技术改进助力联合站节能降耗
时间:2019-08-24 10:29
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油田开发是一项复杂 的工程,随着开发 工作的进行,后期 的油井产能会逐渐 呈下降趋势,与之相反,综合含 水量则不断上升。如此一来,油 田的油气集输处理会损耗更多能 量,如何节能降耗就成为油田开 发工作的重要研究内容。油田采 油管理必须采取措施控制能耗, 提高油田生产效率。
原脱水工艺及问题
杨家坝联合站是在油田开发 初期阶段建立的,其建设工艺采 用是两段脱水,第一段脱水以热 化学沉降为主要原理,包括沉降 脱水和加热井排来液,将原油加 热到 60℃,再进行大罐重力、油 气分离,实现沉降脱水。第二段 排水以电化学为主要原理,在第 一段脱水的基础上,对原油施以 再加热,实现电脱水。第一段脱 水的效率较高,能够实现原油的 快速脱水、脱气,适宜开采初期 使用,尤其适用于粘度高、质量 重的原油处理。虽然两段脱水的 有效性较高,但容易造成能源损 耗问题。开采后期,一段加热脱 水会极大消耗能源,加之原油本 身的含水量较高,加热炉会难以 负荷突然增加的能耗。同时,加 热污水时,能耗浪费情况会更加 严重,极大降低了热能的有效利 用率,带来更多不必要的浪费。
联合站能耗严重
杨家坝联合站是集输系统的 重要组成部分,发挥着不可替代 的作用。联合站在实现其功能性 的过程中,会消耗一定的能源, 包括燃油(原油)、天然气、柴 油、水、电。其中,消耗量最大的是原油、天然气,占比超过五 分之四;其次是电能,电能为第 二位的消耗品,约占总能耗的 17%;其余能源的消耗量较小, 仅占 3% 左右。联合站的能耗会 随着原油的开采数量增多增加, 降低联合站的生产成本必要从降 低能耗入手。通过上述比例可 知,要想有效降低能耗,就必须 采取相应措施较少燃料和电能的 损耗。
改进脱水工艺
改进脱 水工艺的关键在于 降低热炉的燃料消耗,实现这一 目标可从两方面进行,其一是降 低脱水温度,其二是减少高含水 量原油的一次加入量。改进脱水 工艺,行之有效的方法就是在后 期增加常温脱水工艺。常温游离 水脱除的原理为:当含水量超出 70% 时,原油的乳状液连续相为 水,水的粘度决定了油滴的上浮 速度,温度与水的粘度关系不大, 因而油水重力沉降受温度变化的 影响较小。据此,开发后期可在 井排来液中加入破乳剂,增加油 井中的游离水含量,进而在进展 温度下,将分水器,也就是常温 游离水脱除器置入其中,进行快 速沉降,使大量的游离水脱出, 降低原油的含水量,再采用其他 方式为原油脱水,并将污水排入 污水站,进行集中处理。
这种工艺具有不耗能的优 势,且能够增加原油处理的密闭 性。另外,容器设计中增加了排 沙装置,能够将来液中的一部分 沙 除 掉, 节 约 了 除 沙 的 资 金 支 出。同时,加热炉盘管通过这种 设计能够减少穿漏次数,使用寿 命得以延长,后期大罐除沙的劳 动强度也能有效降低。常温游离 水脱除工艺也不是尽善尽美的, 也存在一定缺陷,最主要的就是 一次性投资较大,例如完善配套 系统时,每台设备的费用可高达 一百六十万元左右。尽管投资费 用较高,这样的脱水工艺能够极 大 节 约 燃 料 费 用, 每 年 可 超 过 五百万元,因而两年内投资费用 就能收回。同时,由于设备的使 用寿命是十二年左右,产生的收 益较为可观,是一种兼具可行性 与合理性的方法。
如何实现设备节能降耗
杨家坝联合站的原油处理设 备较多,包括油水泵、沉降罐、 蒸汽锅炉等,降低能耗需要提高 这些设备的运行效率,也要提高 这些设备的处理能力。 首 先, 一 般 的 联 合 站 具 有 75% 左 右 的 运 行 效 率, 与 国 内 83% 的 先 进 水 平 相 比 有 一 定 差 距,与同行业的高效炉热效率相 比差距更大。
因而提高炉效尚存 在加大的发展潜力。炉效低主要 是因为铭牌热效率低,同时也与 操作不当导致过剩空气系数和排 烟损失较大有关。为此,联合站 应以高效炉取代低效炉,利用自 动空气调节器控制过剩空气系数, 降低排烟温度,让燃料充分燃烧, 将循环水管、翅片管等加入烟管 内以降低排烟损失。 其次,沉降罐不具备保温功 能,散热时会带来热能损失,不 但使沉降温度降低,还造成了燃 料的额外浪费。联合站应增加沉 降罐的保温效果,在应用常温游 离脱水工艺之后,应尽可能选择 导热系数较小的保温材料。以提 高热能利用率,实现节能降耗的 目标。 另外,油水泵的运行效率直 接影响着电能的消耗量。铭牌效 率低、运行效率低、管网效率低 会增加泵的耗电量。
联合站应根 据生产量的变化,对动力设备进 行适时地更换或调整,以免余量 过大;联合站也应使用新型的高 校油水泵;联合站应将调速技术 应用到油水泵上,确保机泵在运 转过程中的实际排量与转速是相 适应的,从而在保护设备的基础 上,提高系统的运行效率,实现 电能的节约。 经济的发展使得石油资源的 需求量在不断上升,作为有限能 源,石油具有不可逆性和不可再 生的特性,因而开发过程必须尽 可能减少不必要的能源浪费。开 发后期,综合能耗会与原油含水 量成正相关关系,杨家坝联合站 应在脱水环节降低能耗,一方面 降低燃料的消耗,另一方面节约 电能,通过节约资源、降低损耗 实现经济效益的最大化。