淺論油田原油集輸系統節能技術與措施

馬云龍

摘 要：本文主要是分析了對油田原油集輸系統的能源消耗情況，從幾個重要方面介紹了一些主要的節能降耗技術，本文還針對現有的問題，提出了降低原油集輸系統能源消耗的措施，期以為生產運輸實踐提供參考。

關鍵詞：油田；原油；集輸系統；節能；措施

1 原油集輸系統耗能分析

1.1 機泵

各類輸水、輸油泵是原油集輸處理過程中的主要用電負荷，因此成為節電的主要控制對象之一。影響離心泵效率的因素主要有以下兩點：一是因揚程、吸程管道配置不合理，管道阻力大等因素造成離心泵運行時的能量損失較大；二是泵的選取偏離正常工況，形成較大的富余量，致使水泵效率偏低。

1.2加熱爐

加熱爐是油氣集輸工藝中不可缺少的專用設備。原油脫水和外輸、摻水、冬季取暖以及管線伴熱等流程均需要加熱爐進行提溫加熱，因此它也成為聯合站最主要的耗氣設備。加熱爐的耗氣量主要與被加熱介質的量、加熱前后的溫差和加熱爐的效率有關。。

1.3生產工藝

在油田低、中含水期的開發階段，大多數聯合站主要采用兩段脫水工藝。這種流程雖有利于提高油氣分離、脫水速度及效率，但要消耗大量熱能。當油田進入特高含水開發期后，由于進站原油液量大、含水率高，若仍采用井場高含水原油進站后直接進行加熱升溫、沉降等傳統工藝措施，不僅使加熱爐的熱負荷增大，而且有相當一部分的熱能消耗在污水的加熱升溫等環節，造成了大量的不必要的能源浪費。

2 主要的節能降耗技術

2.1 變頻調速技術

由于生產運行參數是根據油田實際開發情況的發展而作出相應的調整和優化。變頻調速技術是一種以改變電機頻率來達到電機調速目的的技術。變頻調速節能控制裝置的特點是效率高，沒有因調速而帶來附加的轉差損耗，調速范圍大，精度高，可實現無級調速，而且容易實現協調控制和閉環控制。由于其具有卓越的調速性能、顯著的節電效果，可改善現有設備的運行工況，提高系統的安全可靠性和設備利用率，延長設備的使用壽命等優點，被視為風機、泵類負載交流調速節能的理想方法。

2.2 選用高效加熱爐

影響加熱爐的工作效率主要是由加熱爐類型、燃燒器、空氣系數、排煙溫度和爐體散熱損失等因素控制。例如，分體相變加熱爐的性能特點是通過利用水的相變傳熱原理而獲得很高的傳熱系數。系統內的中間介質水，在封閉狀態下運行極少損失，系統處于無氧無垢狀態運行，從而其工作壽命更長久。蒸氣發生器與管殼式換熱器上下安裝，因依靠重力作用可實現水的蒸發、冷凝、回落、再蒸發的自然對流。同時爐體也可提供較高的飽和蒸汽，因而可達到減少換熱器體積，提高加熱介質溫度等目的，且運行時無需外界動力，運行成本較低。

2.3 降低熱損失

2.3.1 減少原油散熱損失

為保證輸油溫度、防止管線凝油，集輸系統的輸油管線，以及儲油罐等輸送和貯存設備均安裝有伴熱管線或伴熱盤管等輔助設施，另外各類污水罐的收油管線也安裝有伴熱流程。因此，降低加熱損失、提高系統的伴熱效率也是實現聯合站節能降耗的一個重要方面。要做好加熱爐爐體、三相分離器、電脫水器、原油儲罐、污油罐以及各類輸油管線的保溫工作，盡可能減少散熱量。

2.3.2 降低加熱爐排煙熱損失

排煙溫度和排煙量是影響加熱爐排煙熱損失的主要因素。排煙溫度越高、排煙量越大，排煙熱損失就越大。加熱爐運行時要保持合適的空氣過剩系數，空氣過剩系數越大，會造成爐膛出口溫度升高，而煙氣量增加，會引起排煙損失增加和加熱效率的降低。合理地控制空氣過剩系數，可以將加熱爐的運行熱效率提高5%～10%，燃料消耗降低15%以上。目前加熱爐的自動燃燒器可通過變頻或機械調節手段，從而實現空氣過剩系數的自動控制。

