聯(lián)合站優(yōu)化運(yùn)行方法綜述

孫婉婷，秦　宇，宋　爽

聯(lián)合站優(yōu)化運(yùn)行方法綜述

孫婉婷，秦宇，宋爽

（東北石油大學(xué)，黑龍江大慶 163318）

聯(lián)合站的綜合生產(chǎn)在油氣集輸?shù)纳a(chǎn)環(huán)節(jié)中起著重要的作用，其設(shè)備、流程復(fù)雜，是整個(gè)油氣集輸系統(tǒng)的重要組成部分和主要耗能單元。隨著目前油田開發(fā)步入特高含水期，聯(lián)合站的運(yùn)行成本逐漸增加，聯(lián)合站的能耗對(duì)整個(gè)集輸系統(tǒng)的影響更為明顯。因此，對(duì)聯(lián)合站進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化運(yùn)行研究具有經(jīng)濟(jì)意義。針對(duì)聯(lián)合站的能耗影響因素及問題進(jìn)行分析，并對(duì)國內(nèi)外常見的聯(lián)合站優(yōu)化方式進(jìn)行總結(jié)。

聯(lián)合站；高含水；優(yōu)化

聯(lián)合站的主要功能是集中油田各井產(chǎn)物進(jìn)行原油、伴生氣、采出水的分離，對(duì)分離產(chǎn)物進(jìn)行凈化加工處理達(dá)到油田商品標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)處理得到的油田商品進(jìn)行儲(chǔ)存和外輸。

目前，聯(lián)合站系統(tǒng)的實(shí)際生產(chǎn)流程所經(jīng)的設(shè)備依次為：井口來油—油氣水分離器—加熱爐—三相分離器—電脫水器—增壓泵—加熱爐—穩(wěn)定塔—凈化罐—外輸泵。從基本生產(chǎn)流程可以看出聯(lián)合站系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備多，能耗大［1］。聯(lián)合站中設(shè)備運(yùn)行情況、工藝技術(shù)水平和能源消耗直接影響整個(gè)集輸系統(tǒng)，尤其是現(xiàn)在油田步入特高含水期，聯(lián)合站的運(yùn)行成本增加，影響就更為明顯。因此，對(duì)聯(lián)合站進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化運(yùn)行研究具有經(jīng)濟(jì)意義［2］。

1　聯(lián)合站耗能概述

聯(lián)合站的耗能影響因素主要有油品性質(zhì)、處理液量、綜合含水率、設(shè)備效率［3-4］。具體分析能耗主要問題是［5］：

1）聯(lián)合站中的儲(chǔ)罐設(shè)備一、二次沉降罐、緩沖罐、凈化罐、穩(wěn)定塔等的散熱損失高。故對(duì)儲(chǔ)罐設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)保溫，降低散熱損耗，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗。

2）聯(lián)合站內(nèi)的主要?jiǎng)恿υO(shè)備機(jī)泵，現(xiàn)場多使用的是離心泵，其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的能量損失所耗電能約占供給電能的40%。因此有必要研究如何提高泵機(jī)組的運(yùn)行效率。

3）聯(lián)合站的綜合能耗隨著油田開發(fā)進(jìn)入高含水期大幅上升，總能耗中燃料能耗約占80%以上，電能消耗約占17%。因此，應(yīng)研究改進(jìn)工藝流程，優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，減少聯(lián)合站能耗，以達(dá)到總體節(jié)能降耗的目的。

4）聯(lián)合站內(nèi)的加熱爐是系統(tǒng)的主要耗能單元，在其使用過程中存在排煙損失、不完全燃燒損失、散熱損失等熱損失［6］。因此，有必要采取相應(yīng)措施提高加熱爐運(yùn)行效率、改善運(yùn)行條件達(dá)到節(jié)能降耗目的。

根據(jù)以上聯(lián)合站能耗影響因素及具體問題，從調(diào)研的近年的國內(nèi)外文獻(xiàn)資料來看，對(duì)聯(lián)合站的能耗優(yōu)化主要有工藝優(yōu)化和設(shè)備優(yōu)化兩方面。

