馬云龍

摘 要：本文主要是分析了對(duì)油田原油集輸系統(tǒng)的能源消耗情況，從幾個(gè)重要方面介紹了一些主要的節(jié)能降耗技術(shù)，本文還針對(duì)現(xiàn)有的問題，提出了降低原油集輸系統(tǒng)能源消耗的措施，期以為生產(chǎn)運(yùn)輸實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：油田；原油；集輸系統(tǒng)；節(jié)能；措施

1 原油集輸系統(tǒng)耗能分析

1.1 機(jī)泵

各類輸水、輸油泵是原油集輸處理過程中的主要用電負(fù)荷，因此成為節(jié)電的主要控制對(duì)象之一。影響離心泵效率的因素主要有以下兩點(diǎn)：一是因揚(yáng)程、吸程管道配置不合理，管道阻力大等因素造成離心泵運(yùn)行時(shí)的能量損失較大；二是泵的選取偏離正常工況，形成較大的富余量，致使水泵效率偏低。

1.2加熱爐

加熱爐是油氣集輸工藝中不可缺少的專用設(shè)備。原油脫水和外輸、摻水、冬季取暖以及管線伴熱等流程均需要加熱爐進(jìn)行提溫加熱，因此它也成為聯(lián)合站最主要的耗氣設(shè)備。加熱爐的耗氣量主要與被加熱介質(zhì)的量、加熱前后的溫差和加熱爐的效率有關(guān)。。

1.3生產(chǎn)工藝

在油田低、中含水期的開發(fā)階段，大多數(shù)聯(lián)合站主要采用兩段脫水工藝。這種流程雖有利于提高油氣分離、脫水速度及效率，但要消耗大量熱能。當(dāng)油田進(jìn)入特高含水開發(fā)期后，由于進(jìn)站原油液量大、含水率高，若仍采用井場(chǎng)高含水原油進(jìn)站后直接進(jìn)行加熱升溫、沉降等傳統(tǒng)工藝措施，不僅使加熱爐的熱負(fù)荷增大，而且有相當(dāng)一部分的熱能消耗在污水的加熱升溫等環(huán)節(jié)，造成了大量的不必要的能源浪費(fèi)。

2 主要的節(jié)能降耗技術(shù)

2.1 變頻調(diào)速技術(shù)

由于生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)是根據(jù)油田實(shí)際開發(fā)情況的發(fā)展而作出相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化。變頻調(diào)速技術(shù)是一種以改變電機(jī)頻率來達(dá)到電機(jī)調(diào)速目的的技術(shù)。變頻調(diào)速節(jié)能控制裝置的特點(diǎn)是效率高，沒有因調(diào)速而帶來附加的轉(zhuǎn)差損耗，調(diào)速范圍大，精度高，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，而且容易實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制和閉環(huán)控制。由于其具有卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果，可改善現(xiàn)有設(shè)備的運(yùn)行工況，提高系統(tǒng)的安全可靠性和設(shè)備利用率，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，被視為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載交流調(diào)速節(jié)能的理想方法。

2.2 選用高效加熱爐

影響加熱爐的工作效率主要是由加熱爐類型、燃燒器、空氣系數(shù)、排煙溫度和爐體散熱損失等因素控制。例如，分體相變加熱爐的性能特點(diǎn)是通過利用水的相變傳熱原理而獲得很高的傳熱系數(shù)。系統(tǒng)內(nèi)的中間介質(zhì)水，在封閉狀態(tài)下運(yùn)行極少損失，系統(tǒng)處于無氧無垢狀態(tài)運(yùn)行，從而其工作壽命更長(zhǎng)久。蒸氣發(fā)生器與管殼式換熱器上下安裝，因依靠重力作用可實(shí)現(xiàn)水的蒸發(fā)、冷凝、回落、再蒸發(fā)的自然對(duì)流。同時(shí)爐體也可提供較高的飽和蒸汽，因而可達(dá)到減少換熱器體積，提高加熱介質(zhì)溫度等目的，且運(yùn)行時(shí)無需外界動(dòng)力，運(yùn)行成本較低。

2.3 降低熱損失

2.3.1 減少原油散熱損失

為保證輸油溫度、防止管線凝油，集輸系統(tǒng)的輸油管線，以及儲(chǔ)油罐等輸送和貯存設(shè)備均安裝有伴熱管線或伴熱盤管等輔助設(shè)施，另外各類污水罐的收油管線也安裝有伴熱流程。因此，降低加熱損失、提高系統(tǒng)的伴熱效率也是實(shí)現(xiàn)聯(lián)合站節(jié)能降耗的一個(gè)重要方面。要做好加熱爐爐體、三相分離器、電脫水器、原油儲(chǔ)罐、污油罐以及各類輸油管線的保溫工作，盡可能減少散熱量。

2.3.2 降低加熱爐排煙熱損失

排煙溫度和排煙量是影響加熱爐排煙熱損失的主要因素。排煙溫度越高、排煙量越大，排煙熱損失就越大。加熱爐運(yùn)行時(shí)要保持合適的空氣過剩系數(shù)，空氣過剩系數(shù)越大，會(huì)造成爐膛出口溫度升高，而煙氣量增加，會(huì)引起排煙損失增加和加熱效率的降低。合理地控制空氣過剩系數(shù)，可以將加熱爐的運(yùn)行熱效率提高5%～10%，燃料消耗降低15%以上。目前加熱爐的自動(dòng)燃燒器可通過變頻或機(jī)械調(diào)節(jié)手段，從而實(shí)現(xiàn)空氣過剩系數(shù)的自動(dòng)控制。

