集輸站設備優化與研究

劉京鑫

摘 要：本文就集輸站庫主體設備在使用過程中發現的一些問題，對主體設備在原油處理中的適應性進行分析，評價在同種工況條件下不同設備的運行效果，為集輸站庫設備運行效益最大化及設備的更替選型提供依據。

關鍵詞：設備；適應性；分析評價

中圖分類號：TE42 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0204-01

隨著稠油開采的不斷深入，原油物理性質和化學性質的不斷變化，使得原油處理系統的脫水難度加大，不但增加了生產成本，而且對原油處理設備適應性要求更高，部分主體設備因原油物理和化學性質的不斷變化，出現能耗大、故障率高、維修頻繁、安全性降低等現象。為了保證主體設備的安全、可靠、穩定，需要對主體設備進行優化研究、分析，從而達到節約電能、蒸汽量、維修費和材料費，降低原油處理過程中的生產成本的目的。

1 集輸站庫主體設備存在的問題

1.1 泵存在問題

因稠油開采后期開采量下降，即使稠油泵采用最小頻率進行輸送，也無法連續運行，冬季易導致管線因長時間不進行循環而發生凍凝。一般多采取間歇啟泵和返輸的方法進行處理。

頻繁啟停稠油泵增大了員工的勞動強度，啟泵的瞬時壓力過大，有時甚至會超過外輸管線的最大承受壓力，造成外輸管線的疲勞運行，電流驟增還有可能會造成泵的電機燒毀。因此外輸管線發生穿孔滲漏事件增多，除與管線腐蝕有關，與外輸管線長期高壓運行外輸管線也有一定關系。

1.2 插管式摻熱器存在問題

插管式摻熱器是將高壓節流后的高溫飽和蒸汽通過蒸汽噴頭直接注入原油的加熱裝置，包括油管線、蒸汽管線和彎型噴頭，高溫蒸汽經歷由氣態變為較低溫度下液態的相變過程，釋放出大量的熱量，對原油進行加熱和摻水以達到升溫和降粘的目的。

因蒸汽壓力調節不當，蒸汽進入摻熱管線與原油混合液接觸時間較短，高溫蒸汽相變不充分。有部分相變蒸汽隨原油進入儲油罐，導致混合液持續加溫，液體汽化使儲罐內液體體積膨脹，存在儲罐溢油風險。

1.3 水泵存在問題

因環境保護要求，集輸站庫污水含油率應≥600ppm為企業處理標準，此項為絕對否定項。現場使用污水泵型年限較久，相關參數與現場實際不相符，經常需要啟雙泵才能滿足外排需求，維修頻繁材料耗損較大，且污水泵電機與變頻器不匹配，使用時故障頻發，存在一定的安全隱患。

2 解決方案及工藝技術先進性

2.1 稠油泵解決方案

稠油泵優化選型，需從管線輸液量、原油粘度變化、使用時間、額定壓力、額定流量、防爆等級、經濟效益等方面進行優化選型，經過現場調查，最終確定從額定流量及經濟效益著手選型，將型號為TLB-50/4.0、功率90kW稠油泵更換為型號為TLBAW-20/4.0、功率45kW稠油泵；將型號為TLB-50/2.5、功率75kW稠油泵更換為型號為TLBA-13/1.6、功率11kW稠油泵；將型號為TLB-80/1.0、功率37kW稠油泵更換為型號為TLBA-20/1.6、功率18.5kW稠油泵。

選型后的稠油泵滿足了集輸站庫原油持續外輸及轉油的需求，因選型后電機功率的下降，減少了集輸站庫耗電量，降低了生產成本。

2.2 插管式摻熱器解決方案

由于插管式摻熱器設備技術老化，已無法滿足正常生產的工藝要求。因此采用自動相變摻熱器取代原有插管式摻熱器，自動相變摻熱器是一種將高壓節流后的高溫飽和蒸汽通過蒸汽噴頭直接摻入原油的加熱裝置，包括摻熱套管和摻熱管，摻熱套管裝在摻熱管上，在摻熱管上有原油進口管和原油出口管，在摻熱套管內的摻熱管上有蒸汽噴頭，高溫蒸汽經歷由氣態變為較低溫度下液態的相變過程，釋放出大量的熱量，對原油進行加熱和摻水以達到升溫和降粘的目的。

選型后的摻熱裝置提高了集輸站庫系統原油加熱過程的安全性，相比原有的插管式摻熱器加熱方式，自動相變式摻熱器有以下優點：

該裝置采用蒸汽摻熱、閉環負反饋、機械防震等成熟的加熱和控制技術，選用電動調節閥、PID自整定控制儀等產品均為油田實用可靠產品，因此具有安全可靠的特點。與傳統換熱器換熱相比，該裝置具有功率大、傳熱效率高、適應性強，既可以實現自動控制也可在需要的情況進行手動操作，而且工藝流程簡單等特點。由于STU自動相變摻熱器采用整體安裝方式，撬裝供貨的方式，大大減少了現場施工工作量。自動化程度高可以實現無人職守，降低了運行費用。與插管式摻熱器相比，自動相變摻熱器加熱流程簡單方便，管線布置合理，操作方便，切換流程更容易。

2.3 污水泵解決方案

根據現場需求，從耐腐蝕、排量、揚程、經濟效益方向進行選型幾個方面入手進行優化選型，將原有輸油離心泵更換為化工流程泵。

選型后的污水泵滿足了集輸站庫污水外排的需求，污水外排通過變頻調節單泵運行即可滿足生產需求。污水泵耐腐蝕性的提高，減少了泵的運行故障，節約了維修費與材料費。

3 效果評價

（1）稠油泵選型安裝應用情況：選型后的稠油泵滿足了集輸站庫持續外輸以及轉油的需求，由于選型后電機功率相較未選型前降低，減少了處理站耗電量。

（2）摻熱裝置選型安裝應用情況：自動相變摻熱器選型替代插管式摻熱器安裝后，集輸站庫二段進口溫度控制在90℃，未出現汽液混合不均勻，蒸汽相變不充分，蒸汽進入儲罐的情況。提高了原油加熱過程的安全性，在集輸站庫生產運行中起到了積極的作用。

（3）污水泵選型安裝應用情況：污水泵選型安裝使用后，污水泵通過變頻調節實現了單泵運行時間在23～24h，使用期間未發生過故障。

4 經濟效益

稠油泵選型應用節省電量17301度/年，按0.75元/度計算，節約1.298萬元；摻熱裝置選型應用后節約蒸汽量1760.31kg/d，按135元/t計算，年節約8.674萬元；污水泵選型應用節省電量895185度/年，按0.75元/度計算，節約6.714萬元。

5 結 論

集輸站庫設備優化減輕了員工的勞動強度；滿足了集輸站庫原油轉輸、污水外排、原油升溫、油水混合液回收等對設備的要求；保障了原油處理整個過程的安全性和平穩性；達到了節約電能、蒸汽量、維修費和材料費的目的，降低了原油處理過程中的生產成本，新技術的推廣應用為其它油田生產單位提供寶貴經驗。

參考文獻

[1]杜桂寧.油氣集輸設備技術問答.中國石化出版社有限公司，2013.

[2]王子宗.石油化工設計手冊.化學工業出版社，2015.

收稿日期：2018-3-15