孫齊　孫寶國(guó)　王潔芝

摘 要：藥劑費(fèi)、電費(fèi)和燃料費(fèi)為集油站所消耗的主要生產(chǎn)費(fèi)用。通過對(duì)集油站內(nèi)與此三種費(fèi)用相關(guān)問題的分析研究，指出了影響集油站內(nèi)生產(chǎn)成本的主要因素，并提出一些針對(duì)性的改進(jìn)措施，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

關(guān)鍵詞：集油站，生產(chǎn)費(fèi)用，節(jié)能降耗

Abstract： Pharmacy fees， electricity costs and fuel costs are the major production costs consumed by the petrol filling station. Through the analysis and study of the problems related to these three kinds of expenses in the oil gathering station， the paper points out the main factors that affect the production cost in the oil gathering station and puts forward some targeted improvement measures in order to save energy and reduce consumption.

Key Words： Oil Gathering and Treatment Station； Production cost； Energy-saving；

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，原油生產(chǎn)的投資成本如建筑材料費(fèi)用、新技術(shù)開發(fā)費(fèi)用、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用等日益增加，如何降低投資，增加利潤(rùn)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已成為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的重中之重。

如今，我國(guó)油井開采階段處于中后期，開采出的原油含水率較高，部分地區(qū)已達(dá)到80%以上。一方面，所含的水分會(huì)形成穩(wěn)定的水油乳狀液，增加運(yùn)輸成本，妨礙原油加工。另一方面，水會(huì)溶解原油中的無機(jī)化合物產(chǎn)生不必要的雜質(zhì)，這對(duì)設(shè)備有很強(qiáng)的作用，也會(huì)惡化石油餾出物的質(zhì)量。所以必須進(jìn)行原油脫水，而原油脫水所添加的藥劑費(fèi)、各個(gè)設(shè)備的電費(fèi)和燃料費(fèi)主要構(gòu)成了集油站的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用。因此，節(jié)約能耗，降低成本可從該三大費(fèi)用出發(fā)，提出一些針對(duì)性的措施，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的，這對(duì)國(guó)內(nèi)各集油站均有一定的指導(dǎo)意義。

一、集油站站內(nèi)加藥相關(guān)問題分析

破乳技術(shù)主要用于原油脫水，是一種重要的工業(yè)過程，可通過機(jī)械、電氣和化學(xué)破乳等三種途徑實(shí)現(xiàn)，其中添加化學(xué)破乳劑是最廣泛使用的方法 [1]。在石油工業(yè)中形成的乳狀液主要是水-原油，稱為常規(guī)乳狀液。原油形成連續(xù)相，分散的水滴形成分散相。加入破乳劑后，水滴隨時(shí)間變大。破乳劑在破乳過程中改變了界面性質(zhì)，破壞了表面活性劑穩(wěn)定的乳狀液膜，從而達(dá)到破乳效果。但是化學(xué)藥劑的費(fèi)用昂貴，在集油站經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)用中占了很大比重。添加化學(xué)藥劑主要是為了原油脫水，可對(duì)原油脫水困難的原因進(jìn)行詳細(xì)分析，以探尋節(jié)約藥劑成本的可行性。

1.脫水難的原因[2]

（1）原油品質(zhì)差

原油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、蠟含量高，由于瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、石蠟等這些石油中天然的乳化劑的吸附作用，造成原油破乳脫水困難。

（2）原油乳狀液的復(fù)雜性

油田最常見的乳狀液為油包水型乳狀液，采出水中還常存在水包油型乳狀液。此外，原油中還含有油包水包油型、水包油包水型等復(fù)合乳狀液。原油乳狀液的復(fù)雜性是原油脫水困難的另一個(gè)原因。

（3）生產(chǎn)用劑的多樣性

在油田生產(chǎn)中加入了大量的清防蠟劑、解堵液等表面活性劑，地層中和原油中含有瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、樹脂、石蠟等天然表面活性物質(zhì)。在高溫、高壓作用下，這些表面活性物質(zhì)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生新的表面活性劑，并且新的表面活性劑具有更強(qiáng)的界面張力，原油粘度增大，導(dǎo)致原油破乳脫水困難。

