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        聯(lián)合站工藝流程優(yōu)化節(jié)能分析

        2011-08-30 06:11:24徐保中雷祥芹強銀花宋慶杰
        科技傳播 2011年17期
        關(guān)鍵詞:集輸加熱爐分離器

        徐保中,雷祥芹,強銀花,宋慶杰

        1.中原油田采油一廠,河南濮陽 457171

        2.中原油田建設(shè)集團公司,河南濮陽 457001

        1 概述

        1.1 中國能源現(xiàn)狀

        能源資源是能源發(fā)展的基礎(chǔ)。新中國成立以來,不斷加大能源資源勘查力度,組織開展了多次資源評價。

        中國擁有較為豐富的化石能源資源,但是,石油、天然氣資源儲量相對不足,另外,中國人口眾多,人均能源資源擁有量在世界上處于較低水平,石油、天然氣人均資源量僅為世界平均水平的1/15左右。

        1.2 文三聯(lián)優(yōu)化前基本情況

        采油一廠文三聯(lián)合站建于1988年,設(shè)計的原油處理能力為150萬噸/年,伴生氣處理量為200萬立方米/日?,F(xiàn)文三聯(lián)實際處理原油30萬噸/年。主要承擔(dān)著文東油田四個采油區(qū)每天550t原油,130萬方伴生氣,8 000方污水的處理與外輸任務(wù)。如今產(chǎn)量只占設(shè)計處理能力的20%,原油產(chǎn)量不斷遞減,含水量大幅度上升,已全面進入高含水開發(fā)期,站庫“大馬拉小車”現(xiàn)象嚴(yán)重,油氣集輸系統(tǒng)的相當(dāng)一部分管網(wǎng)、設(shè)備存在陳舊老化、能耗高、效率低、腐蝕嚴(yán)重等問題,已進入更新高峰期,急需對集輸系統(tǒng)進行優(yōu)化改造,解決以下問題:1)油氣處理設(shè)計能力與實際生產(chǎn)嚴(yán)重不匹配,能源浪費嚴(yán)重,油氣處理成本高;2)站庫設(shè)備投產(chǎn)時間長,老化嚴(yán)重,能耗高、效率低;3)集輸管網(wǎng)腐蝕穿孔頻繁,油氣損失嚴(yán)重,安全和環(huán)保壓力大。

        1.3 集輸優(yōu)化的意義

        隨著油田開發(fā)逐漸進入開采后期,由于原油產(chǎn)量遞減,原油處理工藝高耗低效的矛盾日益突出,如何解決好油田集輸處理能耗問題,使油田保持較低的能耗和運行成本,實現(xiàn)聯(lián)合站系統(tǒng)的節(jié)能降耗,提高油田的整體經(jīng)濟效益是各油田當(dāng)務(wù)之急,對整個系統(tǒng)進行優(yōu)化已經(jīng)迫在眉睫了?,F(xiàn)有聯(lián)合站是一個高耗能系統(tǒng)。一方面是電耗大。整個聯(lián)合站實際上就是一個泵站,站上大功率用電設(shè)備很多都是不間歇的運轉(zhuǎn),但是由于供電系統(tǒng)普遍存在設(shè)備陳舊、效率低下的問題。這直接導(dǎo)致電耗費用占生產(chǎn)成本的比重提高。電耗費用的增加直接影響著成本的降低和效益的提高。通過采用先進技術(shù)和高效設(shè)備,可有效提高用電效率,減少電量消耗,取得節(jié)電量效益。另一方面,天然氣消耗量大。集輸系統(tǒng)中天然氣消耗主要是鍋爐和加熱爐。由于產(chǎn)量的自然遞減,流程的重復(fù)是天然氣大量消耗及浪費的主要原因。通過流程的優(yōu)化改造,減少天然氣的消耗及浪費,能有效提高文三聯(lián)站效。

        2 提高油氣系統(tǒng)集輸效率的有效做法

        采油一廠油氣集輸系統(tǒng)優(yōu)化改造工作中針對文三聯(lián)采用了以下有效做法:

