渤中3-2油田自安装采油平台节能措施

李艳莉 （中海油能源发展采油服务公司，300457）

渤中3-2油田自安装采油平台节能措施

李艳莉 （中海油能源发展采油服务公司，300457）

根据中国节能技术政策大纲（2006年）的要求，渤中3-2油田开发工程设计过程中，本着降低能耗，提高能源利用效率，促进节约能源和优化用能结构，以达到能源开发利用最佳整体效益的原则，从优化采输和处理工艺、采用先进流程、提高自控水平和选用高效节能设备等方面入手，尽量提高我国海洋石油开发工程建设和运行的节能水平。

渤中3-2油田 自安装采油平台节能

渤中3-2油田属年产量较小且周边无在生产油田可依托的边际油田，自安装采油平台是该油田主要海上生产设施，平台在设计中执行国家及相关行业的节能标准，采取了一系列节能措施，如：电热站采用热电联供节能技术，采输及处理工艺优化设计，生产采用先进流程及高效节能设备等，因此能够科学有效地保证油田开发工程实施中的节能效果。

1 渤中3-2油田能源供应状况

渤中3-2油田地质储量及年产量较小，经济生产年限较短，且其周边无在生产油田可依托，可共享的外部资源匮乏。在油田开采年限内，渤中3-2油田产出原油除了完成油田生产及外输需求之外，能够满足自安装采油平台电热站对燃料的需求量。

渤中3-2油田日最大产油量610m3/d，年最大产油量为14.9×104t/a；日最大产液量1830m3/d。

主要工程设施为自安装采油平台，新建隔水导管支撑井口，布置6个井槽，采用电潜泵采油和注水开发方式，电潜泵的动力和控制系统均依靠自安装采油平台支持。井口区通过栈桥与自安装采油平台相连（栈桥长度为5m），各种管线和电缆敷设在栈桥上。

自安装采油平台设有动力系统、生产处理流程、储油舱、通用设备及生活设施等，具备提供生产生活动力和原油处理、储存和外输、人员居住等功能。

2 平台主要耗能

自安装采油平台的主要耗能和换热设备有电热站的锅炉和汽轮机，工艺系统的注水泵、压裂泵、原油换热器、原油加热器、电脱水加热器等，其热效率和热力指标分别如下：

本工程运行的主要能耗包括电热站的燃料消耗，采油电潜泵、油气处理和集输系统泵组的动力消耗，以及油气处理工艺物流加热时的热能消耗。应急发电机和吊机需燃用少量柴油，另外平台上的控制系统、通讯设施、现场照明系统需要消耗少量的电能、热能，包括生产设施的维温、采暖、通风等所需消耗。

3 节能措施分析

3.1 电热站节能技术

根据边际油田的特殊情况，同时考虑油田的燃料适用性，自安装采油平台采用原油加天然气为燃料的蒸汽透平电热站方案。在向平台供电的同时将发电的废热回收利用，向平台的用热设备提供热源，降低了能源的消耗。该方案既可以充分利用油田伴生气，达到节能的目的，而且又能满足不同的伴生气与原油燃料比例，具有较大的油田适用性优势。

电热站还采用了如下的节能技术：

3.1.1 锅炉保温

本平台采用的双工质燃料锅炉具有尺寸小、炉膛燃烧强度大的特点，为节约能源，必须提高锅炉整体的绝热保温性能，并满足重量轻、施工方便、安全可靠的要求。

锅炉炉膛四周采用膜式水冷壁，水冷壁侧及炉底管外的绝热材料选用高铝耐火砖砌筑，保温层选用使用温度800～1000℃的硅酸铝棉成型砖制品，并用硅酸铝棉填缝。外部用密封涂料，保证具有良好的密封性，拐角等接合处采用可塑耐火材料填充，最外层设有可拆式金属护板，便于检查，护板的表面温度≤40℃。