（4）破乳劑使用不當(dāng)

破乳劑的種類有很多種，所針對(duì)的作用物質(zhì)也不同，一方面，使用單一的破乳劑無法達(dá)到預(yù)期的破乳效果[2]，另一方面，原油組成十分復(fù)雜，所添加的破乳劑可能會(huì)與原油中的其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致原油變質(zhì)，因此，選擇合適的破乳劑可以很大程度節(jié)約成本，創(chuàng)造更多的效益。

（5）脫水設(shè)備和脫水工藝落后

目前我國(guó)開采出的原油含水率不斷上升，原油組成也不斷變化，而集油站內(nèi)的脫水設(shè)備和工藝還停留在過去，導(dǎo)致原油脫水達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量下降。

2.對(duì)策分析

（1）定期篩選破乳劑

破乳劑的破乳功能具有單一性，而在油田生產(chǎn)中，原油中的組分會(huì)隨著時(shí)間不斷發(fā)生變化，所以必須定期通過試驗(yàn)選擇合適的破乳劑，并確定添加的破乳劑時(shí)的條件，例如破乳溫度，時(shí)間，藥劑用量等因素[3]，原油的破乳速度隨溫度增加而增加，但是當(dāng)溫度過高時(shí)，原油中的某些組分會(huì)發(fā)生焦化變質(zhì)，浪費(fèi)了能源。因此應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)得到破乳時(shí)的最佳溫度，使得破乳效果最優(yōu)。

可通過控制變量法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如當(dāng)溫度一定時(shí)，研究破乳效果與藥劑用量之間的關(guān)系，當(dāng)藥劑用量一定時(shí)，研究破乳效果與破乳溫度之間的關(guān)系。由于生產(chǎn)過程中不可控因素更多，所以實(shí)驗(yàn)室所得的結(jié)果往往和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的破乳效果有一定的差別，必須定期檢查實(shí)際生產(chǎn)中破乳劑的破乳效果，并控制相關(guān)參數(shù)的變化。

（2）引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，改造生產(chǎn)工藝

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的工藝技術(shù)被革新，我國(guó)的集油站應(yīng)結(jié)合自身的油品特點(diǎn)、生產(chǎn)工藝，廣泛汲取國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，積極引進(jìn)新的脫水設(shè)備，一方面可將電脫水器、油氣分離器、加熱爐、沉降罐等設(shè)備結(jié)合在一起，制成一個(gè)設(shè)備，使破乳流程縮短，以降低由于長(zhǎng)距離輸送的機(jī)械作用所造成的原油重新乳化、高溫高壓造成原油中某些物質(zhì)焦化的概率，增強(qiáng)原油的破乳效果；另一方面，加藥方式可采用PID加注，這種方式的藥劑量可隨液量的變化而變化，使得加藥量更符合罐中原油破乳的需求，既節(jié)約了藥劑又達(dá)到了破乳效果。

應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展各種油水分離和污水處理等各種機(jī)械設(shè)備。主張以工藝流程為主，投加化學(xué)藥劑為輔。因?yàn)榛瘜W(xué)藥劑不但費(fèi)用不菲，而且藥劑之間化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜，可能引起煉廠催化劑中毒，從而縮短了催化劑的使用壽命，導(dǎo)致煉油成本的上升。

