浅析联合站原油处理系统的能耗管理

浅析联合站原油处理系统的能耗管理

发表时间：2018-11-16T19:19:11.530Z 来源：《基层建设》2018年第30期作者：张娟1 贾蓉2 刘小雪3 王锐4 [导读] 摘要：联合站是油田原油处理系统中的重要组成部分，对维持整个油田的正常运转起着极为重要的作用，同时也是油田的耗能大户，因此加强对联合站节能降耗措施的探讨对油田节能工作有着重要的意义。

1.2中国石油玉门油田分公司老君庙采油厂采油四队甘肃酒泉 735200；3中国石油玉门油田分公司老君庙采油厂采油一队甘肃酒泉735200；4中国石油玉门油田分公司青西采油厂联合站甘肃酒泉 735200摘要：联合站是油田原油处理系统中的重要组成部分，对维持整个油田的正常运转起着极为重要的作用，同时也是油田的耗能大户，因此加强对联合站节能降耗措施的探讨对油田节能工作有着重要的意义。本文对联合站的能耗情况进行了分析，并提出了一些降低能耗管理的措施。

关键词：联合站；原油处理系统；能耗管理集输系统的能耗管理是一个系统的工程，通过技术分析，采取技术手段来指导原油处理系统能耗的管理是发展的必然方向。集输系统能耗的管理应随着新技术的发展不断创新和完善，使油气集输的能耗管理不断走上规范化、精细化和科学化的轨道。

一、联合站简介

1、概述。联合站即集中处理站，是油田地面集输系统中重要组成部分。联合站也是油气集中处理联合作业站的简称。主要包括油气集中处理（原油脱水、脱盐、天然气净化、原油稳定、轻烃、液化气回收等）、油田注水、污水处理、供变电和辅助生产设施等部分。

2、作用。联合站是油田原油集输和处理的中枢。联合站设有输油、脱水、污水处理、注水、化验、变电、锅炉等生产装置，主要作用是通过对原油的处理，达到三脱（原油脱水，脱盐，脱硫；天然气脱水，脱油；污水脱油）三回收（回收污油，污水，轻烃），出四种合格产品（天然气，净化油，净化污水，轻烃）以及进行商品原油的外输。联合站是高温、高压、易燃、易爆的场所，是油田一级要害场所。联合站一般包括如下的生产功能：油气水分离、原油脱水、原油稳定、天然气脱水、轻油回收、原油储存及向矿场油库输送、污水处理、净化污水回注地层、接收计量输来的油气混合物、变配电、供热及消防等。

二、联合站能耗情况

联合站是油气集输过程的中枢纽系统，承载着原油处理外输与污水处理回注的重要任务，随着电能、动能、势能以及热化学能等能量的相互转换，能量损耗形式有摩阻损失、换热损失、回压损失、散热损失等，降低原油运输过程中的能耗损失是维持油田可持续发展的重要环节，目前联合站的高耗能设备主要有注水泵、输油泵、脱水炉、外输炉、锅炉，合理的利用资源，提高节能设备的利用率，是降低高耗能设备的有效途径。

三、能耗管理要素分析

在原油处理生产过程中，能量消耗主要是动力消牦、热力消耗和油气蒸发损耗。联合站的油气蒸发损耗量较小且分散，不具备回收条件，但给环境造成一定的污染。

1、脱水原油含水率对系统能耗的影响。油气水分离过程以热力为主，温度直接影响脱水质量。由于水的比热是原油比热的二倍，加热脱水原油时，在温升相同的情况下，原油含水率越高，热能损耗越大，有效负荷越小；在处理纯原油相同的情况下，脱水原油含水率增加，导致被加热原油的流量增加，而且增加的热负荷主要用于加热污水，导致系统能耗的增加、热能的有效利用率降低。

2、原油处理能量转换设备的能量消耗。集输过程使用的能耗设备主要是机泵与加热炉。在减少能耗设备能量损失的技术措施中，首先条件是选用高效设备。然而，油田开发地下状况较复杂，开发规模不可能确定的很精确，而且集输系统运行负荷的波动也比较大。若要求设备完全在高效区运行，就不能保证系统应急运行，因为只有系统的运行负荷与设备高效运行条件相匹配才是合理的。集输系统的负荷与油井产液有关，并非完全可以人为控制。所以，单纯地追求设备在高效区运行，不考虑系统实际工况，尽管在技术上集输能耗设备在高效区运行，能量转换过程的损失比较小，但设备在高效区运行所获得的节能效益弥补不了，因不合理运行所消耗的无功能耗损失。 1）机泵。联合站原油处理系统中储运过程以外输油泵、稳前稳后泵为主。在储运过程是以动力为主、热力为动力服务，是油田产品的移送过程；稳前稳后泵随来液量的变化而泵的频率呈现不稳定。因此在能耗管理上，稳前稳后泵应以提高系统进液平稳度和降低进液含水率为主，能耗指标动态管理，降低单耗。原油外输油泵应以控制外输原油的温度，降低原油的黏度为主，降低原油外输时的能耗。 2）加热炉。联合站的热能利用率主要取决于系统的热损失，系统的热损失越大，热能利用率越低。加热炉系统的效率越高，加热炉的热损失越小，提供给加热介质的热能越多，联合站的热能利用率就越高。通过对加热炉进行工艺改造，提高加热炉的效率，对提高联合站的热能利用率有很大影响。

某联合站是一座综合性的联合站。主要承担着原油处理、天然气处理、污水处理三个方面的生产任务。而联合站原油处理系统是一个复杂的多级网络系统，同时又是一个巨大的能量耗散系统。据统计，原油处理能耗一般占原油生产总能耗的约30％～40％，消耗的热能和电能是油田节能重点对象。通过对该联合站系统的用能状况分析，可得到如下结论：加热炉热负荷都随季节的变化而变化，加热炉的热损失有：气体不完全燃烧热损失、排烟热损失、加热炉散热损失。

联合站目前使用的加热炉燃烧器都是高效节能燃烧器，并逐步实施自动控制。因此在化学能向热能转化上，损失较小。加热炉的散热损失在炉体表面积和保温材料不变的情况下，散热总量基本不变。不随负荷变化而变化，因此加热炉不宜在低负荷下运行，负荷低相对有效负荷所占比例低。

排烟损失主要受排烟温度和空气过剩系数影响。而这二项参数在现场操作中不具备监测条件更难以控制。因此，在加热炉的运行能耗控制中应完善技术手段。原油处理生产用加热炉的燃料为天然气燃料，现场管理只监测加热炉的加热单耗（即每平方液体每千瓦时耗气量）来衡量加热炉能耗状况。

预脱水器的分水效率、加热炉效率和站内设备的保温是影响处理系统能耗的主要环节，其次是输油泵的泵效。提高加热炉效率无论是从提高站原油处理效率，还是从降低能耗角度，都具有正效应。

四、能耗技术管理措施

1、对空冷器流程进行改造，焊接一条管线，使原稳塔出来的气体，可以同时进入空冷器的原稳和天然气部分，增加了空冷器的使用效率，降低了运行频率，从而降低了耗电量。