王妍麗
【摘 要】原油加熱是油氣集輸泵站在處理原油過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),其決定著原油含水指標(biāo)的完成和原油管道外輸?shù)陌踩椒€(wěn)運(yùn)行,在實(shí)際生產(chǎn)中由于加熱爐油耗較高,換熱效率較低,生產(chǎn)的正常運(yùn)行受到影響。本文針對(duì)加熱爐在實(shí)際生產(chǎn)中存在的不足進(jìn)行了詳細(xì)分析和論述,并在生產(chǎn)中采用直摻式換熱器給原油加熱,降低了噸油成本,提高了換熱效率。
【關(guān)鍵詞】超導(dǎo)爐;噸油成本;螺旋板換熱器;直摻式換熱器
0.概述
坨二站擔(dān)負(fù)著6個(gè)采油隊(duì)及四礦的來液處理任務(wù),日處理液量2.6萬立方米,日外輸合格原油2700噸(原油含水率≤0.8%),日外輸污水2.3萬立方米,日外供天然氣7萬立方米,是勝采廠集油氣分離、原油脫水、原油外輸、污水處理等功能的規(guī)模最大的聯(lián)合站。坨二站主要處理工藝為熱化學(xué)沉降脫水法,井排來液經(jīng)過加熱爐加熱后進(jìn)入穩(wěn)定塔,然后經(jīng)過三級(jí)沉降進(jìn)入凈化油罐,最后外輸。
在集輸泵站原油處理過程中,原油加熱是一個(gè)重要的環(huán)節(jié),其決定著原油含水指標(biāo)的完成和原油的外輸管道輸送,坨二站先前原油加熱采用燃油加熱爐,日耗油量每天約為5.6~7.8t,運(yùn)行成本約為500多萬元,原油加熱成本每噸為10.3元。
1.因素分析及篩選
影響原油加熱成本的主要因素有兩個(gè):一個(gè)是原油處理工藝,另一個(gè)是供熱方式。
1.1原油處理工藝
坨二站處理的原油來液溫度低,原油加熱時(shí)需要的熱量較多、燃料消耗多,經(jīng)脫水泵輸送的二級(jí)沉降罐的凈化原油經(jīng)加熱爐加熱后出口溫度達(dá)到70~80℃左右,基本滿足破乳劑的脫水溫度,經(jīng)過分析后認(rèn)為原油處理工藝不是影響燃油費(fèi)用的主要因素。
1.2供熱方式
坨二站原油加熱之前主要采用燃油超導(dǎo)爐,用于給經(jīng)二級(jí)沉降罐的脫水原油提供熱量,燃油超導(dǎo)加熱爐以凈化原油為燃料油,燃料油來自凈化油外輸管線。通過分析發(fā)現(xiàn)采用加熱爐供熱方式存在的問題是加熱爐耗燃油量大,按年處理原油53.4萬噸,加熱自用油計(jì)1884t, 原油價(jià)格按每噸2274元折算,年燃油費(fèi)用高達(dá)428.4萬元,運(yùn)行成本較高。因此供熱方式是造成燃油費(fèi)用高的主要因素。
2.制定措施及實(shí)施
2.1措施成本預(yù)算
針對(duì)供熱方式不合理,導(dǎo)致燃油費(fèi)用高的問題,我們采用了萬達(dá)電廠的蒸汽代油技術(shù),利用蒸汽換熱器代替站內(nèi)現(xiàn)有的燃油加熱爐,并增加一套蒸汽換熱器,利用蒸汽代替燃油超導(dǎo)加熱爐給脫水原油加熱。
2.2措施實(shí)施
根據(jù)生產(chǎn)需要在現(xiàn)場(chǎng)安裝投產(chǎn)了螺旋板式換熱器,代替燃油加熱爐給脫水原油加熱。蒸汽換熱器投產(chǎn)運(yùn)行后,我們對(duì)換熱器的運(yùn)行情況進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn):3~8月份蒸汽換熱器運(yùn)行良好,效率一直維持在75%以上,加熱成本每噸在4.8元以下,加熱成本低于燃油超導(dǎo)爐的加熱成本每噸10.3元。自9月份開始換熱效率急劇下降,效率僅60%左右,換熱器出口溫度最低在70℃以下,不能滿足原油脫水的要求。
2.3技術(shù)分析改進(jìn)
