低能耗技术在原油集输与处理中的应用研究

2020-02-18向薪冀

云南化工 2020年6期

姚楠，向薪冀，赵毅

（玉门油田老君庙采油厂联合站，甘肃酒泉 735200）

作为原油生产的重要环节，原油集输与处理系统也构成能源消耗的主要环节。并且原油处理的主要设备集中于机泵运转、加热炉工作上。原油产量越高，油田开采时间越长，机泵和加热炉能耗还会持续增加，能源利用率也会不断下降［1］。这种情况下，如何使用低能耗技术降低原油集输与处理中的能源消耗成为原油处理的重要课题。

1 原油集输与处理系统能耗分析

1.1 机泵

原油集输与处理系统中输送原油、液体的机泵是电力耗费的最主要机械。在石油处理行业中，转子泵普遍应用，其原理是通过对转子腔体内不同输送单位内固定溶剂的周期性转换完成对石油液体的输送。机泵的选型对能耗情况起到重要作用，需要从处理量、所处位置、能源分布情况等方面选择科学的机泵，并对机泵进行设备改造，最大限度的优化泵效。进而延长设备使用年限，减少设备机械能耗，以较低的能耗完成原油集输与处理。

1.2 加热炉

加热炉也是原油集输与处理的重要设备，不管是原油脱水还是原油掺水，或者在对管线进行伴热处理时都离不开加热炉。加热炉具有较为复杂的内部结构，对性能、质量和标准有较高的要求。在运行过程中耗气量较大，对加热炉的供热要求需要紧密结合原油产量、处理温度、热能传递效率等综合考虑。应该在原油加热处理过程中对加热炉从内部进行工艺优化，较好的调整运行时间，最大限度的提高加热炉效率，这样才可以起到节能效果。

1.3 生产工艺

原油集输与处理过程中消耗的电力能源和热力能源通常是由不同的部分提供，电能来自于电网系统、热能来自于燃料的燃烧释放能量。如果生产工艺不恰当，随着采出液处理量的增加以及含水的增加，系统会出现腐蚀情况，都会对原油处理带来不良影响。因此，在原油集输与处理中选择合适的生产工艺并不断优化，既能够起到节能降耗的效果，也是实现油田高质量发展的必然要求。

2 原油集输与处理系统节能技术分析

2.1 应用变频调速技术

在原油集输与处理系统中，机泵运转常处于最大负荷，通过调整阀门开度可以控制机泵运行效率。但是这种调节方式精确度不高，并且具有一定的延迟性。变频调控技术则以调整电机频率的方式对原油处理量进行输量控制。将此技术应用于原油集输与处理系统时，可以更加精准的进行频率调控，能够显著降低在调控过程中的能量消耗和能源浪费，并且让系统运行更加平稳，进而有利于设备的使用年限和使用周期［2］。

2.2 在处理系统中应用高效的加热炉

对加热炉效率具有影响的主要因素包括：加热炉的类型、加热炉空气系数、加热温度差、加热器性能等。在加热炉研究方面不断取得进步，研发并使用了燃烧、传热、换热技术，有效提高了处理系统的加热炉效率。应用效果较好的加热炉有分体相变加热炉和控热器、真空加热炉等。分体相变加热炉主要通过对水的相变对原油进行热传导，改善加热炉的传热效率。这种加热炉工作环境没有氧气没有结垢发生，在这种工作环境里，能够最大可能的增加热传导系数，也能降低对水分的消耗。分体相变设备的蒸汽发生器、换热器采用上下结构，利用水蒸发、冷凝回落、再蒸发的过程实现对流，既可以提升热换器内的空间利用效率，增强热传导效率，还能够发挥重力和升腾原动力作用完成对流，这就不需要附加动力，进而使处理成本下降。真空加热炉从整体上使加热炉的耗能水平下降［3］，同时减少了水的消耗，并且克服了加热系统容易结垢的难题。

2.3 选择科学的化学药剂

原油集输与处理系统中常用的化学药剂有破乳剂、杀菌剂、助凝剂、pH调节剂、絮凝剂等种类。化学药剂作为原油处理的辅助手段可以显著改善原油处理效果。化学药剂的作用主要分为两大类：结合原油的油品特征选择高效破乳剂，提高原油脱水效果；从原油处理工艺出发，选择适宜的药剂使用浓度和化学药剂用量。当前，油田化学正处于快速发展阶段，对新型药剂的使用不断深入，在若干年后会研发出更多对环境影响小、处理效率高的药剂。如何选择科学的药剂品种、确定合理的加药浓度、优化高效的药剂配方成为原油集输与处理的重要课题。

2.4 改进处理流程和工艺

可以从两个方面优化处理原油集输与处理工艺，如采取游离水预脱除技术、对夏季伴热系统进行调节。前者需要像油气水分离器之类的核心设备使用后才能实现，这些设备利用常温油气水分离、原油脱水沉降技术对原油进行处理，对凝析出的游离水进行加热，能够减少因为加热需要的热量。后者指的是每年的二、三季度在温度较高时，以伴热系统停运方式减少对电能和热能的消耗。