集輸站設(shè)備優(yōu)化與研究

劉京鑫

摘 要：本文就集輸站庫主體設(shè)備在使用過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題，對(duì)主體設(shè)備在原油處理中的適應(yīng)性進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)在同種工況條件下不同設(shè)備的運(yùn)行效果，為集輸站庫設(shè)備運(yùn)行效益最大化及設(shè)備的更替選型提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：設(shè)備；適應(yīng)性；分析評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：TE42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）11-0204-01

隨著稠油開采的不斷深入，原油物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的不斷變化，使得原油處理系統(tǒng)的脫水難度加大，不但增加了生產(chǎn)成本，而且對(duì)原油處理設(shè)備適應(yīng)性要求更高，部分主體設(shè)備因原油物理和化學(xué)性質(zhì)的不斷變化，出現(xiàn)能耗大、故障率高、維修頻繁、安全性降低等現(xiàn)象。為了保證主體設(shè)備的安全、可靠、穩(wěn)定，需要對(duì)主體設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化研究、分析，從而達(dá)到節(jié)約電能、蒸汽量、維修費(fèi)和材料費(fèi)，降低原油處理過程中的生產(chǎn)成本的目的。

1 集輸站庫主體設(shè)備存在的問題

1.1 泵存在問題

因稠油開采后期開采量下降，即使稠油泵采用最小頻率進(jìn)行輸送，也無法連續(xù)運(yùn)行，冬季易導(dǎo)致管線因長時(shí)間不進(jìn)行循環(huán)而發(fā)生凍凝。一般多采取間歇啟泵和返輸?shù)姆椒ㄟM(jìn)行處理。

頻繁啟停稠油泵增大了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，啟泵的瞬時(shí)壓力過大，有時(shí)甚至?xí)^外輸管線的最大承受壓力，造成外輸管線的疲勞運(yùn)行，電流驟增還有可能會(huì)造成泵的電機(jī)燒毀。因此外輸管線發(fā)生穿孔滲漏事件增多，除與管線腐蝕有關(guān)，與外輸管線長期高壓運(yùn)行外輸管線也有一定關(guān)系。

1.2 插管式摻熱器存在問題

插管式摻熱器是將高壓節(jié)流后的高溫飽和蒸汽通過蒸汽噴頭直接注入原油的加熱裝置，包括油管線、蒸汽管線和彎型噴頭，高溫蒸汽經(jīng)歷由氣態(tài)變?yōu)檩^低溫度下液態(tài)的相變過程，釋放出大量的熱量，對(duì)原油進(jìn)行加熱和摻水以達(dá)到升溫和降粘的目的。

因蒸汽壓力調(diào)節(jié)不當(dāng)，蒸汽進(jìn)入摻熱管線與原油混合液接觸時(shí)間較短，高溫蒸汽相變不充分。有部分相變蒸汽隨原油進(jìn)入儲(chǔ)油罐，導(dǎo)致混合液持續(xù)加溫，液體汽化使儲(chǔ)罐內(nèi)液體體積膨脹，存在儲(chǔ)罐溢油風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 水泵存在問題

因環(huán)境保護(hù)要求，集輸站庫污水含油率應(yīng)≥600ppm為企業(yè)處理標(biāo)準(zhǔn)，此項(xiàng)為絕對(duì)否定項(xiàng)?，F(xiàn)場使用污水泵型年限較久，相關(guān)參數(shù)與現(xiàn)場實(shí)際不相符，經(jīng)常需要啟雙泵才能滿足外排需求，維修頻繁材料耗損較大，且污水泵電機(jī)與變頻器不匹配，使用時(shí)故障頻發(fā)，存在一定的安全隱患。

2 解決方案及工藝技術(shù)先進(jìn)性

2.1 稠油泵解決方案

稠油泵優(yōu)化選型，需從管線輸液量、原油粘度變化、使用時(shí)間、額定壓力、額定流量、防爆等級(jí)、經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行優(yōu)化選型，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查，最終確定從額定流量及經(jīng)濟(jì)效益著手選型，將型號(hào)為TLB-50/4.0、功率90kW稠油泵更換為型號(hào)為TLBAW-20/4.0、功率45kW稠油泵；將型號(hào)為TLB-50/2.5、功率75kW稠油泵更換為型號(hào)為TLBA-13/1.6、功率11kW稠油泵；將型號(hào)為TLB-80/1.0、功率37kW稠油泵更換為型號(hào)為TLBA-20/1.6、功率18.5kW稠油泵。

