劉 勇，左京勇

（新地能源工程技術(shù)有限公司，河北 廊坊 065000）

在能源形勢日益嚴(yán)峻和環(huán)境保護(hù)觀念日益加強(qiáng)的情況下，如何高效合理地利用能源成為我國能源發(fā)展的重中之重。微型燃?xì)廨啓C(jī)具有體積小、配置靈活、啟停迅速、可遠(yuǎn)程控制檢測等特點(diǎn)，可在城市、郊區(qū)、農(nóng)村乃至偏遠(yuǎn)山區(qū)安裝使用，非常適合像油田這樣供能需求分散的廠區(qū)對熱電聯(lián)供的要求。

文章通過闡述轉(zhuǎn)油放水站的工藝流程和存在的問題，結(jié)合案例，對微型燃?xì)廨啓C(jī)分布式供能系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析。

1 轉(zhuǎn)油放水站的生產(chǎn)流程及運(yùn)行過程存在的問題

1.1 轉(zhuǎn)油放水站的生產(chǎn)流程

轉(zhuǎn)油放水站屬于油田開發(fā)中地面工程的一部分。轉(zhuǎn)油站主要是給油（液）補(bǔ)充能量，以便將其輸送到集中處理站。放水站是將含水較高的原油分離出大部分游離水，并將低含水原油和含油污水分別輸往原油脫水站和污水處理站。為了便于管理，通常將轉(zhuǎn)油站和放水站合建在一處。

轉(zhuǎn)油放水站的主要工作流程是將從計(jì)量間輸送過來的原油通過分離緩沖游離水脫除器（又叫“三合一”）進(jìn)行油、氣、水的三項(xiàng)分離，然后由“二合一”熱水爐對分離后的水進(jìn)行加熱，加熱后的水通過摻水泵或熱洗泵送入油田用于摻水降稠或洗井清蠟；分離后的天然氣經(jīng)過天然氣除油器裝置，輸送至天然氣增壓站；分離后的原油，送入脫水站進(jìn)一步予以脫水處理。

轉(zhuǎn)油放水站的工藝流程圖如圖1所示。

1.2 “二合一”熱水爐運(yùn)行過程存在的問題

在轉(zhuǎn)油放水站整套設(shè)備體系中“二合一”熱水爐屬于明火設(shè)備，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性較大，出現(xiàn)的事故和問題也較多。

（1）熱水爐加熱的水中雜質(zhì)較多，長時(shí)間運(yùn)行時(shí)后熱水爐內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重，進(jìn)而降低其運(yùn)行效率。通常，運(yùn)行5年以上的熱水爐運(yùn)行效率只有65%左右，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益較差。

（2）被加熱水水質(zhì)較差，熱水爐內(nèi)的水管腐蝕嚴(yán)重。熱水爐內(nèi)正常運(yùn)行時(shí)，在爐內(nèi)會存儲一定量的污油，熱水爐內(nèi)的水管一旦被燒漏容易引燃污油，導(dǎo)致熱水爐燃燒或爆炸。

（3）熱水爐運(yùn)行溫度控制難度較大。熱洗工藝通常要求80℃的熱水，而熱水爐運(yùn)行壓力較低，一旦供水水溫超過90℃極易發(fā)生汽化，造成水泵報(bào)警停機(jī)，在冬季運(yùn)行時(shí)極容易造成大面積凍井事故。

（4）轉(zhuǎn)油放水站一般設(shè)置多臺熱水爐，自動(dòng)化程度較低，運(yùn)行時(shí)間段需要有人值守，運(yùn)行成本較高。另外，部分老舊熱水爐的燒嘴采用人工點(diǎn)火，風(fēng)險(xiǎn)較大。

圖1 轉(zhuǎn)油放水站的工藝流程示意圖

（5）熱水爐的煙囪腐蝕嚴(yán)重，熱水爐火焰越小，燃燒越不充分，煙囪的腐蝕越嚴(yán)重。使用5年以上的熱水爐，煙囪根部都會出現(xiàn)不同程度的腐蝕。

通過充分利用微型燃?xì)廨啓C(jī)分布式供能系統(tǒng)，可以較好地解決上述問題。

2 微型燃?xì)廨啓C(jī)的優(yōu)勢

微型燃?xì)廨啓C(jī)主要的功能是通過燃?xì)馊紵苿?dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。在微型燃?xì)廨啓C(jī)后設(shè)置有煙氣-水換熱器，可降低排煙溫度，實(shí)現(xiàn)能源梯級利用，提高系統(tǒng)的能源利用效率。

