經(jīng)明玉 (大慶油田有限責任公司第五采油廠第一油礦,黑龍江 大慶 163513)
油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能措施研究
經(jīng)明玉 (大慶油田有限責任公司第五采油廠第一油礦,黑龍江 大慶 163513)
隨著人類對油氣資源的開采速度不斷加快,油氣集輸系統(tǒng)的建設(shè)也成為一項十分重要的研究課題,也影響著油田的運行成本和經(jīng)濟效益。在當前的油田生產(chǎn)中,要想實現(xiàn)節(jié)能降耗,首先要從油氣集輸系統(tǒng)的能耗分布出發(fā),找出高耗能環(huán)節(jié),并分析出現(xiàn)過量能耗的影響因素,并加以改進。實際上油氣集輸系統(tǒng)的大部分能量消耗不外乎加熱爐耗能、油氣輸送耗能等,只要從改善加熱效率、減少輸送過程中能量散失的角度出發(fā),就可以實現(xiàn)集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗。
油氣集輸系統(tǒng);節(jié)能;措施
社會的發(fā)展總是伴隨著對能源需求量的增大,而隨著人類對油田開采的不斷深入,其開采難度也在不斷增大。油氣集輸系統(tǒng)的研究正是著力于在原油脫水、油氣分離與計量等各個環(huán)節(jié)改善油氣的生產(chǎn)效率,也是油田生產(chǎn)的主要耗能環(huán)節(jié)。我國正處于生產(chǎn)力不斷發(fā)展的時期,改善油氣集輸系統(tǒng)的性能,使得系統(tǒng)效率得到有效提高,對于降低工業(yè)生產(chǎn)的能源成本,保證社會經(jīng)濟的發(fā)展具有很大的意義。因此需要在油氣集輸系統(tǒng)的設(shè)計和測試過程中,研究其能耗分布狀況,發(fā)現(xiàn)過耗的環(huán)節(jié),并采取有效措施改善能源消耗情況。
1.1 油氣集輸系統(tǒng)的能耗分布結(jié)構(gòu)
根據(jù)現(xiàn)目前的油氣集輸系統(tǒng)測試分析,將系統(tǒng)的主要能耗分布進行有效計算和統(tǒng)計,總結(jié)出系統(tǒng)的能耗分布結(jié)構(gòu),對于后續(xù)的節(jié)能措施設(shè)計,具有相當重要的意義。由于系統(tǒng)的整體較為復(fù)雜,在具體的測繪過程中可以將主要管網(wǎng)段進行分段,包含了轉(zhuǎn)油站至脫水站、以及轉(zhuǎn)油站以下的管網(wǎng)部分,前一部分的能量可有兩個站點的介質(zhì)能量差測出,后一部分則可以通過壓降差計算得出。其他部分的能耗則主要包含了加熱爐耗熱、機泵系統(tǒng)耗電以及二段加熱爐耗氣等,只有搞清了系統(tǒng)內(nèi)各部分的能耗分布,才可以有重點地進行能耗設(shè)計。
1.2 油氣集輸系統(tǒng)的能耗現(xiàn)象及問題
油氣集輸系統(tǒng)是現(xiàn)目前原油生產(chǎn)的主要耗能部分,實際上當前的集輸系統(tǒng)主要存在著能耗高和油氣損耗高等兩大問題。在油水處理尤其是加熱處理過程中,由于加熱爐的使用效率等問題而散失了大量的熱量,同時在油氣的處理過程中也會出現(xiàn)大量的油氣揮發(fā)損耗,使得損失進一步加大。
1.3 油氣集輸系統(tǒng)的能耗影響因素
