小型分布式智能并网伴生气发电

我公司自2021年8月13日项目投产开始，截至2024年3月15日，在子长采油厂陆续投资13个井场21台伴生气发电机组，利用油井伴生气进行回收发电。目前机组运转正常，累计发电量750万度电，共减排伴生气约250万立方。项目运行两年半时间，无一例安全事故，得到了子长采油厂的好评。

小型分布式智能并网伴生气发电项目原理可分为以下几步：气源测定申请、设备选型、现场施工、设备安装调试、验收投产。

1、气源测定、申请；

核实气源的流量、压力、组分（是否含有H2S），为后期机组和其他设备选型提供依据。向延长油田洁能公司申请，井位批复后和采油厂对接。

2、井口伴生气汇集；

每个井口采用三通设计，配备不锈钢球阀，一路作为发电机组使用，另一路作为采油厂清蜡、测液面使用。油井口之间采用无缝钢管或燃气PE管连接，所有井口汇集在一起，统一连接至气液分离器，从气液分离器顶部出气经过燃气过滤器后进入发电机组。

井场管线必须采用电伴热和保温，保证冬季管线不会冻堵。我司采用防爆自控温伴热带，配合防爆接线盒。管线保温，采用自粘橡塑保温管。

3、气液分离器和过滤器；

伴生气中含有较多的水分和杂质，为保证机组正常运行，必须配备合适的气液分离器和过滤器。

我司每个井场配置4方气液分离器一台，分离器内部设置隔板、孔板、丝网捕雾器等内件，以提高分离效果，分离器可以去除伴生气中大量的水分及杂质。

每台机组配置两级燃气过滤器，采用气液分离和聚结模式，充分过滤伴生气中的水分、重烃、石蜡、杂质等。

4、伴生气发电机组；

伴生气发电机组作为整个项目最主要的设备，该机组采用了我公司多项专利及国内最新技术，确保机组能够在伴生气工况下安全、可靠的运行。

油井伴生气的特性，甲烷CH4含量低，约60%左右，高碳烃含量高，压力不稳定，气体质量不稳定。

对于燃气发电机组来说，油井伴生气甲烷值（MN，不是甲烷百分比含量）低，抗爆性差，容易爆震。虽然伴生气低热值高，但是机组排温高，为了机组正常使用，在同等排量的前提下，功率输出反而小，而且伴生气的压力和组分随时变化，机组不好控制。

我公司针对伴生气工况特别开发的伴生气发电机组，采用调整压缩比和点火时间，增加气管路压力和排温显示，增加燃气控制电磁阀（不是燃气调压阀）等多项措施，确保机组正常运行。

机组控制系统采用闭环控制，闭环控制多用于大型发电机组（济柴16V190/20V190，玉柴YC12VC/YC16VC等），调整时间短、精度高，但成本高，我司经过三年研究，会同发动机及ECU厂家，将闭环系统小型化，并降低成本，成功安装于我公司伴生气发电机组上，效果非常好，有效的解决了伴生气气质变化的问题。闭环控制系统可简单理解为四步，检测、调整、反馈、再检测，形成一个闭环。

5、机组智能化及并网；

随着国内互联网+的蓬勃发展，我公司把传统发电机组控制和互联网紧密结合起来，采用国内知名品牌"众智"9系列控制器和HGM366B-4G通信模块,把机组数据(转速水温＼油压＼燃气管道压力＼进气歧管压力＼点火提前角＼空燃比＼排气温度等)和10KV电网数据（电压＼频率）负载数据（三相电流＼有功功率＼无功功率＼功率因数等）上传到云端，在手机端和电脑端不但能够实现开机停机并网解列等基本操作,而且还具有故障报警历史数据查询功能,彻底实现无人值守，使整个项目运行智能化、科技化，减少了项目运行成本。

6、计量装置；

伴生气发电计量方式有两种，低压计量和高压计量。低压计量方式是计量电表安装在机组发电机出口端或变压器低压侧，高压计量方式是计量电表安装在变压器高压侧。

7、验收投产。

项目安装调试完成后，验收分为两次，第一次由洁能公司及相关专家进行验收，第二次由采油厂相关科室进行最终验收，最终验收通过后，即可投产。

2023年11月7日，国家出台《甲烷排放控制行动方案》，明确要求强化甲烷综合利用。促进油气田放空甲烷排放管控，鼓励企业 因地制宜开展伴生气与放空气回收利用，不能回收或难以回收的，应经燃烧后放空。到 2030 年，油田伴生气集气率达到国际先进水平。