        1)實施油氣處理區(qū)域優(yōu)化、集中處理,縮短處理工藝流程,縮減處理規(guī)模

        堅持生產(chǎn)能力與設(shè)計能力相匹配的原則:實施油氣處理區(qū)域優(yōu)化、集中處理,通過簡化優(yōu)化油氣處理工藝,縮短處理工藝流程,縮減油氣處理規(guī)模,將文三聯(lián)改造為中轉(zhuǎn)站,原油集中輸至文一聯(lián)統(tǒng)一處理,停運部分大能耗設(shè)備,減少能源消耗。降低油氣處理成本。

        2)采用高效節(jié)能設(shè)備,提高設(shè)備設(shè)施運行效率

        采用新工藝新技術(shù)更新改造陳舊老化、能耗高、效率低的油氣處理設(shè)備設(shè)施。重點更新改造鍋爐、外輸泵等主要能耗設(shè)備,并對運行參數(shù)波動的運行設(shè)備采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù),節(jié)能降耗,提高設(shè)備設(shè)施運行效率。

        3 原工藝流程、運行參數(shù)及主要設(shè)施

        3.1 優(yōu)化前流程

        3.2 流程中各環(huán)節(jié)運行參數(shù)

        井排來液每日約8 000方,含水95%,進站溫度38℃~45℃,進三相分離器進行油氣水分離;分離后,油中含水一般為1%~5%,三相分離器來油進加熱爐,加熱到85℃~95℃。然后進脫水器沉降;沉降后進穩(wěn)定塔,提取輕烴,再外輸,處理后外輸原油密度0.828,保證原油外輸含水不超過0.3%。

        3.3 主要設(shè)備

        1)三相分離器8臺(φ3 000×9 610×16);

        2)加熱爐2臺(1 500kW);

        3)脫水器3臺(φ3 000×17 600×16);

        4)穩(wěn)定塔一座(φ3 000×22 600);

        5)原油儲罐5 000m32座;

        6)負(fù)壓機2臺(LYZ30/-0.03-0.4一臺、LG30/-0.05-0.4一臺);

        7)原油外輸泵2臺(DYK100-20*5);

        8)污水罐2座(1 000m3);

        9)污水外輸泵4臺(8SH-6);

        10)立式分離器4臺(φ2 200×12 460×14)。

        4 工藝流程優(yōu)化后新工藝流程、運行參數(shù)及主要設(shè)施

        4.1 優(yōu)化工程后的新流程

        4.2 流程中各環(huán)節(jié)運行參數(shù)

        井排來液每日約8 000方,含水95%,進站溫度38℃~45℃,進三相分離器進行油氣水分離;分離后,油中含水一般為1%~5%,三相分離器來油經(jīng)緩沖塔后由外輸泵打進加熱爐,加熱到50℃ ~60℃外輸。

        4.3 主要設(shè)備

        1)三相分離器8臺(φ3 000×9 610×16);

        2)加熱爐2臺(1 500kW);

        3)原油儲罐5 000m32座;

        4)原油外輸泵2臺(DYK100-20*5);

        5)污水罐2座(1 000m3);

        6)污水外輸泵4臺(8SH-6);

        7)立式分離器4臺(φ2 200×12 460×14)。

        5 效益對比分析

        通過優(yōu)化前后對比,我們不難發(fā)現(xiàn)整個優(yōu)化后的節(jié)能收益主要產(chǎn)生在以下幾個方面:

        1)設(shè)備維護

        改造前:壓縮機每月需加潤滑機油0.34t,年費用為6萬元。脫水器每年的清污和換熱器清洗,加上冷卻泵的零配件費和維護費用,一年需4萬元左右。

        改造后:拆除壓縮機、脫水器、穩(wěn)定塔、冷卻泵。設(shè)備維護費用年節(jié)約資金50萬元。

        2)用電分析

        改造前:文三聯(lián)在建站時,根據(jù)150萬噸的原油年處理量,設(shè)計建造了兩座主配電室(注水和外輸),各配置兩臺800kVA變壓器,以適用站內(nèi)負(fù)荷需要。