換熱器出口溫度降低,我們經(jīng)過分析認(rèn)為是換熱器結(jié)焦。首先,坨二站污水中含碳酸氫根,在溫度發(fā)生變化時(shí)易產(chǎn)生碳酸鈣結(jié)垢,碳酸鈣屬微溶性鹽,隨溫度的升高,其溶解度降低,結(jié)垢性增強(qiáng);污水水垢中腐蝕產(chǎn)物較多,該水垢及腐蝕產(chǎn)物附著在換熱表面,容易造成膠粘物質(zhì)的聚集及附著。其次,坨二站熱源蒸汽溫度為180℃,采出液含聚而且含水為10~20%,聚合物在高溫或富含F(xiàn)e3+下會(huì)發(fā)生交聯(lián)形成不溶于水的聚合物。
為解決換熱器結(jié)焦的問題,我們經(jīng)過分析決定從減低熱源蒸汽溫度著手,蒸汽進(jìn)口增加一套減溫減壓裝置,來自萬達(dá)熱電蒸汽由通常情況下進(jìn)坨二站時(shí)的溫度180℃,壓力0.95MPa,經(jīng)減溫減壓裝置后降為0.1MPa,120℃的飽和蒸汽后,再進(jìn)入站內(nèi)螺旋板換熱器與站內(nèi)含水原油換熱。但按照減溫減壓的設(shè)計(jì)參數(shù)(0.1MPa,120℃)運(yùn)行一個(gè)多月后,脫水原油溫度下降到80℃以下,換熱效率降至60%以下,所以單純降低進(jìn)口蒸汽溫度不能解決換熱器結(jié)焦的問題,螺旋板換熱器不能適應(yīng)含聚原油的加熱,為此,我們采用直摻式換熱器代替螺旋板式換熱器;針對(duì)螺旋板換熱器結(jié)焦造成加熱溫度不足的問題,我們采用了直摻式換熱器加熱原油的方法,即在脫水原油管線增加一套直摻式換熱裝置,裝置主要由一段比進(jìn)口原油管線粗的直管和一個(gè)(在該直管中間位置)末端封堵、中間開無數(shù)小孔的蒸汽管組成,脫水原油從該直管經(jīng)過,跟從無數(shù)小孔中噴出的高溫蒸汽充分混合,吸收蒸汽熱量,溫度升高。控制進(jìn)入直管的蒸汽量可以保證脫水原油達(dá)到所需要的加熱溫度,該換熱器運(yùn)行后效果良好,脫水原油溫度可提高至90℃以上、換熱效率在70%以上,且運(yùn)行維護(hù)方便,操作簡(jiǎn)單,無污染。
直摻式換熱器也存在著一定的問題,即原油含水較高時(shí),由于蒸汽進(jìn)入直摻式換熱器與脫水原油混合不夠均勻,產(chǎn)生強(qiáng)烈水擊現(xiàn)象,造成蒸汽對(duì)管線閥門進(jìn)行嚴(yán)重的撞擊,使法蘭滲油,地面開裂,產(chǎn)生噪聲污染。為此,我們對(duì)直摻式換熱器再次進(jìn)行了改進(jìn),加大直噴裝置的尺寸(改進(jìn)前直徑為DN300、長2m;改進(jìn)后直徑為DN600、長7m),并在直噴裝置后增加了一套穩(wěn)流裝置,同時(shí)通過減壓裝置將蒸汽由0.9MPa減壓至0.25MPa,之后再進(jìn)入直噴式換熱器。改造以后蒸汽與原油混合較為均勻,水擊現(xiàn)象消失,噪音得到消除。
3.結(jié)果分析
3.1指標(biāo)分析
采用直摻式換熱器以后,我們對(duì)2012年4~7月份的原油加熱運(yùn)行情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),從統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析可知,直摻式換熱器加熱溫度能夠滿足脫水原油要求,且換熱效率在70%以上,加熱原油成本平均為每噸5.3元,低于超導(dǎo)加熱爐的原油加熱成本每噸10.3元。
3.2效益分析
蒸汽代油改造的螺旋板式換熱器、換熱器清洗維護(hù)及后期直摻式換熱器改造的成本,均由提供高溫蒸汽的萬達(dá)熱電廠擔(dān)負(fù),坨二站僅按使用蒸汽的熱量與其進(jìn)行結(jié)算,無成本改造費(fèi)用。坨二站使用燃油加熱爐4個(gè)月的運(yùn)行成本(包括:燃油費(fèi)用、耗電費(fèi)用、耗水、耗氣費(fèi)用)為182萬元;2012年4~7月使用的直摻式換熱器運(yùn)行成本93萬元,4個(gè)月節(jié)省加熱成本為182-93=89萬元。
【參考文獻(xiàn)】
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