采油站與發電站一體化節能環保生產系統

閆龔杰 （華北油田有限責任公司第五采油廠）

采油站與發電站一體化節能環保生產系統

閆龔杰 （華北油田有限責任公司第五采油廠）

為了解決油田采油站的生產問題和彌補采油站能源使用的單一性,達到節能降耗的目的，創新地使用了發電站和采油站的一體化生產系統，就是在原有的采油站基礎上增加建立發電站。通過發電站消耗過剩的天然氣產生電力供給采油站使用，同時利用余熱回收系統滿足發電站的生產、生活需要。發電站和采油站的一體化模式解決了站壓高的問題，并且發電站的年發電量達到237.6×104kWh，降低了采油站電力成本的消耗，減少了環境污染。發電站和采油站的結合使石油開采行業避免了高能耗，建立起一個自給自足的生產系統，不需要其他能源的供給就能正常生產。

天然氣發電機；余熱回收；節能創效

車城油田是華北油田采油五廠的主力油田，隨著開發力度的增加，油井數量不斷增加的同時導致伴生的天然氣產量也日益增多，造成了站內壓力過高，邊緣井的井口回壓增加的情況。為了保證采油站的正常生產，不得不把天然氣放空燃燒，造成了環境的污染。通過調研決定在采油站旁邊增建發電站，讓天然氣發電機消耗伴生天然氣。使用后效果明顯，并且發電站的發電量已經能夠完全滿足采油站的生產生活需要。發電站和采油站一體化的生產模式已經可以脫離大電網，很適合在偏遠地區使用。

1 發電站在一體化系統中的作用

1.1發電站對采油站清潔生產的貢獻

天然氣發電機組是適應世界環保要求和市場新環境而開發的新型發電機組。充分利用天然氣或各種有害氣體作為燃料，變廢為寶、運行安全方便，具有成本效益高，排放污染低，并適宜熱、電聯產等優點。

1.2發電站對采油站節省電力的作用

車城油田的采油站以前需要從電網拉電滿足日常的站內及站外的生活用電、設備用電，現在通過天然氣發電機就能夠滿足采油站的站內外設備及生活用電，實現了自給自足，打造了綠色環保的生產模式。采油站和發電站一體化，為采油站節省了電力消耗。發電站自動化程度高，操作簡單，維修方便，從啟動到并網耗時短，故障率低。這種發電站與采油站一體化的模式脫離大電網的束縛，適合運用在一些天然氣資源豐富但電力資源緊缺的偏僻地區。

1.3發電站對采油站循環水伴熱系統的作用

1.3.1 余熱回收系統簡介

天然氣發電機目前燃料的能量只有約35%被發電機組轉化為電能,約有30%隨廢氣排出，25%被發動機冷卻水帶走,通過機身散發等其他損失約占10%左右[1],廢氣和換熱器損失的功率比有用功還多。占燃氣發動機燃料近55%熱值的排氣余熱和冷卻水余熱資源基本上被浪費掉，因此，安裝了高效的煙氣余熱回收裝置。

余熱回收系統主要由以下部分組成:天然氣發電機排煙控制及保護部分；針形管余熱回收裝置；導熱介質輸送部分；用能單元交換部分。

1.3.2 天然氣發電機余熱供暖和洗浴

天然氣發電機發電時產生的煙氣高達600℃。煙氣通過特制的針形管余熱回收裝置加熱從采油站過來的循環水,循環水加熱后輸送回采油站。采油站利用發電機余熱加熱后的循環水供給采暖和洗浴及其他日常生活使用。

1.3.3 天然氣發電機余熱供給伴熱

采油站的伴熱循環水通過泵把水輸送到余熱回收裝置中的針形管中，高溫的煙氣排出發電機的同時加熱針形管，針形回環管里的循環水就被加熱后再輸送到各個三管伴熱單井用于各個單井的伴熱，加熱集輸管道中的原油，增加流動性，避免管道堵塞的情況發生。

