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勝利油田聯(lián)合站加熱系統(tǒng)節(jié)能潛力分析

文檔作者：徐孝軒，陳從磊，孫國華文檔來源：中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月16日
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2011年第9期
(總第349期)
節(jié)能
ENERGY CONSERVATl0N
勝利油田聯(lián)合站加熱系統(tǒng)節(jié)能潛力分析
徐孝軒，陳從磊，孫國華
(中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京100083)
摘要：勝利油田開發(fā)中后期，稠油、特稠油比例大，采出液含水高，原油脫水溫度要求高，聯(lián)合站加熱系
統(tǒng)能耗大。勝利油田現(xiàn)有50座聯(lián)合站，針對聯(lián)合站高含水原油脫水處理4類流程的加熱系統(tǒng)節(jié)能潛
力、設(shè)備保溫降低能耗等方面進行了分析，提出針對高含水原油脫水處理過程5項節(jié)能建議對策，旨
在對降低勝利等老油田開發(fā)生產(chǎn)成本和節(jié)能減排起到借鑒作用。
關(guān)鍵詞：勝利油田；原油聯(lián)合站；節(jié)能；處理；脫水；熱力能耗
中圖分類號：TE832．3+4文獻標識碼：B文章編號：1004-7948(2011)09—0021—03
doi：103969／j．issn．1004—7948．20“．09．006
引言
目前勝利油田年產(chǎn)油量約2700萬t，原油產(chǎn)出
液綜合含水約90％。勝利油田現(xiàn)有原油聯(lián)合站(處
理站)50座，建成原油脫水能力約4800 X 104t／a。勝
利油田聯(lián)合站投產(chǎn)運行已達18年以上，隨著油田
的不斷開發(fā)，稠油、特稠油比例越來越大。由于處
于油田開發(fā)中后期，所有處理站進站來液含水高達
90％以上，最高達到96％。聯(lián)合站脫水過程中，多
數(shù)采用加熱工藝，含水量高，加熱系統(tǒng)能耗大。
原油聯(lián)合站站內(nèi)能耗主要包括燃料的熱能消
耗、電能消耗和化學(xué)能消耗三個方面，主要是熱力
能的消耗，并且所涉及的方面較多，系統(tǒng)復(fù)雜。通
過現(xiàn)場凋研，文中只對加熱系統(tǒng)熱能消耗進行研
究，分析節(jié)能潛力，旨在降低生產(chǎn)成本。
1聯(lián)合站加熱系統(tǒng)節(jié)能潛力分析
聯(lián)合站原油脫水處理系統(tǒng)能耗大小與被加熱
原油含水率高低有關(guān)。通常，采用三相分離器游離
水預(yù)脫除技術(shù)來降低站內(nèi)熱能能耗。根據(jù)勝利油
田進站原油油品性質(zhì)，本文將聯(lián)合站原油處理流程
分為4類分別進行能耗分析。
1．1流程I類：一級加熱+大罐多級沉降脫水
勝利油田普通稠油(原油比重0．92—0．95)、
特超稠油(原油比重大于0．95)開發(fā)比例逐步增
加。對于該類進站高含水稠油、特稠油，可采用一
級加熱+大罐沉降化學(xué)脫水流程進行處理：井排
來液一三相分離器一一次加熱爐一一次沉降罐一
二次沉降罐一低含水罐一凈化油罐一外輸，或者對
凈化油進行穩(wěn)定后外輸。
勝利油田采用該流程的站有樂安、義和、埕東、
飛雁灘、東三、東四等聯(lián)合站共27座。盡管各站流
程各異，但共同的特點是原油脫水進行一級加熱。
勝利油田一級加熱流程部分聯(lián)合站能耗分析如表
l所示。從表1可以看出，脫水處理原油比重大，
加熱水負荷占系統(tǒng)熱負荷的比例較高，高達60％
～85％，其中，樂安聯(lián)合站站內(nèi)能耗最大，噸油處理
耗能折算成消耗燃料油約12．27埏，則每天消耗的
燃料油高達18．4t。
表1勝利油田一級加熱流程部分聯(lián)合站能耗分析
1．2流程Ⅱ類：二級加熱+大罐多級沉降化學(xué)脫水
(或加電脫水)
采用三次采油或聚合物驅(qū)開發(fā)的油田稠油。這