2　聯(lián)合站工藝優(yōu)化

2.1氣提原油穩(wěn)定輕烴回收工藝

隨著油田的逐年開發(fā)，輕烴的回收量也在逐年減少。氣提原油穩(wěn)定工藝就是將氣提技術(shù)應(yīng)用到原油穩(wěn)定輕烴回收技術(shù)中，降低原油輕組分的氣壓，使原油氣化并分離［7］。這項(xiàng)工藝取得了很好的效果，增加了輕烴的回收量，同時(shí)提高了經(jīng)濟(jì)效益［8］。

2.2煙氣余熱回收技術(shù)

該技術(shù)就是采用熱管式煙道換熱器將煙氣和水進(jìn)行換熱以回收煙氣余熱［9］。熱管換熱器傳熱系數(shù)高，結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小和金屬材料的消耗少，可拆換維護(hù)和維修簡便，可人為調(diào)節(jié)冷端和熱端面積，抗露點(diǎn)腐蝕能力強(qiáng)。

2.3污水余熱回收利用

油田開發(fā)進(jìn)入高含水期，采出液及污水處理量激增，而油田污水水溫較高，可到80、90℃，對(duì)污水進(jìn)行回收利用可以提高能源回收利用率。在加熱爐前增加換熱器，既可以回收污水余熱也可以減少加熱爐操作成本［9］。

浙江省金華市相繼出臺(tái)了《金華市區(qū)傳統(tǒng)村落保護(hù)專項(xiàng)資金管理辦法》《金華市傳統(tǒng)村落名錄申報(bào)認(rèn)定辦法》《金華歷史文化名城保護(hù)規(guī)劃》《金華市歷史文化街區(qū)管理辦法》等政策。由此可見，金華市政府與社會(huì)各界在保護(hù)傳統(tǒng)村落方面投入了大量的人力、物力。

2.4提高污水處理效果

目前，國內(nèi)外油田提高污水處理效果主要從：物理沉降、過濾、生化處理等三方面進(jìn)行研究。

首先，在物理沉降方面，平穩(wěn)控制污水罐液位，改造污油回收裝置，實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)收油；適當(dāng)調(diào)節(jié)隔油堰版高度，完善罐底排泥設(shè)施，增大污水沉降空間，改善出水質(zhì)［10］。

在過濾段的優(yōu)化上，多采用加藥工藝，定期加入清潔劑并增加沖洗、反沖洗時(shí)間以減少對(duì)濾料的污染，提高過濾效果。膜分離集輸是過濾優(yōu)化方面的新技術(shù)，主要包括微濾、超濾、納濾、反滲透等。冀東油田就利用鈦金屬膜過濾器做三級(jí)過濾，很好地改善了濾后水質(zhì)。

生化工藝處理含油污水需要保證合適、穩(wěn)定的污水溫度。因此，生化工藝優(yōu)化合理的廢水池提升量，確保進(jìn)口溫度低于56℃，脫水溫度穩(wěn)定。同時(shí)，將原有的儲(chǔ)罐保溫結(jié)構(gòu)改為裸罐，以降低生化站進(jìn)口溫度。

3　聯(lián)合站設(shè)備優(yōu)化

分析聯(lián)合站流程中的設(shè)備耗能情況，設(shè)備優(yōu)化主要視針對(duì)流程中離心泵和三相分離器。

3.1離心泵的優(yōu)化

1）根據(jù)流量和量程，更換或切割葉輪；

2）變速調(diào)節(jié)以適應(yīng)排量波動(dòng)，避免節(jié)流損耗；

3）遇排量合適而揚(yáng)程過大時(shí)，拆除葉輪，降低葉輪級(jí)數(shù)；

4）點(diǎn)解拋光過流部件和葉輪外表面，減少摩阻損失，提高泵機(jī)效率；

5）根據(jù)聯(lián)合站處理液量，合理選擇泵機(jī)型號(hào)，使泵的流量、功率、揚(yáng)程等參數(shù)與之匹配［12］。

6）加強(qiáng)離心泵的密封、冷卻、潤滑等方面的維護(hù)與保養(yǎng)。

3.2三相分離器的優(yōu)化

三相分離器是利用油氣水之間不相容和密度差進(jìn)行分離。對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，主要是優(yōu)化分離器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、流場和聚結(jié)元件，提高分離效率［13］。目前，國內(nèi)外對(duì)三相分離器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)主要有以下幾種技術(shù)。