        隨著生產(chǎn)形勢發(fā)生變化,油氣產(chǎn)量不斷遞減,原設(shè)計負(fù)荷能力逐漸過剩,站內(nèi)先后有一批動力設(shè)備閑置或停運。尤其是外輸配電室,原設(shè)計負(fù)荷能力800kW,目前實際負(fù)荷210kW,僅為原來的1/4。目前全站電力負(fù)荷約1 300kW,運行兩臺800kVA變壓器完全能夠滿足生產(chǎn)需要,由于變壓器本身損耗較大,配電室內(nèi)的老配電柜等也達不到節(jié)能降耗的要求,故變壓器、配電柜的自損及配電柜的維護也是高消耗點。

        改造后:優(yōu)化工程中,拆除外輸變壓器(800kVA)2臺、墻壁開關(guān)(DW15-1500)2臺;拆除外輸配電室電容儀表柜等14臺開關(guān)柜;安裝5面新配電屏。除完全消除了兩臺變壓器的自損耗電量(兩臺變壓器每天自損耗電量約500度),還節(jié)約了兩臺變壓器的機油、配料等材料及維護費用、室內(nèi)配電柜及其附件的維護費用。僅電量每年可節(jié)約18.2萬度,價值約11萬元。加上材料及維護費用,預(yù)計年創(chuàng)經(jīng)濟效益約30萬元。

        由于停用壓縮機、冷卻泵等用電設(shè)備,拆除外輸兩臺負(fù)荷均為800kW的變壓器,日用電量平均為3 372kW·h,日節(jié)約電量2 844kW·h,年節(jié)約電量103.8060 萬kW·h,年節(jié)資金為70.58萬元。

        3)用氣分析

        改造前:為保障提取輕烴,三相分離器來油進加熱爐,加熱出口溫度控制在85℃~95℃,加熱爐日平均用氣量為1 048m3。工藝優(yōu)化后,緩沖塔每日1 300方左右尾氣進入自用氣系統(tǒng),大大節(jié)約能源。

        改造后:大大降低外輸油溫,保證外輸油能順利輸送至文一聯(lián)即可,加熱爐出口溫度控制在50℃~60℃,現(xiàn)加熱爐日平均用氣量為216m3。日節(jié)約天然氣832m3,年節(jié)約天然氣約為29 9520m3,年節(jié)資金為30萬元。

        總體來看,優(yōu)化工程實施后,從設(shè)備維護費用、節(jié)電和節(jié)氣方面來說取得了較大的經(jīng)濟效益,年節(jié)約資金共150萬元。

        6 節(jié)能改造項目的經(jīng)濟性分析

        系統(tǒng)運行實踐證明:通過把文三聯(lián)進行優(yōu)化流程簡化成中轉(zhuǎn)站后,減少站內(nèi)運行設(shè)備設(shè)施,縮減規(guī)模,有效提高了采油一廠油氣集輸系統(tǒng)技術(shù)水平,生產(chǎn)成本大幅降低。采油一廠的原油集中在文一聯(lián)進行電脫水、穩(wěn)定處理,充分利用了站內(nèi)原有的設(shè)備,使設(shè)備負(fù)荷率上升,設(shè)備效率提高。

        7 結(jié)論

        油田開發(fā)已經(jīng)進入后期,開發(fā)難度逐漸加大,產(chǎn)量也逐漸減少,原設(shè)計能力過剩,集輸優(yōu)化從以下幾方面加大了節(jié)能的力度:1)應(yīng)用節(jié)能控制技術(shù),提高泵類設(shè)備的效率;2)優(yōu)化工藝流程,提高系統(tǒng)整體效率;3)改造老工藝,將能利用的能源回收再利用;4)推廣新工藝、新設(shè)備,降低設(shè)備單機能耗;5)對非連續(xù)運轉(zhuǎn)用電設(shè)備采用“避峰就谷”方式運行。為油田開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展提供了保障。

        [1]徐輝利,孫杰,王莉.淺談國內(nèi)油氣儲運系統(tǒng)中存在問題及對策[J].煉油與化工,2006(1).

        [2]宋承毅.油氣儲運技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與發(fā)展方向[J].石油規(guī)劃設(shè)計,2010(3).

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