淺論油田原油集輸系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)與措施

馬云龍

摘 要：本文主要是分析了對油田原油集輸系統(tǒng)的能源消耗情況，從幾個重要方面介紹了一些主要的節(jié)能降耗技術(shù)，本文還針對現(xiàn)有的問題，提出了降低原油集輸系統(tǒng)能源消耗的措施，期以為生產(chǎn)運輸實踐提供參考。

關(guān)鍵詞：油田；原油；集輸系統(tǒng)；節(jié)能；措施

1 原油集輸系統(tǒng)耗能分析

1.1 機泵

各類輸水、輸油泵是原油集輸處理過程中的主要用電負荷，因此成為節(jié)電的主要控制對象之一。影響離心泵效率的因素主要有以下兩點：一是因揚程、吸程管道配置不合理，管道阻力大等因素造成離心泵運行時的能量損失較大；二是泵的選取偏離正常工況，形成較大的富余量，致使水泵效率偏低。

1.2加熱爐

加熱爐是油氣集輸工藝中不可缺少的專用設(shè)備。原油脫水和外輸、摻水、冬季取暖以及管線伴熱等流程均需要加熱爐進行提溫加熱，因此它也成為聯(lián)合站最主要的耗氣設(shè)備。加熱爐的耗氣量主要與被加熱介質(zhì)的量、加熱前后的溫差和加熱爐的效率有關(guān)。。

1.3生產(chǎn)工藝

在油田低、中含水期的開發(fā)階段，大多數(shù)聯(lián)合站主要采用兩段脫水工藝。這種流程雖有利于提高油氣分離、脫水速度及效率，但要消耗大量熱能。當(dāng)油田進入特高含水開發(fā)期后，由于進站原油液量大、含水率高，若仍采用井場高含水原油進站后直接進行加熱升溫、沉降等傳統(tǒng)工藝措施，不僅使加熱爐的熱負荷增大，而且有相當(dāng)一部分的熱能消耗在污水的加熱升溫等環(huán)節(jié)，造成了大量的不必要的能源浪費。

2 主要的節(jié)能降耗技術(shù)

2.1 變頻調(diào)速技術(shù)

由于生產(chǎn)運行參數(shù)是根據(jù)油田實際開發(fā)情況的發(fā)展而作出相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化。變頻調(diào)速技術(shù)是一種以改變電機頻率來達到電機調(diào)速目的的技術(shù)。變頻調(diào)速節(jié)能控制裝置的特點是效率高，沒有因調(diào)速而帶來附加的轉(zhuǎn)差損耗，調(diào)速范圍大，精度高，可實現(xiàn)無級調(diào)速，而且容易實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制和閉環(huán)控制。由于其具有卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果，可改善現(xiàn)有設(shè)備的運行工況，提高系統(tǒng)的安全可靠性和設(shè)備利用率，延長設(shè)備的使用壽命等優(yōu)點，被視為風(fēng)機、泵類負載交流調(diào)速節(jié)能的理想方法。

2.2 選用高效加熱爐

影響加熱爐的工作效率主要是由加熱爐類型、燃燒器、空氣系數(shù)、排煙溫度和爐體散熱損失等因素控制。例如，分體相變加熱爐的性能特點是通過利用水的相變傳熱原理而獲得很高的傳熱系數(shù)。系統(tǒng)內(nèi)的中間介質(zhì)水，在封閉狀態(tài)下運行極少損失，系統(tǒng)處于無氧無垢狀態(tài)運行，從而其工作壽命更長久。蒸氣發(fā)生器與管殼式換熱器上下安裝，因依靠重力作用可實現(xiàn)水的蒸發(fā)、冷凝、回落、再蒸發(fā)的自然對流。同時爐體也可提供較高的飽和蒸汽，因而可達到減少換熱器體積，提高加熱介質(zhì)溫度等目的，且運行時無需外界動力，運行成本較低。

2.3 降低熱損失

2.3.1 減少原油散熱損失

為保證輸油溫度、防止管線凝油，集輸系統(tǒng)的輸油管線，以及儲油罐等輸送和貯存設(shè)備均安裝有伴熱管線或伴熱盤管等輔助設(shè)施，另外各類污水罐的收油管線也安裝有伴熱流程。因此，降低加熱損失、提高系統(tǒng)的伴熱效率也是實現(xiàn)聯(lián)合站節(jié)能降耗的一個重要方面。要做好加熱爐爐體、三相分離器、電脫水器、原油儲罐、污油罐以及各類輸油管線的保溫工作，盡可能減少散熱量。

2.3.2 降低加熱爐排煙熱損失

排煙溫度和排煙量是影響加熱爐排煙熱損失的主要因素。排煙溫度越高、排煙量越大，排煙熱損失就越大。加熱爐運行時要保持合適的空氣過剩系數(shù)，空氣過剩系數(shù)越大，會造成爐膛出口溫度升高，而煙氣量增加，會引起排煙損失增加和加熱效率的降低。合理地控制空氣過剩系數(shù)，可以將加熱爐的運行熱效率提高5%～10%，燃料消耗降低15%以上。目前加熱爐的自動燃燒器可通過變頻或機械調(diào)節(jié)手段，從而實現(xiàn)空氣過剩系數(shù)的自動控制。

