油气集输系统节能降耗论文 - 节能降耗论文
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一、油气集输系统节能能耗现状及原因
油气蒸发损耗高主要是在油气处理过程中的挥发和损耗比较严重，需要加大系统密闭，减少能源浪费。其次，油气集输系统的热负荷比较分散、产热设备数量多、运行效率低等是当前油气集输系统能耗严重另一个突出特点，当前油田开发中使用大量加热炉，但是这种设备的运行效率低于70%，是油气集输系统的突出问题。油气系统中存在着超负荷运行和低效的情况，用于油田开发和生产的各种设备，比如锅炉、加热炉注水泵和抽油机等，存在老化现象，缺乏定期和规范的维护和检修，造成主要耗能设备的效率低下，系统可靠性差，造成设备故障、造成停产的事件也时有发生。再者，目前油气集输主要通过采用石油燃料获得热能，生产所需要的电力和动力是由电网提供，由小型锅炉和加热炉提热能，油田开发生产中的用电、用热主要采取分别供给的方式，分布也比较分散，利用率比较低。油田的生产和开发中还存在腐蚀的问题，比如管线穿孔和设备腐蚀等情况，如果没有得到及时处理，可能会造成油气集输系统的无法正常运行，造成重大经济损失，影响运行效益。
二、油气集输系统节能降耗措施及改造方案分析
油气集输系统作为油田开发的重要内容，能耗比重比较大，这个环节中对电能和热能的亏损比较严重，实现此系统的节能降耗能有效减少油田开发中的油田消耗，提高油田开发的运行效益。合理调节动力结构和能源结构，严格把控油气集输的流程，不断优化改造运行参数，加强对设备的检测管理，有利于实现油气集输系统的节能降耗。
1.加热设备的优化改造设计
加热炉是油气集输系统里的主要供热设备，很多因素影响着加热炉的效率，比如炉型结构、炉内的热损失、排烟温度、余热回收和燃烧器等都制约着增加了加热炉的能源消耗。可以应用先进的加热炉节能技术，首先淘汰更新落后的加热炉，推广使用真空加热炉并采用高效的燃烧器，提高热效率；其次要优化加热炉的监控系统，通过监控加热炉运行情况控制各种异常的发生，控制加热炉的运行参数，减少不必要的热损；还可以加强对加热炉的维护、除垢工作，缓解加热炉的损坏情况，采用引射式辐射管改造加热炉结构，实施加热炉涂层减少炉体对外的热散失；最后要努力寻找比燃油更节能的替代品，在水焦浆、水煤浆和油煤浆的基础上，开发应用更新型的燃料。
2.不加热集油和低温集油工艺的运用
在油田开采后期，加热处理含有大量水分的原油会造成能源的浪费，加大生产成本，可以推广应用不加热集油的新工艺。传统的双管掺水技术，虽然具有安全方便的优势，但是需要消耗大量的电能和热能。不加热集油包括单管和双管不加热集油、掺常温水不加热集油、季节性不加热集油和掺低温水不加热集油[1]。油田可以根据自身所处的开发阶段、原油特点、自然条件实施不加热集油工艺，通过取消单管加热流程中的进口热炉和计量站、集输线上的加热炉，简化加热保温系统，降低成本投入并且方便管理。单管不加热是停掺原有掺水管线，是依靠油井生产中的自身压力和温度将油气经过管线运送到计量间；双管不加热集油是在将原有掺水管线停掺的情况下，将此改为集油管线并改造井口和计量间，实现双管同时出油，能够随时回复掺水功能，方便冬季作业；低温水环状不加热集油是指经过一条集油管线将几口油井串联成一个环形集油系统[2]，计量阀组件在环的一端掺水，在另一端把油田生产的油、水、气集中到计量阀组件汇管里，这种技术已经在很多油田大规模使用，具有显著效果。
3.应用热泵回收余热
热泵是基于逆卡诺循环原理的热回收装置，通过载热物体从低温余热中吸收到热量，在温度较高的地方释放热量，可以有效的把低温位热能转化为高温热温能，能够有效回收低温余热，提高能源的利用效率。由于目前很多油田油气集输系统系统含水率较高，同时原油采出液逐年上升，从而造成油田现有设备能力超出一定负荷，无法满足油田生产所需。基于此，笔者针对某油田设备的能耗情况，以降低原油脱水加热能耗为目的，提出将油田集输系统中主要能耗设备原油加热炉替换为吸收式热泵机组，为原油储量系统提供热源。通过上述分析得知，此方案在供热量、温度以及介质性质方面都比较适合油田生产的实际情况，同时通过进一步深入分析发现，此种方案的应用对油田集输系统的节能降耗具有非常显著的效果。
4.应用油气混输技术
油气混输技术是海洋石油业广泛应用的新兴技术，是将未经分离的油、气水介质通过混输泵经海底管道运输到油气水处理终端，再进行综合处理。以往海洋油气集输工艺运用的设备比较多，投资成本比较高，不易管理，整个工艺流程需要经过分离器、外输泵、压缩机和独立的油、气、水管道。油气混输技术只需要混输泵和混输管道就可以进行外输，能够有效增加单井采收率，延长油田寿命，简化例工艺流程，减少了购置设备的资金和对海洋的占地面积，提高了油田开发的经济效益，缩短了投资回报时间。