二、集油站內(nèi)動(dòng)力消耗費(fèi)用相關(guān)問題分析

集油站內(nèi)的設(shè)備主要是泵機(jī)組[4]，如原油外輸泵用于原油輸送、電脫水泵用于原油處理及污水外輸泵用于污水的處理與外輸，是整個(gè)工藝流程中主要的耗能設(shè)備。如今，節(jié)流調(diào)節(jié)法是控制泵機(jī)組流量大小的主要方法，通過控制出口管線的閥門可連續(xù)改變流量，優(yōu)點(diǎn)是操作方便，增大了泵的揚(yáng)程。但會(huì)增加管路的能耗成本，尤其當(dāng)管路流量較大時(shí)，節(jié)流會(huì)使得管路壓力劇增，使得大部分能耗都損失在管路上。另外，泵排量不匹配，目前我國(guó)的原油采出液含水率較高，而工藝設(shè)備與實(shí)際情況不符，如外輸泵的排量過大，與實(shí)際流量不配套，造成負(fù)荷率偏低，浪費(fèi)了能源，雖然 部分外輸泵已采用變頻調(diào)速技術(shù)，將節(jié)流的損失減少了，但由于參數(shù)不匹配，使得泵機(jī)組不在經(jīng)濟(jì)高效區(qū)工作，系統(tǒng)的節(jié)能效果不佳，反而增加了泵機(jī)組內(nèi)部、電動(dòng)機(jī)的損失。

1.使用變頻調(diào)速技術(shù)

為降低電費(fèi)成本，可根據(jù)集油站的實(shí)際情況，在集油站內(nèi)合理的采用變頻裝置。應(yīng)用變頻技術(shù)[5]可實(shí)現(xiàn)對(duì)流量、壓力等的閉環(huán)控制，解決了由閥門控制流量大小的難題，若能使變頻裝置在高效區(qū)工作，能進(jìn)一步降低各系統(tǒng)耗電，保證生產(chǎn)過程的平穩(wěn)、可靠；變頻裝置還可減少對(duì)設(shè)備的沖擊，減少對(duì)機(jī)泵及球閥的磨損；對(duì)于流量范圍大的機(jī)組，變頻技術(shù)節(jié)能效果尤為顯著。

2.其他優(yōu)化改造措施

可根據(jù)油田生產(chǎn)動(dòng)態(tài)變化及時(shí)對(duì)泵機(jī)組進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)調(diào)整，如采用更換機(jī)泵葉輪，可減少動(dòng)力投入；當(dāng)生產(chǎn)量減少時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換動(dòng)力小的設(shè)備，避免能量浪費(fèi)，反之，更換動(dòng)力大的設(shè)備，如更換新型高效油水泵等。

三、加熱爐燃料費(fèi)用相關(guān)問題分析

集油站中的加熱爐[1][6]在整個(gè)工藝流程中占有重要地位，隨著生產(chǎn)工藝要求的變化，加熱爐的運(yùn)行情況也需隨之變化，這些變化對(duì)加熱爐的影響很大。

1. 影響加熱爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的因素[7]

（1）加熱爐的運(yùn)行負(fù)荷與生產(chǎn)工藝和季節(jié)變化有關(guān)，若加熱爐的運(yùn)行負(fù)荷達(dá)到額定負(fù)荷的70%及以上時(shí)，經(jīng)濟(jì)性得到了保障，又保證了高效率。反之，若加熱爐運(yùn)行負(fù)荷低于額定負(fù)荷的70%時(shí)，則加熱爐的熱效率處于低效率運(yùn)行區(qū)，其熱效率隨負(fù)荷的降低而下降。而國(guó)內(nèi)的大部分加熱爐均處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，浪費(fèi)了能源。

（2）加熱爐被加熱介質(zhì)的含水率

集油站中的加熱爐被加熱介質(zhì)的含水率大大影響著加熱爐的效率，由于水的比熱較高，其中的水分也被加熱會(huì)帶走一部分熱量，增加了能量消耗，而加熱爐中的加熱介質(zhì)又是油水混合物，所以在油水混合物進(jìn)入加熱爐之前應(yīng)先進(jìn)行油水分離，可設(shè)置高效分離器以保證脫水效果，使加熱爐的加熱效果最優(yōu)化。

