油田是由油井、水井、計量間、配水間、轉油站、聯合站組成的一個油、氣、水處理的綜合系統(tǒng),而聯合站是該系統(tǒng)中最重要的組成部分,它對各轉油站來液進行集中處理。其方法是在含水原油流向的橫截面上,施加高壓電場,用電離的方法使含水原油破乳,油和水根據自身的比重而分層,從而達到脫水的目的。
在電脫水處理后,原油含水率在5%以下,達到商品原油的要求;此后還要進行污水處理系統(tǒng)、成品油外輸系統(tǒng)、污水回注系統(tǒng),各系統(tǒng)之間相互串聯、相互影響、相互關聯,是一個復雜的生產循環(huán)過程,該過程需要消耗大量能源,是油田的耗能大戶,尤其在油田的中后生產期,原油含水量增加的情況下,如何解決好油田聯合站集輸處理問題,使油田保持較低的能耗和運行成本,實現聯合站系統(tǒng)的節(jié)能降耗,提高油田的整體經濟效益是各油田當務之急。一般說來,油田脫水轉油系統(tǒng)的能耗主要是電能、天然氣以及各種藥劑的消耗,所以,節(jié)能降耗工作必須從節(jié)省電能、節(jié)省氣量、節(jié)省加藥劑量等3個方面入手。
1 節(jié)省電能
在油田聯合站脫水轉油系統(tǒng)中,泵尤其是離心泵,是主要的耗電設備,所以節(jié)電重點是做好離心泵的節(jié)能工作。效率是泵的經濟性能指標,但節(jié)能不能僅限于提高泵的效率,還應包括整個系統(tǒng)(電機、調節(jié)閥等)的節(jié)能,選用高效節(jié)能系列離心泵,這是離心泵節(jié)能的基礎,即提高泵的運行效率。科學選型,合理配套,是提高運行效率的關鍵。
1.1 對運行的離心泵進行節(jié)能技術改造
改進離心泵的水力性能,以此增大過流能力,降低水力損失,提高離心泵效率。
1.1.1 切割或更換葉輪 當泵的運行流量和揚程均比工藝所要求的流量和揚程大時,可通過切割工作葉輪或更換為小葉輪來提高運行效率, 防止“大馬拉小車”帶來的能量浪費,功率節(jié)省明顯。
1.1.2 變速調節(jié) 當排量波動范圍較大時,可通過變速調節(jié)達到良好的節(jié)能效果,避免節(jié)流損耗,而泵的效率變化不大,變速調節(jié)基本原理如下:① 泵入口壓力(Ps):當Ps較小時,降低電機轉速;當Ps較大時,提高電機轉速。② 泵出口壓力(Pd):當Pd較大時,降低電機轉速;當Pd較小時,提高電機轉速。③ 管道流量(q):當q較大時,降低電機轉速;當q較小時,提高電機轉速。這樣做可以使泵始終保持在高效區(qū)工作。因為靠調節(jié)泵出口閥門的開啟度實現排量變化,節(jié)流損耗大,泵管不匹配,壓差較大,管網效率低。據有關資料介紹,利用變頻調速裝置,功率因數可提高到0 .95以上,平均節(jié)電率達58%,系統(tǒng)運行效率可大大提高。
1.1.3 減少葉輪數量 對于排量適當而揚程過大的多級泵,可以通過拆除葉輪降低級數的辦法得到解決。
1.1.4 提高光潔度 可采用電解拋光的方法提高離心泵過流部件及葉輪外表面的光潔度,從而減小水力摩阻損失,提高泵效,附電解拋光流程表。附表 電解拋光工藝流程
1.1.5 加強離心泵的維護保養(yǎng) 離心泵的維護保養(yǎng),不僅要及時發(fā)現并消除故障,還要注意泵的密封、冷卻(有軸封箱和填料箱)和潤滑,以利于延長離心泵壽命并節(jié)約能源,減少功率損失和介質損失。
1.2 根據電力電網的收費標準靈活確定運行時段
由于不同時間季節(jié)段電網收費標準不同,要求聯合站等站庫內所有能間斷運行的泵一律躲峰運行,啟泵、收油等操作必須在用電低谷期進行,節(jié)約電能。具體到不同用途的離心泵,還須采取以下具體措施:
1.2.1 輸油泵等節(jié)電 輸油泵以及輸水泵要消耗大量電能,須根據具體情況,運用現代化管理方法,科學確定最佳的電流運行區(qū)間,并嚴格執(zhí)行,以得到最佳的節(jié)電效果。
1.2.2 收油泵節(jié)電 要采取有效措施,減少污油產量,減少污油回收操作對電能的消耗。必須加強日常生活、照明用電的管理,這其中的節(jié)電潛力也不小,同樣值得重視。
2 節(jié)省氣量
油田脫水轉油系統(tǒng)對天然氣的消耗很大,天然氣主要是作為鍋爐、加熱裝置如水套加熱爐以及食堂等處的燃料用氣。因此,要降低耗氣量需要從多方面入手。
2.1 降低鍋爐用氣
首先選用高效節(jié)能型鍋爐,安裝節(jié)能型燃燒噴嘴,提高天然氣的燃燒質量。鍋爐的年度檢修要保證質量,尤其是爐膛部分,以此增大熱傳導系數,提高鍋爐效率。同時還要加強采暖、伴熱管網的檢查維修,保持管網暢通,防止穿孔,減少鍋爐熱水的漏損量。其次,要根據大氣溫度變化和受熱介質的物理特性,合理確定供熱溫度,可隨時通過調整用氣量來調節(jié)熱水溫度。最大程度地利用熱能,防止浪費。還要根據站內實際情況,在不影響生產、生活用熱的情況下,通過研究、試驗、摸索,確定最佳啟停爐時間,既要保證介質有良好的流動性,又要防止管道結蠟、凍堵,還要避免因停爐過遲或啟爐過早而浪費天然氣。同時做好采暖、伴熱管道的保溫,做到定期檢查,及時維修,防止熱能無為散失,進一步提高熱能利用率。
2.2 降低加熱裝置如水套加熱爐耗氣
采用新型燃燒器,目前國內、外高效加熱爐大都使用預混式微正壓燃燒器,空氣與燃料氣預混,風機鼓風,爐內微正壓燃燒,火焰長度可調,能有效地控制過剩空氣系數,燃氣燃燒充分,煙氣溫度高,因而大大提高了高溫煙氣的輻射傳熱能力,預混式微正壓燃燒器加上自控設備后可以使加熱爐在較高的熱效率下運行,并嚴格執(zhí)行規(guī)范要求的摻水制度,合理確定最佳摻水溫度,在保證正常集油的情況下,降低摻水量和摻水溫度。在試驗成功的基礎上,實施常溫集油,加熱緩沖裝置停用,回摻不加熱沉降水,大幅度減少天然氣消耗量;同時提高一段脫水質量,降低通過加熱爐的介質流量,減少加熱爐的耗氣量?刹捎矛F代化管理辦法,確定最佳脫水(電化學脫水)溫度(一般在48~55℃之間)。尤其是在夏季,可視本站實際停爐或小火燒爐。根據天然氣壓力、脫水溫度和介質流量的變化情況,精心操作,及時調節(jié)用氣量。做到定期檢查火嘴,防止結焦或堵塞,做好受熱管道和加熱裝置的保溫,把熱量散失降低到最低限度。