总之，我国日益增长的能源需求量和日趋严峻的能源情况的矛盾越来越明显，油气集输系统的节能降耗工作对整个油气开采系统的正常运行和经济效益有重要意义，只有从油气运输系统的客观情况出发，深入分析当期此系统的发展现状和问题，根据其特点分析节能降耗的对策，才能实现油气集输系统的节能降耗目标，加快建设资源节约型社会。
作者:王婧 单位:大庆油田第十采油厂规划设计研究所
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油气集输系统热能综合利用技术研究
【摘要】：经过国内外热能综合利用技术调研，分析了现行油气集输系统热能综合利用情况，指出在现行的油气集输系统中，存在着油气水分离流程陈旧、热注站有用能效率低、热注管线散热量大、输油动力设备与现有能力不匹配、实际输油温度高于最佳输油温度、起输温度过高、高温产出液能量浪费等能量损耗，为了加强能量综合利用，提高油气集输系统效率，针对油田供热需要，采取5种方案对齐40块蒸汽驱区块采出液进行热能综合利用。方案1采用热泵进行油田冬季供热、夏季供冷，仅冬季一项，采用热泵后每年可节约燃料费84万元；方案2指出齐40块蒸汽驱区块采出液的温度达到130℃，可以利用产出液的能量来满足脱水、原油外输的供热要求，实行不加热集输，年可节约燃料费5010万元；方案3通过采用换热器加热稠油热采后的净化余热水，用以作为蒸汽驱锅炉给水，这对于解决油田余热污水排放热污染，实现蒸汽驱锅炉连续给水平衡以及节约燃料等具有重大意义；方案4改造了原有的集输工艺流程，采用三相分离器实现产出液预脱水，年节约电费和运行费113万元；方案5利用产出液余热设计蒸汽驱动汽轮机发电，解决油田用电紧张的矛盾。对上面五个方面给出了油气集输系统的能量综合利用工艺流程和设计方案，为实现齐40块蒸汽驱区块产出液热能综合利用，降低成本提供理论依据。
【关键词】：
【学位授予单位】：东北石油大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：TE863【目录】：
摘要4-5Abstract5-6创新点摘要6-9第一章 绪论9-17 1.1 论文背景及研究的意义和目的9 1.2 国内外热能综合利用技术现状9-14
1.2.1 热能综合利用原则11-12
1.2.2 热能综合利用设备投资原则12
1.2.3 我国热能综合利用对策12-13
1.2.4 热能综合利用措施13-14 1.3 热能综合利用技术的发展趋势14-16
1.3.1 热轮14
1.3.2 热管14-15
1.3.3 热泵15-16 1.4 本文主要工作16-17第二章 现行油气集输系统热能利用分析17-22 2.1 国内外油气集输系统用能情况研究17-18 2.2 分析现油气集输系统中能量综合利用情况18-20
2.2.1 油气水分离过程能耗大19
2.2.2 热注站用能效率降低19
2.2.3 热注管线散热量大19
2.2.4 产出液温度高19
2.2.5 输油动力设备与现有能力不匹配19
2.2.6 实际输油温度高于最佳输油温度19
2.2.7 起输温度过高19-20
2.2.8 油田加热炉存在着大量的热损失20 2.3 提出蒸汽驱油气集输系统可行的能量综合利用方式20-21
2.3.1 实现井排来液预脱水工艺及全过程密闭集输流程20
2.3.2 开展低能耗集输工艺配套技术攻关，实现降温和常温情况的输送20
2.3.3 建立油气集输处理系统耗能分析及用能优化系统20-21
2.3.4 利用热泵技术回收产出液和含油污水中的余热21
2.3.5 根据工艺技术调整设计技术界限21
2.3.6 全面实施注水系统装置热能综合利用型配置21
2.3.7 推广应用节能型输油动力设备和保温材料21 2.4 小结21-22第三章 热能综合利用设计方案22-52 3.1 热泵回收原油集输过程余热进行供热供冷22-40
3.1.1 热泵系统装置23-24
3.1.2 确定系统的低温热源和驱动能源24
3.1.3 确定工质24-33
3.1.4 CO2 热泵系统模型的建立33-37
3.1.5 确定各部件的主要参数37-39
3.1.6 设计结果及效益分析39-40 3.2 动力应用40-44
3.2.1 余热动力利用方案数学模型41
3.2.2 低温余热发电系统的工质选择41-42
3.2.3 低温余热发电系统设计42
3.2.4 低温余热发电系统中的朗肯循环42-43
3.2.5 系统的运行参数计算43-44 3.3 取消加热炉实现不加热集输44-47
3.3.1 实施常温集油采取的技术措施45-46
3.3.2 低能耗油气集输配套处理工艺46-47 3.4 换热器加热回注水作为蒸汽驱锅炉给水47-48
3.4.1 原理47
3.4.2 总体设计方案47-48
3.4.3 小结48 3.5 井排来液实行预脱水及全过程密闭集输48-50 3.6 配备高效污水处理工艺50-51 3.7 小结51-52结论及建议52-53参考文献53-57致谢57-58详细摘要58-72
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