2.4 合理使用化學藥劑

目前，原油集輸系統使用的化驗藥劑主要有破乳劑、反相破乳劑、絮凝劑、殺菌劑等。雖然藥劑使用只作為其他處理技術的輔助手段，但是卻對技術的應用效果起著重要的作用。為了最大限度的降低藥劑的消耗量，一方面需要針對不同油品，定期開展破乳劑的篩選和配伍試驗，不斷的提高原油脫水效率；另一方面還需要根據不同的處理液量、進液性狀以及生產工況，對加藥點、加藥濃度和加藥周期等進行動態調節。

2.5 優化運行工藝

2.5.1 游離水預脫除

游離水預脫除技術是指在集中處理站通過增加游離水脫除器、三相分離器等設施，對高含水的進站來液，在常溫下進行分離、沉降，使部分游離水分出，直接進入污水處理部分。分離后的低含水原油再進行加熱，可減少總的熱負荷，從而達到降低熱能消耗的目的。

2.5.2 夏季停運伴熱系統

根據原油脫水處理和外輸時所要求的運行溫度，針對夏季高溫季節（6月至10月），可靈活采用停運聯合站內原油管線和儲油罐的伴熱流程等措施。依據現場推行效果來看，這種即時合理的舉措既保證了油品溫度、未發生凝油現象，又節省了大量的電能和天然氣的消耗。

2.6 信息化技術應用

可以在站內安裝自動化控制系統，將原油脫水、污水處理、生化處理等生產系統的關鍵控制點及時遠傳至中心控制室，快速準確地反映出各個生產過程中的運行參數，并且對其參數進行必要的實時監測和控制，使生產運行參數更加合理。同時還應結合儲油罐液位、污水罐以及高低液位報警的預警響應措施，確保各生產系統的安全和穩定地運行，最大程度上提高運行效率。

3 原油集輸系統節能降耗措施

3.1 新建原油集輸地面工程或老站工藝改造

根據處理規模和功能，確定適宜的工藝流程。在選擇耗能設備時既要能滿足最高負荷的需要，同時還要兼顧低負荷時的合理運行。

3.2 加強新型、高效化學藥劑的篩選和研發

低溫破乳劑的研發可降低原油脫水處理的溫度，從而縮小了加熱爐的提溫幅度，甚至可有效減少加熱環節，最終到達降低加熱爐能耗的目的。所以低溫破乳劑的合理使用具有顯著的節氣效果。另外，乳化降黏和減阻技術的研究，既可降低原油輸送中的能耗，又可解決原油沉降罐中乳化層堆積的問題，減少乳化層不斷循環造成的系統混亂。

3.3 應用新型的節能設備

隨著節能型設備的技術進步，在滿足生產需要的前提下逐步采用新型、高效節能設備代替現有高耗能設備，或者采用節能技術對高耗能設備進行改造，用于達到節能增效的目的。

3.4 廢物資源化技術的推廣

集輸系統各生產環節產生的含油污泥、污水余熱、加熱爐煙氣余熱等，均可作為資源進行回收利用。

3.5 不斷提高生產運行管理水平

先進的生產管理方法是實現系統節能增效的關鍵措施。要結合日常油田生產的具體狀況以及其實際技術工藝流程的工作特點，進一步調整細化生產運行模式，深入摸索系統內在變化規律，并在可預測的范圍內制定相應的應對措施，有效減少或避免因盲目管理造成能源和資源的浪費。

4 結束語

集輸系統是油田開發的骨干工程，也是重要的安全防護系統。要進一步提高集輸系統的能源利用率，應通過動力合理匹配、燃料結構調整、優化運行參數、實施流程再造、改善基礎設施、淘汰落后裝備和工藝技術等措施，提高節能降耗的能力，促進油田集輸系統整體效率的提高。

參考文獻：

[1] 岳海鵬， 李松. 淺析油田原油集輸系統節能技術與措施[J]. 化工時刊， 2011， 25（4）：49-52.

[2] 頓宏峰. 油田原油集輸系統節能技術與措施[J]. 中國石油和化工標準與質量， 2012， 33（16）：250-250.