選型后的稠油泵滿足了集輸站庫原油持續(xù)外輸及轉(zhuǎn)油的需求，因選型后電機(jī)功率的下降，減少了集輸站庫耗電量，降低了生產(chǎn)成本。

2.2 插管式摻熱器解決方案

由于插管式摻熱器設(shè)備技術(shù)老化，已無法滿足正常生產(chǎn)的工藝要求。因此采用自動(dòng)相變摻熱器取代原有插管式摻熱器，自動(dòng)相變摻熱器是一種將高壓節(jié)流后的高溫飽和蒸汽通過蒸汽噴頭直接摻入原油的加熱裝置，包括摻熱套管和摻熱管，摻熱套管裝在摻熱管上，在摻熱管上有原油進(jìn)口管和原油出口管，在摻熱套管內(nèi)的摻熱管上有蒸汽噴頭，高溫蒸汽經(jīng)歷由氣態(tài)變?yōu)檩^低溫度下液態(tài)的相變過程，釋放出大量的熱量，對(duì)原油進(jìn)行加熱和摻水以達(dá)到升溫和降粘的目的。

選型后的摻熱裝置提高了集輸站庫系統(tǒng)原油加熱過程的安全性，相比原有的插管式摻熱器加熱方式，自動(dòng)相變式摻熱器有以下優(yōu)點(diǎn)：

該裝置采用蒸汽摻熱、閉環(huán)負(fù)反饋、機(jī)械防震等成熟的加熱和控制技術(shù)，選用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、PID自整定控制儀等產(chǎn)品均為油田實(shí)用可靠產(chǎn)品，因此具有安全可靠的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)換熱器換熱相比，該裝置具有功率大、傳熱效率高、適應(yīng)性強(qiáng)，既可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制也可在需要的情況進(jìn)行手動(dòng)操作，而且工藝流程簡單等特點(diǎn)。由于STU自動(dòng)相變摻熱器采用整體安裝方式，撬裝供貨的方式，大大減少了現(xiàn)場施工工作量。自動(dòng)化程度高可以實(shí)現(xiàn)無人職守，降低了運(yùn)行費(fèi)用。與插管式摻熱器相比，自動(dòng)相變摻熱器加熱流程簡單方便，管線布置合理，操作方便，切換流程更容易。

2.3 污水泵解決方案

根據(jù)現(xiàn)場需求，從耐腐蝕、排量、揚(yáng)程、經(jīng)濟(jì)效益方向進(jìn)行選型幾個(gè)方面入手進(jìn)行優(yōu)化選型，將原有輸油離心泵更換為化工流程泵。

選型后的污水泵滿足了集輸站庫污水外排的需求，污水外排通過變頻調(diào)節(jié)單泵運(yùn)行即可滿足生產(chǎn)需求。污水泵耐腐蝕性的提高，減少了泵的運(yùn)行故障，節(jié)約了維修費(fèi)與材料費(fèi)。

3 效果評(píng)價(jià)

（1）稠油泵選型安裝應(yīng)用情況：選型后的稠油泵滿足了集輸站庫持續(xù)外輸以及轉(zhuǎn)油的需求，由于選型后電機(jī)功率相較未選型前降低，減少了處理站耗電量。

（2）摻熱裝置選型安裝應(yīng)用情況：自動(dòng)相變摻熱器選型替代插管式摻熱器安裝后，集輸站庫二段進(jìn)口溫度控制在90℃，未出現(xiàn)汽液混合不均勻，蒸汽相變不充分，蒸汽進(jìn)入儲(chǔ)罐的情況。提高了原油加熱過程的安全性，在集輸站庫生產(chǎn)運(yùn)行中起到了積極的作用。

（3）污水泵選型安裝應(yīng)用情況：污水泵選型安裝使用后，污水泵通過變頻調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)了單泵運(yùn)行時(shí)間在23～24h，使用期間未發(fā)生過故障。

4 經(jīng)濟(jì)效益

稠油泵選型應(yīng)用節(jié)省電量17301度/年，按0.75元/度計(jì)算，節(jié)約1.298萬元；摻熱裝置選型應(yīng)用后節(jié)約蒸汽量1760.31kg/d，按135元/t計(jì)算，年節(jié)約8.674萬元；污水泵選型應(yīng)用節(jié)省電量895185度/年，按0.75元/度計(jì)算，節(jié)約6.714萬元。

5 結(jié) 論

集輸站庫設(shè)備優(yōu)化減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度；滿足了集輸站庫原油轉(zhuǎn)輸、污水外排、原油升溫、油水混合液回收等對(duì)設(shè)備的要求；保障了原油處理整個(gè)過程的安全性和平穩(wěn)性；達(dá)到了節(jié)約電能、蒸汽量、維修費(fèi)和材料費(fèi)的目的，降低了原油處理過程中的生產(chǎn)成本，新技術(shù)的推廣應(yīng)用為其它油田生產(chǎn)單位提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]王子宗.石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2015.

收稿日期：2018-3-15