2.4 合理使用化學(xué)藥劑

目前，原油集輸系統(tǒng)使用的化驗藥劑主要有破乳劑、反相破乳劑、絮凝劑、殺菌劑等。雖然藥劑使用只作為其他處理技術(shù)的輔助手段，但是卻對技術(shù)的應(yīng)用效果起著重要的作用。為了最大限度的降低藥劑的消耗量，一方面需要針對不同油品，定期開展破乳劑的篩選和配伍試驗，不斷的提高原油脫水效率；另一方面還需要根據(jù)不同的處理液量、進液性狀以及生產(chǎn)工況，對加藥點、加藥濃度和加藥周期等進行動態(tài)調(diào)節(jié)。

2.5 優(yōu)化運行工藝

2.5.1 游離水預(yù)脫除

游離水預(yù)脫除技術(shù)是指在集中處理站通過增加游離水脫除器、三相分離器等設(shè)施，對高含水的進站來液，在常溫下進行分離、沉降，使部分游離水分出，直接進入污水處理部分。分離后的低含水原油再進行加熱，可減少總的熱負荷，從而達到降低熱能消耗的目的。

2.5.2 夏季停運伴熱系統(tǒng)

根據(jù)原油脫水處理和外輸時所要求的運行溫度，針對夏季高溫季節(jié)（6月至10月），可靈活采用停運聯(lián)合站內(nèi)原油管線和儲油罐的伴熱流程等措施。依據(jù)現(xiàn)場推行效果來看，這種即時合理的舉措既保證了油品溫度、未發(fā)生凝油現(xiàn)象，又節(jié)省了大量的電能和天然氣的消耗。

2.6 信息化技術(shù)應(yīng)用

可以在站內(nèi)安裝自動化控制系統(tǒng)，將原油脫水、污水處理、生化處理等生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵控制點及時遠傳至中心控制室，快速準確地反映出各個生產(chǎn)過程中的運行參數(shù)，并且對其參數(shù)進行必要的實時監(jiān)測和控制，使生產(chǎn)運行參數(shù)更加合理。同時還應(yīng)結(jié)合儲油罐液位、污水罐以及高低液位報警的預(yù)警響應(yīng)措施，確保各生產(chǎn)系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定地運行，最大程度上提高運行效率。

3 原油集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗措施

3.1 新建原油集輸?shù)孛婀こ袒蚶险竟に嚫脑?/p>

根據(jù)處理規(guī)模和功能，確定適宜的工藝流程。在選擇耗能設(shè)備時既要能滿足最高負荷的需要，同時還要兼顧低負荷時的合理運行。

3.2 加強新型、高效化學(xué)藥劑的篩選和研發(fā)

低溫破乳劑的研發(fā)可降低原油脫水處理的溫度，從而縮小了加熱爐的提溫幅度，甚至可有效減少加熱環(huán)節(jié)，最終到達降低加熱爐能耗的目的。所以低溫破乳劑的合理使用具有顯著的節(jié)氣效果。另外，乳化降黏和減阻技術(shù)的研究，既可降低原油輸送中的能耗，又可解決原油沉降罐中乳化層堆積的問題，減少乳化層不斷循環(huán)造成的系統(tǒng)混亂。

3.3 應(yīng)用新型的節(jié)能設(shè)備

隨著節(jié)能型設(shè)備的技術(shù)進步，在滿足生產(chǎn)需要的前提下逐步采用新型、高效節(jié)能設(shè)備代替現(xiàn)有高耗能設(shè)備，或者采用節(jié)能技術(shù)對高耗能設(shè)備進行改造，用于達到節(jié)能增效的目的。

3.4 廢物資源化技術(shù)的推廣

集輸系統(tǒng)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的含油污泥、污水余熱、加熱爐煙氣余熱等，均可作為資源進行回收利用。

3.5 不斷提高生產(chǎn)運行管理水平

先進的生產(chǎn)管理方法是實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能增效的關(guān)鍵措施。要結(jié)合日常油田生產(chǎn)的具體狀況以及其實際技術(shù)工藝流程的工作特點，進一步調(diào)整細化生產(chǎn)運行模式，深入摸索系統(tǒng)內(nèi)在變化規(guī)律，并在可預(yù)測的范圍內(nèi)制定相應(yīng)的應(yīng)對措施，有效減少或避免因盲目管理造成能源和資源的浪費。

4 結(jié)束語

集輸系統(tǒng)是油田開發(fā)的骨干工程，也是重要的安全防護系統(tǒng)。要進一步提高集輸系統(tǒng)的能源利用率，應(yīng)通過動力合理匹配、燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化運行參數(shù)、實施流程再造、改善基礎(chǔ)設(shè)施、淘汰落后裝備和工藝技術(shù)等措施，提高節(jié)能降耗的能力，促進油田集輸系統(tǒng)整體效率的提高。

參考文獻：

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