下,借助Flare Net软件确定了合理的放空管径;最后,在满足热辐射值的要求下,按照API 521规范确定了放空管距离压气站合理的位置。