（3）加熱爐的排煙溫度

排煙溫度的高低直接影響排煙熱損失率的大小。也是影響加熱爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要因素。排煙溫度每降低12～15℃，加熱爐熱效率提高1%。但當(dāng)排煙溫度升高時(shí)，會(huì)使受熱面和水套結(jié)垢，導(dǎo)致后續(xù)的加熱效果變差，增加了能源消耗，所以在運(yùn)行中應(yīng)盡量降低加熱爐的排煙溫度，以充分利用燃料的熱能。

（4）加熱爐的過量空氣系數(shù)

過量空氣系數(shù)和排煙溫度一樣，直接影響著排煙熱損失。它是影響加熱爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)非常重要的參數(shù)。過量空氣系數(shù)每增加0.1，排煙損失就要增加0.5%左右。過量空氣系數(shù)在1.2左右時(shí)，限定值為1.6-2.0[8]。熱效率最大。過量空氣系數(shù)的控制是加熱爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。

目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的集油站采用配有自動(dòng)配風(fēng)調(diào)節(jié)裝置的高效燃燒器，以代替采用人工調(diào)節(jié)檔板方式的老舊設(shè)備。此類燃燒器部分采用了變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，可使過量空氣系數(shù)得到有效控制，實(shí)現(xiàn)了加熱爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.加熱爐運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化研究

（1）優(yōu)化脫水加熱爐的加熱溫度

目前我國(guó)大部分的原油采出液含水度較高，必須進(jìn)行油水分離，即主要將O/W型乳狀液中的分散相分離出來，此時(shí)需要在油水混合物中加入破乳劑，并且加熱爐可以提供一定的溫度，破乳時(shí)溫度升高，混合物的粘度降低，油水界面張力下降，破乳速度加快，優(yōu)化了破乳效果。但是隨著加熱爐的溫度升高，所需提供的燃料熱能也隨著增加，因此，應(yīng)合理控制脫水加熱爐的加熱溫度[9]，找到一個(gè)最優(yōu)溫度，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

（2）優(yōu)化外輸加熱爐出口溫度

外輸加熱爐出口溫度即外輸管道的起點(diǎn)溫度，隨著溫度的升高，原油粘度降低，運(yùn)輸過程中阻力減小，所以要將原油輸送到下一站往往需要加熱，但熱量是由加熱爐燃料燃燒產(chǎn)生的，提供的溫度越高，消耗的燃料越多，投資成本越高，故對(duì)于出口溫度必然存在一個(gè)最優(yōu)值，在保證管道原油正常運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)降低外輸加熱爐的出口溫度，節(jié)約能耗。

3.對(duì)策分析

（1）加強(qiáng)脫水前的油氣水分離，選用高效三相分離器，選擇合適的破乳劑，保證脫水前的油氣水分離效果。

（2）選擇高效燃燒器，采用自動(dòng)配風(fēng)裝置，實(shí)現(xiàn)加熱爐過量空氣系數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)。

（3）根據(jù)生產(chǎn)工藝實(shí)際情況，優(yōu)化加熱爐運(yùn)行工藝參數(shù)，如降低脫水加熱爐加熱溫度和外輸加熱爐的出口溫度，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行。

四、結(jié)束語

本文從生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，成本控制的角度出發(fā)，主要分析了涉及集油站藥劑費(fèi)、動(dòng)力費(fèi)以及燃料費(fèi)相關(guān)的生產(chǎn)工藝和重要設(shè)備存在的主要問題，并針對(duì)具體問題提出了具體性的舉措，以達(dá)到節(jié)能降耗，節(jié)約成本的問題。需要特別的指出的是，涉及到具體的優(yōu)化工藝運(yùn)行參數(shù)時(shí)，必須綜合考慮到整個(gè)集油站、甚至整個(gè)集輸系統(tǒng)的整體效益，需要更進(jìn)一步的深入研究和詳細(xì)論證。

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作者簡(jiǎn)介：

孫齊，男，1988年4月出生于山東省東營(yíng)市。目前就職于中石化勝利油田分公司石油開發(fā)中心有限公司生產(chǎn)技術(shù)科，中級(jí)職稱，主要負(fù)責(zé)集輸及水質(zhì)管理工作。