采油站與發(fā)電站一體化節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)系統(tǒng)

閆龔杰 （華北油田有限責(zé)任公司第五采油廠）

采油站與發(fā)電站一體化節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)系統(tǒng)

閆龔杰 （華北油田有限責(zé)任公司第五采油廠）

為了解決油田采油站的生產(chǎn)問題和彌補(bǔ)采油站能源使用的單一性,達(dá)到節(jié)能降耗的目的，創(chuàng)新地使用了發(fā)電站和采油站的一體化生產(chǎn)系統(tǒng)，就是在原有的采油站基礎(chǔ)上增加建立發(fā)電站。通過發(fā)電站消耗過剩的天然氣產(chǎn)生電力供給采油站使用，同時利用余熱回收系統(tǒng)滿足發(fā)電站的生產(chǎn)、生活需要。發(fā)電站和采油站的一體化模式解決了站壓高的問題，并且發(fā)電站的年發(fā)電量達(dá)到237.6×104kWh，降低了采油站電力成本的消耗，減少了環(huán)境污染。發(fā)電站和采油站的結(jié)合使石油開采行業(yè)避免了高能耗，建立起一個自給自足的生產(chǎn)系統(tǒng)，不需要其他能源的供給就能正常生產(chǎn)。

天然氣發(fā)電機(jī)；余熱回收；節(jié)能創(chuàng)效

車城油田是華北油田采油五廠的主力油田，隨著開發(fā)力度的增加，油井?dāng)?shù)量不斷增加的同時導(dǎo)致伴生的天然氣產(chǎn)量也日益增多，造成了站內(nèi)壓力過高，邊緣井的井口回壓增加的情況。為了保證采油站的正常生產(chǎn)，不得不把天然氣放空燃燒，造成了環(huán)境的污染。通過調(diào)研決定在采油站旁邊增建發(fā)電站，讓天然氣發(fā)電機(jī)消耗伴生天然氣。使用后效果明顯，并且發(fā)電站的發(fā)電量已經(jīng)能夠完全滿足采油站的生產(chǎn)生活需要。發(fā)電站和采油站一體化的生產(chǎn)模式已經(jīng)可以脫離大電網(wǎng)，很適合在偏遠(yuǎn)地區(qū)使用。

1 發(fā)電站在一體化系統(tǒng)中的作用

1.1發(fā)電站對采油站清潔生產(chǎn)的貢獻(xiàn)

天然氣發(fā)電機(jī)組是適應(yīng)世界環(huán)保要求和市場新環(huán)境而開發(fā)的新型發(fā)電機(jī)組。充分利用天然氣或各種有害氣體作為燃料，變廢為寶、運(yùn)行安全方便，具有成本效益高，排放污染低，并適宜熱、電聯(lián)產(chǎn)等優(yōu)點。

1.2發(fā)電站對采油站節(jié)省電力的作用

車城油田的采油站以前需要從電網(wǎng)拉電滿足日常的站內(nèi)及站外的生活用電、設(shè)備用電，現(xiàn)在通過天然氣發(fā)電機(jī)就能夠滿足采油站的站內(nèi)外設(shè)備及生活用電，實現(xiàn)了自給自足，打造了綠色環(huán)保的生產(chǎn)模式。采油站和發(fā)電站一體化，為采油站節(jié)省了電力消耗。發(fā)電站自動化程度高，操作簡單，維修方便，從啟動到并網(wǎng)耗時短，故障率低。這種發(fā)電站與采油站一體化的模式脫離大電網(wǎng)的束縛，適合運(yùn)用在一些天然氣資源豐富但電力資源緊缺的偏僻地區(qū)。

1.3發(fā)電站對采油站循環(huán)水伴熱系統(tǒng)的作用

1.3.1 余熱回收系統(tǒng)簡介

天然氣發(fā)電機(jī)目前燃料的能量只有約35%被發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)化為電能,約有30%隨廢氣排出，25%被發(fā)動機(jī)冷卻水帶走,通過機(jī)身散發(fā)等其他損失約占10%左右[1],廢氣和換熱器損失的功率比有用功還多。占燃?xì)獍l(fā)動機(jī)燃料近55%熱值的排氣余熱和冷卻水余熱資源基本上被浪費(fèi)掉，因此，安裝了高效的煙氣余熱回收裝置。

余熱回收系統(tǒng)主要由以下部分組成:天然氣發(fā)電機(jī)排煙控制及保護(hù)部分；針形管余熱回收裝置；導(dǎo)熱介質(zhì)輸送部分；用能單元交換部分。

1.3.2 天然氣發(fā)電機(jī)余熱供暖和洗浴

天然氣發(fā)電機(jī)發(fā)電時產(chǎn)生的煙氣高達(dá)600℃。煙氣通過特制的針形管余熱回收裝置加熱從采油站過來的循環(huán)水,循環(huán)水加熱后輸送回采油站。采油站利用發(fā)電機(jī)余熱加熱后的循環(huán)水供給采暖和洗浴及其他日常生活使用。

1.3.3 天然氣發(fā)電機(jī)余熱供給伴熱

采油站的伴熱循環(huán)水通過泵把水輸送到余熱回收裝置中的針形管中，高溫的煙氣排出發(fā)電機(jī)的同時加熱針形管，針形回環(huán)管里的循環(huán)水就被加熱后再輸送到各個三管伴熱單井用于各個單井的伴熱，加熱集輸管道中的原油，增加流動性，避免管道堵塞的情況發(fā)生。