2.4 合理使用化學(xué)藥劑

目前，原油集輸系統(tǒng)使用的化驗(yàn)藥劑主要有破乳劑、反相破乳劑、絮凝劑、殺菌劑等。雖然藥劑使用只作為其他處理技術(shù)的輔助手段，但是卻對(duì)技術(shù)的應(yīng)用效果起著重要的作用。為了最大限度的降低藥劑的消耗量，一方面需要針對(duì)不同油品，定期開展破乳劑的篩選和配伍試驗(yàn)，不斷的提高原油脫水效率；另一方面還需要根據(jù)不同的處理液量、進(jìn)液性狀以及生產(chǎn)工況，對(duì)加藥點(diǎn)、加藥濃度和加藥周期等進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

2.5 優(yōu)化運(yùn)行工藝

2.5.1 游離水預(yù)脫除

游離水預(yù)脫除技術(shù)是指在集中處理站通過增加游離水脫除器、三相分離器等設(shè)施，對(duì)高含水的進(jìn)站來液，在常溫下進(jìn)行分離、沉降，使部分游離水分出，直接進(jìn)入污水處理部分。分離后的低含水原油再進(jìn)行加熱，可減少總的熱負(fù)荷，從而達(dá)到降低熱能消耗的目的。

2.5.2 夏季停運(yùn)伴熱系統(tǒng)

根據(jù)原油脫水處理和外輸時(shí)所要求的運(yùn)行溫度，針對(duì)夏季高溫季節(jié)（6月至10月），可靈活采用停運(yùn)聯(lián)合站內(nèi)原油管線和儲(chǔ)油罐的伴熱流程等措施。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)推行效果來看，這種即時(shí)合理的舉措既保證了油品溫度、未發(fā)生凝油現(xiàn)象，又節(jié)省了大量的電能和天然氣的消耗。

2.6 信息化技術(shù)應(yīng)用

可以在站內(nèi)安裝自動(dòng)化控制系統(tǒng)，將原油脫水、污水處理、生化處理等生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵控制點(diǎn)及時(shí)遠(yuǎn)傳至中心控制室，快速準(zhǔn)確地反映出各個(gè)生產(chǎn)過程中的運(yùn)行參數(shù)，并且對(duì)其參數(shù)進(jìn)行必要的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，使生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)更加合理。同時(shí)還應(yīng)結(jié)合儲(chǔ)油罐液位、污水罐以及高低液位報(bào)警的預(yù)警響應(yīng)措施，確保各生產(chǎn)系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定地運(yùn)行，最大程度上提高運(yùn)行效率。

3 原油集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗措施

3.1 新建原油集輸?shù)孛婀こ袒蚶险竟に嚫脑?/p>

根據(jù)處理規(guī)模和功能，確定適宜的工藝流程。在選擇耗能設(shè)備時(shí)既要能滿足最高負(fù)荷的需要，同時(shí)還要兼顧低負(fù)荷時(shí)的合理運(yùn)行。

3.2 加強(qiáng)新型、高效化學(xué)藥劑的篩選和研發(fā)

低溫破乳劑的研發(fā)可降低原油脫水處理的溫度，從而縮小了加熱爐的提溫幅度，甚至可有效減少加熱環(huán)節(jié)，最終到達(dá)降低加熱爐能耗的目的。所以低溫破乳劑的合理使用具有顯著的節(jié)氣效果。另外，乳化降黏和減阻技術(shù)的研究，既可降低原油輸送中的能耗，又可解決原油沉降罐中乳化層堆積的問題，減少乳化層不斷循環(huán)造成的系統(tǒng)混亂。

3.3 應(yīng)用新型的節(jié)能設(shè)備

隨著節(jié)能型設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步，在滿足生產(chǎn)需要的前提下逐步采用新型、高效節(jié)能設(shè)備代替現(xiàn)有高耗能設(shè)備，或者采用節(jié)能技術(shù)對(duì)高耗能設(shè)備進(jìn)行改造，用于達(dá)到節(jié)能增效的目的。

3.4 廢物資源化技術(shù)的推廣

集輸系統(tǒng)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的含油污泥、污水余熱、加熱爐煙氣余熱等，均可作為資源進(jìn)行回收利用。

3.5 不斷提高生產(chǎn)運(yùn)行管理水平

先進(jìn)的生產(chǎn)管理方法是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能增效的關(guān)鍵措施。要結(jié)合日常油田生產(chǎn)的具體狀況以及其實(shí)際技術(shù)工藝流程的工作特點(diǎn)，進(jìn)一步調(diào)整細(xì)化生產(chǎn)運(yùn)行模式，深入摸索系統(tǒng)內(nèi)在變化規(guī)律，并在可預(yù)測(cè)的范圍內(nèi)制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，有效減少或避免因盲目管理造成能源和資源的浪費(fèi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

集輸系統(tǒng)是油田開發(fā)的骨干工程，也是重要的安全防護(hù)系統(tǒng)。要進(jìn)一步提高集輸系統(tǒng)的能源利用率，應(yīng)通過動(dòng)力合理匹配、燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)、實(shí)施流程再造、改善基礎(chǔ)設(shè)施、淘汰落后裝備和工藝技術(shù)等措施，提高節(jié)能降耗的能力，促進(jìn)油田集輸系統(tǒng)整體效率的提高。

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