類原油共同特點是原油粘度高，油水密度差縮小，
原油脫水難度比較大，脫水流程長、原油脫水溫度
高。通常，采用二級加熱+大罐多級沉降化學(xué)脫水
萬方數(shù)據(jù)
節(jié)能2011年第9期
一22一ENERGY CONSERVATION (總第349期)
流程：井排來液一三相分離器罐一一次加熱爐一一
次沉降罐一二次沉降罐一二次加熱爐一三次沉降
罐一凈化油罐一外輸。
或者采用二級分離+二級加熱+大罐多級沉
降脫水流程：井排來液一一級三相分離器一一次加
熱爐一二級三相分離器一二次加熱爐一一次沉降
罐一二次沉降罐一三次沉降罐一凈化油罐一外輸。
勝利油田采用這類流程的站有濱南稠油首站、
盤二聯(lián)、陳莊聯(lián)、東一聯(lián)(有穩(wěn)定)、雜￡聯(lián)(有穩(wěn)
定)5座。這類站的共同特點是原油粘度高，油水
密度差縮小，原油脫水難度比較大，脫水流程長、脫
水溫度高。勝利油m-級加熱流程聯(lián)合站能耗分
析如表2所示。
表2勝利油田二級加熱流程聯(lián)合站能耗分析
從各站能耗分析可以看出，除盤二聯(lián)合站外，
其他4站均有較大節(jié)能潛力，加熱水負荷占系統(tǒng)熱
負荷比例達到50％一84％，加熱系統(tǒng)能耗大，東二
聯(lián)噸油處理耗能折算成消耗燃料油高達14．17kg。
1．3流程Ⅲ類：三相分離器預(yù)分水+電脫水+原
油穩(wěn)定
這類流程主要適應(yīng)于油品密度較低(原油比
重低于0．9，中質(zhì)油)，進站原油經(jīng)過三相分離器、
大罐沉降預(yù)分水后，加熱爐僅對電脫水器處理后的
低含水原油進行加熱，加熱系統(tǒng)能耗相對較低。
代表性流程為：井排來液一三相分離器一沉降
罐一電脫水器一加熱爐一原油穩(wěn)定塔一凈化油
罐一外輸。
勝利油田辛一聯(lián)、辛三聯(lián)、102聯(lián)、臨盤二首
站、渤三聯(lián)共5座站采用該流程。勝利油田預(yù)分水
熱流程聯(lián)合站能耗分析如表3所示。
從表3各站熱能能耗分析可以看出，除盤二聯(lián)
合站外，其他4站均有較大潛力，被加熱油含水率
10％～40％，加熱水負荷占系統(tǒng)熱負荷比例8％～
28％，除辛一聯(lián)、渤三聯(lián)外，其余3座聯(lián)合站噸油處
理耗能折算成消耗燃料油僅為2kg左右，加熱系統(tǒng)
能耗較低。
表3勝利油田預(yù)分水熱流程聯(lián)合站能耗分析
1-4流程Ⅳ類(脫水站)：一次加熱+大罐沉降流程
進站原油油品比重較輕，站內(nèi)將含水油進行加
熱沉降后，輸送到聯(lián)合站處理，不直接外輸合格原
油，流程為：井排來液一一次加熱爐一一次沉降罐
一低含水油罐一外輸。
勝利油田這類站較少，代表性的有永一聯(lián)(能
耗分析如表4所示)。從表4可以看出，永一聯(lián)被
加熱油含水率5％一20％，噸油處理耗能折算成消
耗燃料油僅為1．49kg，加熱系統(tǒng)能耗較低。
綜上分析，隨著稠油油田開采及三次采油、注
聚合物等影響，普通稠油、超稠原油比重大、粘度
裹4簡單脫水站節(jié)能潛力分析表
噸油處理耗站名主蘭燃∞篙耥荷／i徽七t費1能折算耗油
／l^5b一．。-I／t
永一聯(lián)0．89 5～20 820 273kW／33％ 1．49
高，站內(nèi)原油脫水溫度要求高，加熱水負荷比例大
(超過60％以上)，原油脫水系統(tǒng)能耗大。根據(jù)對
勝利、中原、河南等油田現(xiàn)場調(diào)研，噸油處理耗能折
算耗油平均高達8～14kg(第1、Ⅱ類流程)，有很大
的節(jié)能潛力。
對于油品比重較低、粘度略低的油品，直接采
萬方數(shù)據(jù)
2011年第9期
(總第349期)
節(jié)能
ENERGY CoNSERVATION 一23一
用三相分離器預(yù)分水后，對低含水原油進行加熱脫
水處理，系統(tǒng)能耗較低(第Ⅲ類流程)，噸油處理
耗能折算耗油平均為2—4kg，節(jié)能潛力不大。對
于處理原油比重低的脫水站(第Ⅳ類流程)，站內(nèi)
噸油處理耗能折算耗油平均lkg左右，系統(tǒng)能耗
低，基本沒有節(jié)能潛力。
2設(shè)備不保溫?zé)崮苣芎姆治?