油氣集輸系統(tǒng)的能耗影響因素是多方面的:首先是預(yù)脫水器的分水率,當開采原油的含水量較高時,尤其是在高含水期進行原油開采時,很容易出現(xiàn)原油加熱沉降脫水耗能大幅度增加的情況,而這些熱量都隨著污水的排出被帶走,并沒有得到有效的利用;即使是經(jīng)過脫水后的原油,其也具有一定的含水率,當脫水原油進行加熱時,其含水率越高,加熱處理相同量的原油所需的熱耗也就越大;另外一大重要的影響因素是加熱爐的效率,當加熱爐的熱損耗過大是,也會造成系統(tǒng)能耗過大,影響能源的利用率,經(jīng)過計算測定,當將加熱爐熱量散失控制在5%以下,而排煙熱損失控制在8%以下,且使得排煙溫度低于180℃時,可以更好地提高加熱爐的使用效率。
2.1 提高加熱爐的能耗效率
加熱爐是在原油處理過程中實現(xiàn)摻水、熱洗和脫水的重要供熱設(shè)備,也是油氣集輸系統(tǒng)中重要的能耗源,因此為了達到節(jié)能減排的生產(chǎn)目標,必須提高加熱爐的燃燒效率。首先在設(shè)計系統(tǒng)和采購設(shè)備時,就應(yīng)當選擇高效的加熱爐,只有優(yōu)質(zhì)高效的加熱設(shè)備才可以做到減小生產(chǎn)耗氣量;或采用真空加熱爐,并對加熱爐的實時運行狀況進行計算機監(jiān)控,控制加熱爐的運行,使各項參數(shù)處于最佳狀態(tài),以減少不必要的熱損失;而加熱爐的燃燒器是燃料能否充分燃燒的關(guān)鍵,空氣過剩系數(shù)較大時,加熱爐由氣體所帶走的熱量太大,難以保證燃燒效率,當空氣過剩系數(shù)太小時,由于燃料不能得到充分的燃燒,也難以保證燃燒效率。另外,在加熱爐的使用過程中,還應(yīng)當注意定期維護,加熱爐工作一段時間以后,其工作介質(zhì)污水容易礦化結(jié)垢,二區(qū)防腐保溫層也容易出現(xiàn)腐蝕失效,因此必須在日常維護工作中加強除垢清晰以及保溫層修復(fù)工作。
2.2 改進油氣輸送技術(shù)
在油氣集輸系統(tǒng)中,還有相當一部分能耗產(chǎn)生在輸送過程中,因此可以通過油氣輸送技術(shù)的改進來節(jié)省能耗。在高含水期進行原油開采時,采用原油降溫集輸技術(shù)是一個很好的辦法。所謂降溫技術(shù),就是指對于含水率超過一定范圍的原油,將伴熱輸送改為摻液輸送,可以顯著降低輸送成本,并簡化加熱系統(tǒng)。另外,在海洋石油開采過程中,由于海底輸送管道的鋪設(shè)投資巨大,且維護工作復(fù)雜困難,因此產(chǎn)生了一項名為油氣混輸?shù)男滦图夹g(shù)。油氣混輸是指在油氣水未經(jīng)分離的情況下,直接通過輸送機泵經(jīng)過海底隧道進行輸送,到終端工廠智慧再進行分離處理,這樣便可以有效節(jié)省海洋平臺的建設(shè)投資,節(jié)省能源消耗和經(jīng)濟、技術(shù)成本,具有很強的推廣意義。
總而言之,油田的油氣集輸系統(tǒng)是直接關(guān)系到生產(chǎn)效益的重要組成部分,在設(shè)計和建設(shè)過程中一定要從節(jié)能降耗的角度出發(fā),最大程度上節(jié)省油田的生產(chǎn)成本。尤其是在提高綠色節(jié)能生產(chǎn)的當今社會,改善油田高污染生產(chǎn)的傳統(tǒng)模式,實現(xiàn)綠色節(jié)能,無論是對于油田生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展,還是國民經(jīng)濟的持續(xù)增長都具有十分重要的作用。本文僅針對現(xiàn)目前油田生產(chǎn)中存在的一些有待改進的耗能現(xiàn)象,提出了一些改進措施,對于油田生產(chǎn)的改進具有一定的參考意義。
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經(jīng)明玉(1989-),女,籍貫四川省涪陵縣人,2012年畢業(yè)于綏化學(xué)院,2015年畢業(yè)于東北石油大學(xué),本科文化,現(xiàn)在大慶油田有限責任公司第五采油廠第一油礦工作.