小型分布式智能并網(wǎng)伴生氣發(fā)電
我公司自2021年8月13日項(xiàng)目投產(chǎn)開始,截至2024年3月15日,在子長采油廠陸續(xù)投資13個(gè)井場21臺(tái)伴生氣發(fā)電機(jī)組,利用油井伴生氣進(jìn)行回收發(fā)電。目前機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)正常,累計(jì)發(fā)電量750萬度電,共減排伴生氣約250萬立方。項(xiàng)目運(yùn)行兩年半時(shí)間,無一例安全事故,得到了子長采油廠的好評(píng)。
小型分布式智能并網(wǎng)伴生氣發(fā)電項(xiàng)目原理可分為以下幾步:氣源測定申請(qǐng)、設(shè)備選型、現(xiàn)場施工、設(shè)備安裝調(diào)試、驗(yàn)收投產(chǎn)。
1、氣源測定、申請(qǐng);
核實(shí)氣源的流量、壓力、組分(是否含有H2S),為后期機(jī)組和其他設(shè)備選型提供依據(jù)。向延長油田潔能公司申請(qǐng),井位批復(fù)后和采油廠對(duì)接。
2、井口伴生氣匯集;
每個(gè)井口采用三通設(shè)計(jì),配備不銹鋼球閥,一路作為發(fā)電機(jī)組使用,另一路作為采油廠清蠟、測液面使用。油井口之間采用無縫鋼管或燃?xì)?/span>PE管連接,所有井口匯集在一起,統(tǒng)一連接至氣液分離器,從氣液分離器頂部出氣經(jīng)過燃?xì)膺^濾器后進(jìn)入發(fā)電機(jī)組。
井場管線必須采用電伴熱和保溫,保證冬季管線不會(huì)凍堵。我司采用防爆自控溫伴熱帶,配合防爆接線盒。管線保溫,采用自粘橡塑保溫管。
3、氣液分離器和過濾器;
伴生氣中含有較多的水分和雜質(zhì),為保證機(jī)組正常運(yùn)行,必須配備合適的氣液分離器和過濾器。
我司每個(gè)井場配置4方氣液分離器一臺(tái),分離器內(nèi)部設(shè)置隔板、孔板、絲網(wǎng)捕霧器等內(nèi)件,以提高分離效果,分離器可以去除伴生氣中大量的水分及雜質(zhì)。
每臺(tái)機(jī)組配置兩級(jí)燃?xì)膺^濾器,采用氣液分離和聚結(jié)模式,充分過濾伴生氣中的水分、重?zé)N、石蠟、雜質(zhì)等。


4、伴生氣發(fā)電機(jī)組;
伴生氣發(fā)電機(jī)組作為整個(gè)項(xiàng)目最主要的設(shè)備,該機(jī)組采用了我公司多項(xiàng)專利及國內(nèi)最新技術(shù),確保機(jī)組能夠在伴生氣工況下安全、可靠的運(yùn)行。
油井伴生氣的特性,甲烷CH4含量低,約60%左右,高碳烴含量高,壓力不穩(wěn)定,氣體質(zhì)量不穩(wěn)定。
對(duì)于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組來說,油井伴生氣甲烷值(MN,不是甲烷百分比含量)低,抗爆性差,容易爆震。雖然伴生氣低熱值高,但是機(jī)組排溫高,為了機(jī)組正常使用,在同等排量的前提下,功率輸出反而小,而且伴生氣的壓力和組分隨時(shí)變化,機(jī)組不好控制。
我公司針對(duì)伴生氣工況特別開發(fā)的伴生氣發(fā)電機(jī)組,采用調(diào)整壓縮比和點(diǎn)火時(shí)間,增加氣管路壓力和排溫顯示,增加燃?xì)饪刂齐姶砰y(不是燃?xì)庹{(diào)壓閥)等多項(xiàng)措施,確保機(jī)組正常運(yùn)行。
機(jī)組控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制,閉環(huán)控制多用于大型發(fā)電機(jī)組(濟(jì)柴16V190/20V190,玉柴YC12VC/YC16VC等),調(diào)整時(shí)間短、精度高,但成本高,我司經(jīng)過三年研究,會(huì)同發(fā)動(dòng)機(jī)及ECU廠家,將閉環(huán)系統(tǒng)小型化,并降低成本,成功安裝于我公司伴生氣發(fā)電機(jī)組上,效果非常好,有效的解決了伴生氣氣質(zhì)變化的問題。閉環(huán)控制系統(tǒng)可簡單理解為四步,檢測、調(diào)整、反饋、再檢測,形成一個(gè)閉環(huán)。
5、機(jī)組智能化及并網(wǎng);
隨著國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)+的蓬勃發(fā)展,我公司把傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組控制和互聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合起來,采用國內(nèi)知名品牌"眾智"9系列控制器和HGM366B-4G通信模塊,把機(jī)組數(shù)據(jù)(轉(zhuǎn)速水溫\油壓\燃?xì)夤艿缐毫Γ苓M(jìn)氣歧管壓力\點(diǎn)火提前角\空燃比\排氣溫度等)和10KV電網(wǎng)數(shù)據(jù)(電壓\頻率)負(fù)載數(shù)據(jù)(三相電流\有功功率\無功功率\功率因數(shù)等)上傳到云端,在手機(jī)端和電腦端不但能夠?qū)崿F(xiàn)開機(jī)停機(jī)并網(wǎng)解列等基本操作,而且還具有故障報(bào)警歷史數(shù)據(jù)查詢功能,徹底實(shí)現(xiàn)無人值守,使整個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行智能化、科技化,減少了項(xiàng)目運(yùn)行成本。
6、計(jì)量裝置;
伴生氣發(fā)電計(jì)量方式有兩種,低壓計(jì)量和高壓計(jì)量。低壓計(jì)量方式是計(jì)量電表安裝在機(jī)組發(fā)電機(jī)出口端或變壓器低壓側(cè),高壓計(jì)量方式是計(jì)量電表安裝在變壓器高壓側(cè)。

7、驗(yàn)收投產(chǎn)。
項(xiàng)目安裝調(diào)試完成后,驗(yàn)收分為兩次,第一次由潔能公司及相關(guān)專家進(jìn)行驗(yàn)收,第二次由采油廠相關(guān)科室進(jìn)行最終驗(yàn)收,最終驗(yàn)收通過后,即可投產(chǎn)。
2023年11月7日,國家出臺(tái)《甲烷排放控制行動(dòng)方案》,明確要求強(qiáng)化甲烷綜合利用。促進(jìn)油氣田放空甲烷排放管控,鼓勵(lì)企業(yè) 因地制宜開展伴生氣與放空氣回收利用,不能回收或難以回收的,應(yīng)經(jīng)燃燒后放空。到 2030 年,油田伴生氣集氣率達(dá)到國際先進(jìn)水平。