锅炉炉顶用高铝耐火砖吊挂于耐热钢构件上，相互间用耐火水泥粘接，其上覆盖使用温度800～1000℃的硅酸铝棉毡，分层交错铺设，外层的炉顶金属大罩形成炉顶的封闭整体，表面温度≤50℃。

锅炉集箱与管束部分、上下锅筒及过热集箱的保温选用岩棉板砌筑，用岩棉钩缝，外部用金属罩封面，表面温度≤40℃

锅炉燃烧过剩空气量的控制，选用燃烧充分的燃烧器和与之相匹配的调风器，在运行当中实时监测过剩空气量。

3.1.2 管道保温

热力管道保温采用膨胀珍珠岩成型制品，岩棉料连接，外层用玻璃丝布缠绕，表面温度≤40℃，采用保温材料后的热阻为0.00424 W/m·℃。

3.1.3 锅炉排污利用

锅炉连续排污的热水，具有较高的温度和压力，是一种较高能位的余热资源。由于排污水含盐量较高，不能直接利用，因此通过设置排污扩容器，利用扩容蒸发回收部分工质和热量。

3.1.4 汽轮机轴封系统

汽轮机的轴封漏汽、门杆漏汽回收利用于回热系统，在轴封抽气器加热凝结水。

3.1.5 抽真空系统

对抽气器排出的混合气体，进行余热回收利用，在抽气加热器中加热凝结水，减少损失。

3.1.6 补充水系统

将化学补充水从凝汽器补入，使化学补充水在凝汽器中实现初步除氧。当补水温度低于凝汽器排汽温度时（一般除盐水温在20℃左右），补水以喷雾状态进凝汽器喉部，则可以回收利用一部分排汽废热，改善凝汽器的真空，与补入除氧器相比，减少了高能位的抽汽，因而提高了装置的热经济性。

3.2 工艺系统节能技术

在工艺处理流程中设置了多处换热器，充分利用高温物流所含的热能。

考虑到渤中3-2油田原油比重较小，其污水处理系统采用水力旋流器，其分离效率好，除油率可达90%，并具有体积小，质量轻，无运转部件，维修工作量小的特点，达到了降低能耗的目的。

3.3 能源计量器具的配备和设置

渤中3-2采用“多路阀加多相流量计”技术，这种技术具有占地面积小，管线及接口少。自动化程度高，实现自动计量。自动生成报表和历史纪录，操作简单、设备基本免维护，故障率低，所需备品备件少，未来移动平台撤走基本无浪费，通用性高，调试简单的特点。选择这种计量技术无需对油、气、水分离，通过自(手)动的方式轻松实现计量，免去人工导井工序，相对于传统方案，减少了隔水套管支撑井口和移动平台间的工艺接口，减少了工艺流程和设备数量，节省了平台的甲板面积，同时降低了设备的日常操作和维护保养的作业量，达到了降低能耗的目的。

自安装采油平台上电热站的热力系统﹑滑油系统﹑化学水处理系统及燃油系统均设流量计计量，采用检测与自动控制，节约能源。采用螺旋流量计对液体原油流量进行瞬时和累积测量，采用涡街流量计对气态天然气流量进行瞬时和累积测量，选用的流量计要求可以在危险区域直接安装。

