能耗節(jié)點分析在油田伴生氣加工過程中的應(yīng)用

唐發(fā)坤(大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司， 163000)

能耗節(jié)點分析在油田伴生氣加工過程中的應(yīng)用

唐發(fā)坤(大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司， 163000)

在原油開采過程中通常會伴生有大量的二氧化碳氣體，這種溫室氣體被排入空氣中，加重了溫室效應(yīng)給全球帶來的影響。事實上伴生氣體是有一定利用價值的，在開采原油時可以使用相關(guān)設(shè)備捕捉并將之凈化，壓注入地下以提高油田的石油開采量。當(dāng)然，在加工伴生氣的過程中會消耗大量的動力費用，也正是因為成本高昂限制了我國的伴生氣加工。本文試以能耗節(jié)點分析為研究對象，試探究其在油田伴生氣加工中的具體應(yīng)用。

能耗節(jié)點分析；油田伴生氣；加工過程；應(yīng)用效果

目前，對于油田伴生氣——二氧化碳的加工，主要依托于提純加工裝置來完成，以這一點為入手點，針對環(huán)境溫度因素、原料氣壓力因素進行能耗節(jié)點分析可以大大降低加工成本。能耗節(jié)點分析需要與現(xiàn)實狀況相結(jié)合，制定出更加適宜的對策，以提高油田伴生氣的加工價值。

1 二氧化碳加工中的能耗節(jié)點

在二氧化碳的提純加工中，共涉及到2個能耗要素與8個控制點，2個能耗要素分別為“耗電”要素與“耗油”要素，其中：耗電是指生產(chǎn)用電消耗，其包含了5個控制點，即氨螺桿機、油泵、風(fēng)機、噴淋泵、回流泵；耗油則是指再生用油，其包含了3個控制點，即再生頻率、再生時間、設(shè)備狀況。

梳理這些生產(chǎn)作業(yè)中各控制要點的能耗并進行分析，可以發(fā)現(xiàn)采取如下控制措施可以大大節(jié)省電耗與油耗，降低二氧化碳產(chǎn)品的加工成本：①針對氨螺桿機，可以在夏天保持吸氣壓力為0.2MPa、排氣壓力為1.4MPa、油溫為40～45℃；冬天保持吸氣壓力為0.3MPa、排氣壓力為1.3MPa、油溫為38～41℃。②針對油泵，可保持油壓差在0.15MPa左右，勤加清洗油濾器。③針對風(fēng)機，要綜合考慮機組的壓力與溫度，及時開啟與關(guān)閉風(fēng)機，盡可能地開啟噴淋泵，為機組降溫，縮短風(fēng)機運行時間，以節(jié)省能耗。④針對噴淋機，可將其與風(fēng)機搭配使用，根據(jù)時間狀況配合開啟與關(guān)閉噴淋機，在情況允許的前提下，優(yōu)選噴淋機，以冷卻水降低機組溫度，如此不僅可以降低能耗，所取得的冷卻效果比風(fēng)吹更好。⑤針對回流泵，應(yīng)根據(jù)蒸餾塔頂?shù)臏囟葲Q定何時開啟與關(guān)閉，并且還應(yīng)對回流泵進行定期保養(yǎng)與維護，以免其發(fā)生泄漏問題，此外還應(yīng)注意回流泵不得空載運行。⑥針對再生頻率，應(yīng)該調(diào)節(jié)回流量并對蒸餾塔頂與蒸餾塔底的溫度進行嚴格的控制，對于吸附塔的進氣水分，應(yīng)盡量減少，必要時應(yīng)嚴格執(zhí)行倒塔操作。⑦針對再生時間，應(yīng)基于蒸餾塔溫度為再生尾氣量進行嚴格的控制，同時尾氣壓力應(yīng)保證不得低于1.9MPa；對于導(dǎo)熱油的升溫時間，應(yīng)盡量縮短，以免再生時間過長。⑧針對設(shè)備狀態(tài)，應(yīng)定期做好清洗、維護與保養(yǎng)，諸如油泵和油嘴應(yīng)多加清洗與校驗，爐膛除了需要定期清理還需要定期維護保養(yǎng)，油嘴在有必要時可以根據(jù)再生需求進行更換。

