浅论油田原油集输系统节能技术与措施

2017-03-18马云龙

科学与财富 2017年4期

关键词：节能原油油田

马云龙

摘要：本文主要是分析了对油田原油集输系统的能源消耗情况，从几个重要方面介绍了一些主要的节能降耗技术，本文还针对现有的问题，提出了降低原油集输系统能源消耗的措施，期以为生产运输实践提供参考。

关键词：油田；原油；集输系统；节能；措施

1 原油集输系统耗能分析

1.1 机泵

各类输水、输油泵是原油集输处理过程中的主要用电负荷，因此成为节电的主要控制对象之一。影响离心泵效率的因素主要有以下两点：一是因扬程、吸程管道配置不合理，管道阻力大等因素造成离心泵运行时的能量损失较大；二是泵的选取偏离正常工况，形成较大的富余量，致使水泵效率偏低。

1.2加热炉

加热炉是油气集输工艺中不可缺少的专用设备。原油脱水和外输、掺水、冬季取暖以及管线伴热等流程均需要加热炉进行提温加热，因此它也成为联合站最主要的耗气设备。加热炉的耗气量主要与被加热介质的量、加热前后的温差和加热炉的效率有关。。

1.3生产工艺

在油田低、中含水期的开发阶段，大多数联合站主要采用两段脱水工艺。这种流程虽有利于提高油气分离、脱水速度及效率，但要消耗大量热能。当油田进入特高含水开发期后，由于进站原油液量大、含水率高，若仍采用井场高含水原油进站后直接进行加热升温、沉降等传统工艺措施，不仅使加热炉的热负荷增大，而且有相当一部分的热能消耗在污水的加热升温等环节，造成了大量的不必要的能源浪费。

2 主要的节能降耗技术

2.1 变频调速技术

由于生产运行参数是根据油田实际开发情况的发展而作出相应的调整和优化。变频调速技术是一种以改变电机频率来达到电机调速目的的技术。变频调速节能控制装置的特点是效率高，没有因调速而带来附加的转差损耗，调速范围大，精度高，可实现无级调速，而且容易实现协调控制和闭环控制。由于其具有卓越的调速性能、显著的节电效果，可改善现有设备的运行工况，提高系统的安全可靠性和设备利用率，延长设备的使用寿命等优点，被视为风机、泵类负载交流调速节能的理想方法。

2.2 選用高效加热炉

影响加热炉的工作效率主要是由加热炉类型、燃烧器、空气系数、排烟温度和炉体散热损失等因素控制。例如，分体相变加热炉的性能特点是通过利用水的相变传热原理而获得很高的传热系数。系统内的中间介质水，在封闭状态下运行极少损失，系统处于无氧无垢状态运行，从而其工作寿命更长久。蒸气发生器与管壳式换热器上下安装，因依靠重力作用可实现水的蒸发、冷凝、回落、再蒸发的自然对流。同时炉体也可提供较高的饱和蒸汽，因而可达到减少换热器体积，提高加热介质温度等目的，且运行时无需外界动力，运行成本较低。

2.3 降低热损失

2.3.1 减少原油散热损失

为保证输油温度、防止管线凝油，集输系统的输油管线，以及储油罐等输送和贮存设备均安装有伴热管线或伴热盘管等辅助设施，另外各类污水罐的收油管线也安装有伴热流程。因此，降低加热损失、提高系统的伴热效率也是实现联合站节能降耗的一个重要方面。要做好加热炉炉体、三相分离器、电脱水器、原油储罐、污油罐以及各类输油管线的保温工作，尽可能减少散热量。

2.3.2 降低加热炉排烟热损失

排烟温度和排烟量是影响加热炉排烟热损失的主要因素。排烟温度越高、排烟量越大，排烟热损失就越大。加热炉运行时要保持合适的空气过剩系数，空气过剩系数越大，会造成炉膛出口温度升高，而烟气量增加，会引起排烟损失增加和加热效率的降低。合理地控制空气过剩系数，可以将加热炉的运行热效率提高5%～10%，燃料消耗降低15%以上。目前加热炉的自动燃烧器可通过变频或机械调节手段，从而实现空气过剩系数的自动控制。

2.4 合理使用化学药剂

目前，原油集输系统使用的化验药剂主要有破乳剂、反相破乳剂、絮凝剂、杀菌剂等。虽然药剂使用只作为其他处理技术的辅助手段，但是却对技术的应用效果起着重要的作用。为了最大限度的降低药剂的消耗量，一方面需要针对不同油品，定期开展破乳剂的筛选和配伍试验，不断的提高原油脱水效率；另一方面还需要根据不同的处理液量、进液性状以及生产工况，对加药点、加药浓度和加药周期等进行动态调节。

2.5 优化运行工艺

2.5.1 游离水预脱除

游离水预脱除技术是指在集中处理站通过增加游离水脱除器、三相分离器等设施，对高含水的进站来液，在常温下进行分离、沉降，使部分游离水分出，直接进入污水处理部分。分离后的低含水原油再进行加热，可减少总的热负荷，从而达到降低热能消耗的目的。

2.5.2 夏季停运伴热系统

根据原油脱水处理和外输时所要求的运行温度，针对夏季高温季节（6月至10月），可灵活采用停运联合站内原油管线和储油罐的伴热流程等措施。依据现场推行效果来看，这种即时合理的举措既保证了油品温度、未发生凝油现象，又节省了大量的电能和天然气的消耗。

2.6 信息化技术应用

可以在站内安装自动化控制系统，将原油脱水、污水处理、生化处理等生产系统的关键控制点及时远传至中心控制室，快速准确地反映出各个生产过程中的运行参数，并且对其参数进行必要的实时监测和控制，使生产运行参数更加合理。同时还应结合储油罐液位、污水罐以及高低液位报警的预警响应措施，确保各生产系统的安全和稳定地运行，最大程度上提高运行效率。

3 原油集输系统节能降耗措施

3.1 新建原油集输地面工程或老站工艺改造

根据处理规模和功能，确定适宜的工艺流程。在选择耗能设备时既要能满足最高负荷的需要，同时还要兼顾低负荷时的合理运行。

3.2 加强新型、高效化学药剂的筛选和研发

低温破乳剂的研发可降低原油脱水处理的温度，从而缩小了加热炉的提温幅度，甚至可有效减少加热环节，最终到达降低加热炉能耗的目的。所以低温破乳剂的合理使用具有显著的节气效果。另外，乳化降黏和减阻技术的研究，既可降低原油输送中的能耗，又可解决原油沉降罐中乳化层堆积的问题，减少乳化层不断循环造成的系统混乱。

3.3 应用新型的节能设备

随着节能型设备的技术进步，在满足生产需要的前提下逐步采用新型、高效节能设备代替现有高耗能设备，或者采用节能技术对高耗能设备进行改造，用于达到节能增效的目的。

3.4 废物资源化技术的推广

集输系统各生产环节产生的含油污泥、污水余热、加热炉烟气余热等，均可作为资源进行回收利用。

3.5 不断提高生产运行管理水平

先进的生产管理方法是实现系统节能增效的关键措施。要结合日常油田生产的具体状况以及其实际技术工艺流程的工作特点，进一步调整细化生产运行模式，深入摸索系统内在变化规律，并在可预测的范围内制定相应的应对措施，有效减少或避免因盲目管理造成能源和资源的浪费。

4 结束语