通常站內(nèi)油氣處理系統(tǒng)的管線及處理設(shè)備多
數(shù)進行了保溫?，F(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，勝利油田有十幾個
站儲油罐未進行保溫。每個罐由于原油的停留時
間不同，溫降是不同的，最高溫度降達12℃，存在
一定的熱能損耗。
對于站內(nèi)油罐具體保溫工程，需根據(jù)不同的氣
候及站內(nèi)工藝流程及參數(shù)進行大罐傳熱計算、節(jié)能
分析、合理選擇保溫材料及厚度，進行經(jīng)濟效益分
析比較。當其他條件相同時，沉降罐的罐容越大，
則每經(jīng)過一次沉降過程，節(jié)約的原油就愈多，節(jié)能
效果越明顯；而當其他條件相同時，氣候條件越惡
劣，則保溫的效益就越好。通常，在計算其經(jīng)濟效
益時，影響因素較多，例如罐的外型尺寸、罐的充滿
程度、進罐溫度、停留時間、保溫形式等。
經(jīng)過測算，對勝利油田坨一聯(lián)、坨二聯(lián)、郝現(xiàn)
聯(lián)、孤東和孤島采油廠下轄聯(lián)合站等14個站內(nèi)大
罐及樁西站脫水器進行保溫措施，預(yù)計可以減少散
熱損耗折算原油0．6t／d。
3節(jié)能建議
勝利油田開發(fā)進入中后期，隨著稠油油田開采
及三次采油、注聚合物等影響，稠油或超稠原油比
重大(0．90以上)、粘度高，脫水溫度要求高，站內(nèi)
加熱能耗大。因此，這類站原油脫水處理能耗潛力
很大(I類、Ⅱ類流程)，是勝利油田聯(lián)合站節(jié)能改
造的重點。
1)利用游離水預(yù)脫除技術(shù)積極進行流程改
造。采用游離水預(yù)脫除技術(shù)，在原油處理站采用先
脫水后加熱流程，實施節(jié)能改造，如樂安聯(lián)改造或
更換分水器，降低加熱原油的含水率，預(yù)計每天可
節(jié)省8．3t燃料油，年節(jié)油高達3000t。
2)開展稠油、特稠油脫水專項技術(shù)研究工作，
提高分水效果。勝利孤東等許多老油田的原油綜
合含水高達90％以上，注聚合物開發(fā)使得液體性
質(zhì)變差，油水分離效果差，原料油進加熱爐含水高，
消耗掉大量燃料。
稠油、高含水含聚合物原油和含鹽原油等所占
的比例越來越大，需要地面工程進一步創(chuàng)新原油處
理技術(shù)。如何提高稠油、特稠油處理站的分水率還
應(yīng)開展一系列破乳、分水專項技術(shù)研究工作。僅勝
利油田孤東和孤島采油廠所轄稠油、特稠油聯(lián)合站
每年可節(jié)省2．04萬t燃料油，節(jié)能潛力巨大。
3)積極應(yīng)用高效加熱爐，優(yōu)化控制加熱爐運
行。近些年，最新的傳熱、換熱和燃燒技術(shù)在加熱
爐制造中得以應(yīng)用，新產(chǎn)品主要有真空加熱爐、常
壓高效節(jié)能水套加熱爐、分體相變加熱爐等，設(shè)計
效率最高可達到90％。勝利油田孤四聯(lián)合站應(yīng)用
了2臺分體式相變爐，用于含水油的加熱升溫，在
實際使用過程中取得了較好的效果。通過測試，熱
效率達到約89％，高于此前在用水套爐13個百分
點。
4)站內(nèi)流程換熱改造，充分熱能利用效率。
在聯(lián)合站原油穩(wěn)定后凈化油直接外輸。通常原油
穩(wěn)定塔出口原油穩(wěn)定高達90℃以上，在原油外輸
之前使其與進加熱爐的含水原油進行換熱，又能加
熱爐的進油溫度，減少了燃油量。如勝利辛一聯(lián)合
站將穩(wěn)定塔出口熱油(90—95℃)，經(jīng)換熱器換熱
后外輸，站內(nèi)能耗明顯下降，節(jié)能效果明顯。
5)實施設(shè)備保溫、站內(nèi)換熱流程改造，充分熱
能利用效率。實施設(shè)備、罐體保溫，盡可能降低熱
能損耗。在聯(lián)合站原油穩(wěn)定后凈化油直接外輸。
通常原油穩(wěn)定塔出口原油穩(wěn)定高達90℃以上，在
原油外輸之前使其與進加熱爐的含水原油進行換
熱，又能加熱爐的進油溫度，減少了燃油量，節(jié)能效
果明顯。
參考文獻
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設(shè)計，2008，19(4)：41—43．
[2]高大軍，王宇，陳秀和，等．中頻感應(yīng)加熱電源在油井電
加熱系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．節(jié)能，2003，(11)：43—44．
[3]王貴生．勝利油田節(jié)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]．節(jié)能，
20lO，(3)：55—58．
作者簡介：徐孝軒(1978一)，男，江蘇邳州人，博士，高級工
程師，從事油氣集輸工藝、油氣田地面工程規(guī)劃、研究和咨
詢工作。

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