1.4采油站對發電站的作用

以前發電主要采用的能源是煤和柴油，既污染環境也給車城油田的生產成本帶來了巨大壓力。現在發電站充分利用采油站生產的清潔能源——天然氣，實現了清潔生產，解決了煤和柴油發電帶來的巨大成本問題。

2 應用效益

2.1解決站壓高和環保問題

采油站以前天然氣過剩導致站壓升高，從而各個單井的管線壓力升高，不利于油在管線中的運輸；因此，不得不把大部分氣體通過套管排放掉，無形中造成了能源的損失。現在利用天然氣發電機把天然氣這種清潔能源變廢為寶，給車城油田創造效益的同時減少了環境污染，實現了真正的清潔生產。如果不使用天然氣發電機，每天浪費的天然氣按每立方米0.4元計算，每天損失4400元，1年就損失160.6萬元。

2.2脫離大電網

發電站與采油站一體化后脫離了大電網的束縛，發電站發的電就可以維持生產的正常運行。以前，每年檢修及意外停電的時候，采油站的生產基本處于癱瘓狀態。發電站的建成，保障了采油站各個設備的正常運行，保證了采油站的開井率和開井時率。采油站每年要有2次大的電器線路檢查即春檢和秋檢，按每次電路檢查停電12 h計算，采油站2次檢查就會減少原油產量，2次電路檢修就要損失140萬元。每年各種原因導致的停電大概有7次左右，這樣1年就損失490萬元。采油站有了發電機就能確保在停電時照常生產，減少了由于停電躺井造成的損失。

2.3充分利用發電站的余熱

采油站利用發電機余熱加熱后的循環水供給采暖和洗浴及其他日常生活使用。

生產上，現在采油站的加熱爐與發電站的3臺發電機的余熱回收裝置串聯。由于目前的余熱回收系統的高效運行，采油站內的加熱爐基本處于停運狀態，即使是在冬季也幾乎不需要啟動加熱爐。靠著發電站的余熱回收系統采油站的循環水溫度基本在80℃左右，完全能夠滿足站上的生產需要。按照目前實際工作狀況進行效益計算，停用加熱爐每天節約天然氣3200 m3，這些天然氣用來發電可創造年效益190萬元，可見余熱回收系統節約的成本是顯著的。余熱回收系統既節約了能源，又節省了成本，同時安全環保，減少了碳化物和有害氣體的排放，可最大限度地節能降耗。

通過建立發電站和采油站的一體化模式，效果顯著，達到了發電站和采油站自給自足的生產模式。發電站的年發電量達到237.6×104kWh，除去維修成本盈利可以達到392.4萬元，利用發電站的煙道余熱回收可以節約140萬元，利用油井伴生的天然氣每年可以節約150.6萬元。

3 結論

車城油田已實施了天然氣發電機熱電聯新技術，效果顯著。天然氣發電機和采油站有效的結合能節能降耗,投入少、見效快,減少環境污染。

◇發電站和采油站熱電聯結合的技術解決了天然氣豐富導致站內高的問題；

◇利用天然氣這種清潔能源避免了老辦法造成的天然氣浪費并利用天然氣創造了經濟效益；

◇解決了站內循環水加熱的問題；

◇發電站的發電量就能夠滿足采油站的日常生產需要；

◇一體化的模式脫離了大電網的束縛，更適合天然氣資源豐富但電力資源緊缺的偏僻地區或海上地區。

[1]戚濤,志勇.天然氣發電機煙氣余熱利用技術在油氣田場站的應用[J].節能,2006（10）:52-54.

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10.3969/j.issn.2095-1493.2016.08.010

2015-12-18

（編輯 李珊梅）

閆龔杰，2011年畢業于西南石油大學（石油工程專業），從事采油工作，E-mail:zwg814@163.com,地址：河北省華北油田有限責任公司第五采油廠，052360。