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题名基于㶲分析的天然气处理厂增压系统节能优化
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作者
冯梁俊
彭星煜
蒋炜
许艺欣
段青杰
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机构
西南石油大学
中国石油西南油气田公司致密油气勘探开发项目部
中石化皖能天然气有限公司
中国石油天然气销售公司宁夏分公司
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出处
《石油与天然气化工》
北大核心
2025年第4期146-152,共7页
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基金
国家自然科学基金“基于RBI的油气站场风险评价技术研究”(512101105)
国家“十三五”科技重大专项《四川盆地大型碳酸盐岩气田开发示范工程》课题《大型含硫气田开发HSE保障关键技术研究与解决方案》(2016ZX05052-005)。
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文摘
目的针对常规天然气处理厂因设备老化、气源波动导致的能耗高、㶲效率低的问题,提出基于㶲分析与响应面法的协同优化策略。通过工艺参数调整降低不可逆㶲损,提升系统能量利用效率。方法以西北某天然气处理厂(年处理量55×10^(8)m^(3))为研究对象,基于Aspen HYSYS构建工艺模型,并进行㶲分析,确定增压系统为关键耗能单元(㶲损占比68.13%)。采用敏感性分析与Box-Behnken设计,优化压缩机吸气压力(1.8~2.5 MPa)、吸气温度(6~20℃)、排气压力(4.8~6.0 MPa)及空冷器出口温度(35~55℃)4个参数,构建二次多项式回归模型(R2=0.9963,预测误差<0.9%),并通过方差分析验证模型显著性(P<0.0001)。结果优化后最佳参数组合为:吸气压力2.5 MPa、吸气温度6.03℃、排气压力4.8 MPa、空冷器出口温度55℃,单位产品气消耗㶲降至6.35 kJ/m^(3),不可逆㶲损减少5104.68×10^(4)kJ/h。经济效益分析表明,年节能量达1.134×10^(7)kW·h,CO_(2)减排2100 t,投资回收期6~7个月。结论结合㶲分析与响应面法,可在无须设备改造的前提下实现天然气处理厂增压系统节能优化。揭示了压缩机压力参数对㶲损的非线性影响机制,提出参数敏感性排序(排气压力>吸气压力>吸气温度>空冷器温度),为现场调控提供理论依据,兼具经济效益与环境效益。未来可进一步研究复杂工况下的动态适应性、多能源耦合影响机制及实时调控技术,以提升模型的工业普适性。
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关键词
天然气处理厂
㶲分析
响应面法
工艺参数优化
节能
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Keywords
Natural gas processing plant
Thermodynamic analysis
Response Surface Methodology
Optimization of process parameters
Energy conservation
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分类号
TE64
[石油与天然气工程—油气加工工程]
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