3.4 供、变电系统的节电措施

1)发电机采用高效率的封闭循环式冷却形式，减少能源损失，提高能源的利用率。

2)低压配电装置采用无功自动补偿装置，提高系统功率因数，减少线路电能损耗。

3)采用区域供配电，集中管理，以达到节能，减少设备运行成本要求。

4)选用高光效的荧光灯和金属卤化物灯光源，并且对灯具采用电容补偿，提高系统功率因数，减少损耗。

5)对走廊、楼梯等公共场所照明灯具采用声光延时开关控制，做到人走灯灭，节约电能。

6)所有电器均选用国家定点厂家生产的节能型合格产品。

3.5 节约用水及废水的回收利用

为节约用水，注水水源使用处理合格的生产水，冲厕所和冲洗甲板的水都考虑使用海水。

平台电热站的工业用水系统采用开式系统，工业用水来自海水泵抽出的海水，最大用水量大约800t/h。工业用水系采用单母管供水，再由母管接至各工业用水设备。

平台蒸汽锅炉的补水由海水淡化装置将海水通过淡化处理得到淡水，淡水再经电除离子系统后达到锅炉给水的水质标准，最大补水量大约2t/h。

凝汽器为工业用水系统中消耗循环水量最大的设备，凝汽器设计为四流程结构，可以减少用水量，从而降低海水泵的耗功，减少电站用电，节约能源。

3.6 原油储运传输系统的节能降耗措施

在产出物流的输送管线外表面加装保温材料，避免热量的损失。降低物流的粘度，以降低物流储运、传输过程中消耗的能量。

用于油气外运的穿梭油轮艏艉采用桩锚加浮筒形式，降低了安装成本与风险，且安装工艺简单能耗较小。

3.7 机械设计中的节能措施

本工程所有机械设备的选型设计将严格执行国家和行业节能标准，尽可能选择先进的节能产品。

3.8 生活楼舾装的节能措施

生活楼的外围壁均为钢结构。外围壁的内表面及天花板均有相应的防火保温绝缘材料，可以有效地减少热量的散失，节约能源。生活楼的维护结构应做外保温，使墙体和屋顶传热系数满足国家及地方建筑节能设计标准。

4 能耗指标分析

渤中3-2油田开发工程能耗情况计算汇总见下表

渤中3-2油田自安装采油平台工程综合能耗计算表

渤中3-2油田开发工程在正常生产工况下的综合能耗为5.81×107MJ/a，折合成标准煤1.98×103t/a；单位产油量平均能耗为8.95×105kJ/t油，折合成标准煤0.03t/t油。

5 结论

1．渤中3-2油田开发工程在正常生产工况下的综合能耗为5.81×107MJ/a，折合成标准煤1.98×103t/a，单位产油量平均能耗为8.95×105kJ/t油，折合成标准煤0.03t/t油。由于自安装采油平台电热站采用油/气混燃技术，锅炉燃料以油田伴生气为主，在伴生气量不足时燃用原油作为补充，使得油田开采的副产品天然气得以有效利用，提高了油田自产产品的应用程度，项目的用能总量及用能品种均优于传统的原油+柴油方案。

2．在自安装采油平台电热站系统采用双燃料燃烧技术，可年均节省原油6195方，折算为标准煤9155吨，节省燃料费用117万美元 （每桶按30美元计），折合人民币877万元，节能效果明显，经济效益和社会效益显著。自安装采油平台电热站技术合理，项目可行，考虑自安装采油平台在开发BZ3-2油田时热电比较大的特点，从电站运行效率方面分析，采用蒸汽透平主电站较为合理。蒸汽透平主电站由于采用价格低廉的燃料，可以较大幅度的降低经济运行成本，且能耗指标已达到国内先进水平。

3．根据国家节能要求，本着降低能耗、提高能源利用效率、促进节约能源、优化用能结构，以达到能源开发利用最佳整体效益的原则，本项目优化采输和处理工艺、采用先进流程、提高自控水平、选用高效节能设备，尽可能提高开发工程建设和运行的节能水平，设计中除执行国家相关节能标准外，还参照执行石油天然气行业和热力发电行业的相关节能设计标准和规范。

4．本项目所选用的机电产品都执行国家现行有效标准，无国家产业政策限制内的产业序列和规模容量，且无行业已公布限制（或停止）的旧工艺，完全符合海上平台设计、施工及验收的相关标准。

由于自安装采油平台在设计中执行国家及相关行业的节能标准，采取了一系列节能措施，如：电热站采用热电联供节能技术，采输及处理工艺优化设计，生产采用先进流程及高效节能设备等，因此能够科学有效地保证油田开发工程实施中的节能效果。