1.4采油站對發(fā)電站的作用

以前發(fā)電主要采用的能源是煤和柴油，既污染環(huán)境也給車城油田的生產(chǎn)成本帶來了巨大壓力?，F(xiàn)在發(fā)電站充分利用采油站生產(chǎn)的清潔能源——天然氣，實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，解決了煤和柴油發(fā)電帶來的巨大成本問題。

2 應(yīng)用效益

2.1解決站壓高和環(huán)保問題

采油站以前天然氣過剩導(dǎo)致站壓升高，從而各個單井的管線壓力升高，不利于油在管線中的運(yùn)輸；因此，不得不把大部分氣體通過套管排放掉，無形中造成了能源的損失。現(xiàn)在利用天然氣發(fā)電機(jī)把天然氣這種清潔能源變廢為寶，給車城油田創(chuàng)造效益的同時減少了環(huán)境污染，實現(xiàn)了真正的清潔生產(chǎn)。如果不使用天然氣發(fā)電機(jī)，每天浪費(fèi)的天然氣按每立方米0.4元計算，每天損失4400元，1年就損失160.6萬元。

2.2脫離大電網(wǎng)

發(fā)電站與采油站一體化后脫離了大電網(wǎng)的束縛，發(fā)電站發(fā)的電就可以維持生產(chǎn)的正常運(yùn)行。以前，每年檢修及意外停電的時候，采油站的生產(chǎn)基本處于癱瘓狀態(tài)。發(fā)電站的建成，保障了采油站各個設(shè)備的正常運(yùn)行，保證了采油站的開井率和開井時率。采油站每年要有2次大的電器線路檢查即春檢和秋檢，按每次電路檢查停電12 h計算，采油站2次檢查就會減少原油產(chǎn)量，2次電路檢修就要損失140萬元。每年各種原因?qū)е碌耐ｋ姶蟾庞?次左右，這樣1年就損失490萬元。采油站有了發(fā)電機(jī)就能確保在停電時照常生產(chǎn)，減少了由于停電躺井造成的損失。

2.3充分利用發(fā)電站的余熱

采油站利用發(fā)電機(jī)余熱加熱后的循環(huán)水供給采暖和洗浴及其他日常生活使用。

生產(chǎn)上，現(xiàn)在采油站的加熱爐與發(fā)電站的3臺發(fā)電機(jī)的余熱回收裝置串聯(lián)。由于目前的余熱回收系統(tǒng)的高效運(yùn)行，采油站內(nèi)的加熱爐基本處于停運(yùn)狀態(tài)，即使是在冬季也幾乎不需要啟動加熱爐?？恐l(fā)電站的余熱回收系統(tǒng)采油站的循環(huán)水溫度基本在80℃左右，完全能夠滿足站上的生產(chǎn)需要。按照目前實際工作狀況進(jìn)行效益計算，停用加熱爐每天節(jié)約天然氣3200 m3，這些天然氣用來發(fā)電可創(chuàng)造年效益190萬元，可見余熱回收系統(tǒng)節(jié)約的成本是顯著的。余熱回收系統(tǒng)既節(jié)約了能源，又節(jié)省了成本，同時安全環(huán)保，減少了碳化物和有害氣體的排放，可最大限度地節(jié)能降耗。

通過建立發(fā)電站和采油站的一體化模式，效果顯著，達(dá)到了發(fā)電站和采油站自給自足的生產(chǎn)模式。發(fā)電站的年發(fā)電量達(dá)到237.6×104kWh，除去維修成本盈利可以達(dá)到392.4萬元，利用發(fā)電站的煙道余熱回收可以節(jié)約140萬元，利用油井伴生的天然氣每年可以節(jié)約150.6萬元。

3 結(jié)論

車城油田已實施了天然氣發(fā)電機(jī)熱電聯(lián)新技術(shù)，效果顯著。天然氣發(fā)電機(jī)和采油站有效的結(jié)合能節(jié)能降耗,投入少、見效快,減少環(huán)境污染。

◇發(fā)電站和采油站熱電聯(lián)結(jié)合的技術(shù)解決了天然氣豐富導(dǎo)致站內(nèi)高的問題；

◇利用天然氣這種清潔能源避免了老辦法造成的天然氣浪費(fèi)并利用天然氣創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益；

◇解決了站內(nèi)循環(huán)水加熱的問題；

◇發(fā)電站的發(fā)電量就能夠滿足采油站的日常生產(chǎn)需要；

◇一體化的模式脫離了大電網(wǎng)的束縛，更適合天然氣資源豐富但電力資源緊缺的偏僻地區(qū)或海上地區(qū)。

[1]戚濤,志勇.天然氣發(fā)電機(jī)煙氣余熱利用技術(shù)在油氣田場站的應(yīng)用[J].節(jié)能,2006（10）:52-54.

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10.3969/j.issn.2095-1493.2016.08.010

2015-12-18

（編輯 李珊梅）

閆龔杰，2011年畢業(yè)于西南石油大學(xué)（石油工程專業(yè)），從事采油工作，E-mail:zwg814@163.com,地址：河北省華北油田有限責(zé)任公司第五采油廠，052360。