2 能耗節(jié)點的具體分析

2.1 原料氣壓力

在理想狀態(tài)下，若保持溫度恒定，則一定量的氣體其壓力與體積的乘積應(yīng)該是恒量不變的。基于這一理想方程，生產(chǎn)過程中若是原料氣壓力降低，則氣體體積將會膨脹，密度也會變小，所帶來的結(jié)果便是單位時間內(nèi)加工量的減少以及產(chǎn)品能耗的明顯增加。

一般情況下，天然二氧化碳在正常工況下具有4.2～4.4MPa左右的系統(tǒng)壓力，吸附塔的出口流量則為5×103Nm3/h。改變原料氣壓力，使其低于4MPa，并使吸附塔出口流量降低到2.5×103Nm3/h以下，則氨螺桿機組的荷載量將會降低10%左右，供氨量也會減少5%左右。若吸氣壓力能夠達到0.2MPa，則調(diào)節(jié)前后單位產(chǎn)品的能耗基本上可以保持平衡，而螺桿機組每小時節(jié)省的電耗可以達到27kWh，電流也會降低40A。簡單地說，按照工況適當(dāng)調(diào)整操作參數(shù)可以確保不同工況下能耗的有效降低。此外，若是壓力保持不變，則可以利用動力設(shè)備在實際運行中存在的“余量”來減少能耗，一般情況下，在設(shè)計壓力范圍中可以使用雙機來代替淡季，不僅功率可以大大提高，也可以有效節(jié)約水電和柴油的消耗。以華東油氣田下屬的黃橋油田為例，其使用單機運行電動機時，單位(100t)成品氣所消耗的電量要比雙機情況下多1.2×103kWh，耗水量多2t，柴油消耗量多14L。

2.2 環(huán)境溫度

提純與加工二氧化碳的過程，實際上是外部向內(nèi)部施加能量的過程，在生產(chǎn)裝置中循環(huán)利用制冷系統(tǒng)可以為二氧化碳提供冷量、熱量，二氧化碳與其他雜質(zhì)在蒸發(fā)與冷凝的過程中被分離開來，實現(xiàn)去除雜質(zhì)的目的。對于提純裝置而言，外部環(huán)境溫度的變化可以為其生產(chǎn)效率帶來較大的影響，若能充分利用環(huán)境溫度這一要素，則能降低單位產(chǎn)品的能耗。

一般而言，夏季溫度較高，產(chǎn)品能耗會隨之升高，而冬季溫度較低，產(chǎn)品能耗也會隨之降低。1月的產(chǎn)品能耗明顯低于8月的產(chǎn)品能耗，最多時這種差距甚至可以達到50%。若夏季環(huán)境溫度≥30℃，則蒸發(fā)式冷凝器中的冷卻水會大量蒸發(fā)，換熱效果將會顯著下降，單位時間內(nèi)的能耗顯著上升，產(chǎn)品則隨之減少。對比不同環(huán)境溫度下的生產(chǎn)能耗，可以發(fā)現(xiàn)在原料氣壓力與工況均相同的情況下，溫度越高則耗電量越大。假設(shè)水溫≤29℃，氣溫≥34℃，機組電流將會上升10A左右，單位耗電量也會增加大約5kWh；假設(shè)水溫≥33℃，氣溫≥34℃，則單位時間內(nèi)電流上升25A，耗電量增加17kWh。綜上所述，在二氧化碳加工過程中，通過較低的環(huán)境溫度來促進介質(zhì)與介質(zhì)之間的換溫，提高加工效率的同時還能降低加工成本。

3 結(jié)語

能耗節(jié)點分析有助于油田伴生氣加工能耗的有效降低，對加工成本降低有顯著促進效果，油田企業(yè)應(yīng)加以應(yīng)用，為企業(yè)獲得更多的利益。

[1]胡冠珠.通過節(jié)點分析與綜合調(diào)整降低集輸系統(tǒng)能耗[J].石油石化節(jié)能,2013,(09).