微型燃?xì)廨啓C(jī)尺寸較小，可成撬安裝，安裝空間要求小，施工和安裝成本相對較小，比較適合在轉(zhuǎn)油放水站這樣站內(nèi)空地較小的廠區(qū)設(shè)置。部分新一代微型燃?xì)廨啓C(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

由表1可知，微型燃?xì)廨啓C(jī)的排煙溫度通常低于300℃，原油的自燃點(diǎn)在380～530℃，排煙溫度低于原油的自燃點(diǎn)。因此，避免了因?yàn)閾Q熱器水管泄露至煙氣中導(dǎo)致原油燃燒的情況發(fā)生，也降低了因換熱器泄露導(dǎo)致油田停產(chǎn)的可能性。

煙氣-水換熱器通常選擇管殼式換熱器，該換熱器可作為承壓設(shè)備，因而，通常在熱水進(jìn)入換熱器之前，在管道增設(shè)升壓水泵，適當(dāng)加快水在換熱器流速，避免因?yàn)樗魉龠^低導(dǎo)致?lián)Q熱器水管內(nèi)結(jié)垢。相比于“二合一”熱水爐，管殼式換熱器的清洗更為靈活、方便，有利于控制供能系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

微型燃?xì)廨啓C(jī)分布式供能系統(tǒng)的自動(dòng)化程度高，對于熱水溫度可以從燃?xì)饬?、排煙量和進(jìn)水量三個(gè)方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，可避免出現(xiàn)供水溫度高于90℃的情況出現(xiàn)。

微型燃?xì)廨啓C(jī)可遠(yuǎn)程進(jìn)行遙控、檢測和診斷，可實(shí)現(xiàn)多臺集成擴(kuò)容、多臺自動(dòng)并聯(lián)運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)無人值守，降低生產(chǎn)運(yùn)行人員工作強(qiáng)度。另外，由于微型燃?xì)廨啓C(jī)采用低碳燃燒技術(shù)，煙氣中污染物排放量低，有利于環(huán)境保護(hù)。

3 微型燃?xì)廨啓C(jī)供能系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

按照結(jié)合轉(zhuǎn)油放水站的實(shí)際情況，在轉(zhuǎn)油放水站空地上增設(shè)2臺300kW微型燃?xì)廨啓C(jī)及其配套的設(shè)備，具體的工藝流程如圖2所示。

由圖2可知，摻水和熱洗工藝所需的熱水從“二合一”熱水爐回水母管上接出，經(jīng)過增壓水泵送至煙氣-熱水換熱器中，由微型燃?xì)廨啓C(jī)排出的高溫?zé)熂訜岷螅偎椭翐剿蜔嵯垂に嚨墓┧腹軆?nèi)，再由摻水泵和熱洗泵分別送至各自的輸送管網(wǎng)中。增壓水泵選用變頻水泵，使增壓水泵的揚(yáng)程滿足克服管道和設(shè)備的阻力變化需求。

圖2 新增微型燃?xì)廨啓C(jī)分布式供能系統(tǒng)流程示意圖

燃?xì)夤艿烙捎吞飪?nèi)的天然氣母管引出，經(jīng)過穩(wěn)壓罐進(jìn)入天然氣壓縮機(jī)內(nèi)，增壓合格后的燃?xì)膺M(jìn)入微型燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)與空氣混合燃燒，推動(dòng)微型燃?xì)廨啓C(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。燃燒后的煙氣經(jīng)過煙氣-熱水換熱器進(jìn)一步余熱回收，再經(jīng)煙囪排入大氣。

微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)出的電量除自身電力設(shè)備消耗以外，還可以供給轉(zhuǎn)油放水站內(nèi)電力設(shè)備，多余的電量送入油田內(nèi)部電網(wǎng)，供給其他用電設(shè)備。

該次工程采用集裝箱撬裝式微型燃?xì)廨啓C(jī)，所有設(shè)備均可在室外露天放置，這樣可以縮短設(shè)備的安裝周期和減少工程安裝量。

4 結(jié)束語

通過實(shí)際運(yùn)行，微型燃?xì)廨啓C(jī)分布式供能系統(tǒng)可完全滿足轉(zhuǎn)油放水站對消除安全隱患、降低運(yùn)行成本、減少運(yùn)行人員、提高運(yùn)行效率等多方面的要求。微型燃?xì)廨啓C(jī)分布式供能系統(tǒng)具有優(yōu)異的適應(yīng)性和節(jié)能潛力，可以為油田帶來了極佳的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。

表1 新一代微型燃?xì)廨啓C(jī)的主要技術(shù)參數(shù)