1）旋流預(yù)分離技術(shù)

該技術(shù)可以減少容器內(nèi)氣體分離容積，極大地提高設(shè)備的處理能力并保持氣液界面穩(wěn)定，同時(shí)采取預(yù)分離技術(shù)也提高了油氣水的分離效果。

2）靜態(tài)攪拌器活性水水洗破乳技術(shù)

該技術(shù)能夠加強(qiáng)乳狀液破乳和藥液的混合，改善水利條件，進(jìn)而加快分離效率。

3）強(qiáng)化聚結(jié)材料

強(qiáng)化聚結(jié)材料能夠增加油水兩相的聚結(jié)機(jī)率，穩(wěn)定流態(tài)，從而提高分離效率。

4）兩級(jí)網(wǎng)墊式捕霧裝置

該裝置可有效控制氣中的液率。

5）入口導(dǎo)液管與液體流型自動(dòng)調(diào)整裝置

該方法可以降低油水乳狀液的界面強(qiáng)度，并根據(jù)來液大小自動(dòng)調(diào)節(jié)流型，提高分離效果。

綜上所述，聯(lián)合站節(jié)能降耗的主要方向?yàn)橥ㄟ^簡化、改進(jìn)工藝流程，使用高效化學(xué)藥劑和高效節(jié)能設(shè)備，提高聯(lián)合站處理能力，同時(shí)采用科學(xué)合理的方判斷能量分布和能量利用情況，從而形成整體配套的節(jié)能降耗技術(shù)。

［1］ 馮叔初，郭僎常.油氣集輸與礦場加工［M］.中國石油大學(xué)出版社，2006：213-330.

［2］ 葉大均.能源概述［M］.北京：清華大學(xué)出版社，1990.

［3］ 申士英，邵桂花，吳志雄，等.淺談聯(lián)合站節(jié)能降耗［J］.科技咨詢，2013.

［4］ 于洪良，郭林，宋述生.集輸聯(lián)合站能耗分析及控制措施［J］.理論研究，2011，（2）.

［5］ 陰蘭芳.節(jié)能降耗新技術(shù)在油田的綜合應(yīng)用［J］.節(jié)能技術(shù)，1998.

［6］ Laurance L T.Foaming crudes require special separation techniques. World Oil，193（6）：103-105.

［7］ 劉晶寶.氣提原油穩(wěn)定輕烴回收技術(shù)的應(yīng)用［J］.化工管理，2014，（12）.

［8］ 李信，王金華，葉齊紅.聯(lián)合站輕烴回收裝置的節(jié)能減排潛力分析［J］.遼寧化工，2010（2）.

［9］ 解金良.聯(lián)合站中污水余熱的回收利用［J］.熱能研究，2011（3）.

［10］ 陳立峰，張靚.提高油田污水處理效果方法研究［J］.資源環(huán)境與工程，2011（8）.

［11］ 王林.聯(lián)合站系統(tǒng)節(jié)能降耗途徑分析［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（9）.

［12］ 稅艷，韓大鵬.油田聯(lián)合站節(jié)能降耗措施探討［J］.能源與環(huán)境，2012（12）.

［13］ 張彩虹，張蕾，李寧，等.三相分離器在慶一聯(lián)合站運(yùn)行優(yōu)化分析［J］.遼寧化工，2012（4）.

Review on the optimal operation method of combined station

Sun Wan-ting，Qin Yu，Song Shuang

Integrated production of the combined station plays an important role in the production processes of oil and gas gathering and transferring，its equipment and process is complex.Combined station is an important part of the entire transportation system，and its also the major energy consuming unit.Now，with the oilfield development steps into high water cut stage，the combined station operation cost by gradually increased，The impact of energy consumption on the entire gathering system becomes more obvious. Therefore，the optimal design and optimal operation of the combined station has economic significance.This paper，analysis the energy consumption influence factors and problems of the combined station，at the same time，summarizes common optimization mode of the combined station.

combined station；high water cut；optimization

TM732

A

1003-6490（2016）06-0035-02