油气集输系统能流研究评价技术和应用

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1、油气集输系统能流研究评价技术和应用　　【摘要】在原油计量、油气集输、油气分离、原油脱水、原油稳定过程中，用热点多，工艺复杂，对整个系统的能耗情况、节点的相互影响关系、能量利用的薄弱环节缺乏整体把握，用能的分析评价尚未形成一套有效的评价方法。本文对集输系统用能评价方法、能流关系、节能途径等进行了详细论述。【关键词】集输系统；能流分析在原油计量、油气集输、油气分离、原油脱水、原油稳定过程中，用热点多，工艺复杂，对整个系统的能耗情况、节点的相互影响关系、能量利用的薄弱环节缺乏整体把握，用能的分析评价尚未形成一

2、套有效的评价方法。因此，确定不同类型、不同层次节点和环节用能的有效评价方法，在此基础上进行配套集成，形成了集输系统整体用能的分析评价方法。应用集输系统整体用能的分析评价方法和用能评价的指标体系，对集输系统的用能状况进行分析评价，分层绘制集油系统、站库、输油系统及其所辖装备、工艺环节、整个集输系统的能流图，分层次地把握集输系统能量利用的薄弱环节，为集输系统整体用能优化和技术升级改造提供指导。1.集输系统用能评价方法1.1工艺指标、能量利用和转换指标6工艺指标：联合站单位原油处理量燃料气（油）的消耗、联合站

3、单位原油处理电的消耗；联合站的集输吨油综合能耗；联合站处理吨液综合能耗。能量利用和转换指标：热能利用率、电能利用率、联合站的能源利用效率。1.2能流关系分析方法能量转换与传输环节：油气集输系统所需的能量除一部分由回收循环提供外，大部分需由外界补充供入，按照有效供入能所要求的形式、数量、品位提供给体系和工艺物流的设备和工段，集输系统所用的设备中，加热炉、机泵以及电脱水器都属于此环节。能量利用环节：在集输系统中能量利用环节包括管网和分离器，沉降罐，热化学脱水器，净化油罐等设备，该环节总用能的合理性是影响整个

4、工艺总用能的主要因素，其评价指标为能量利用效率。1.3能流节点分析法e-p分析法对集输系统的各个用能环节，从微观角度揭示了用能合理性，尤其对现阶段的油田开发，集输过程中更多的能量转化到水中，其评价指标工序折合比和工序能耗更加直观地体现了这一点。6集输系统的主要目的是实现分水、加热降粘和加压外输。处理工艺不同，油、气、电和煤等能源的投入量不同，因此集输系统节能就是节油、节电。油气处理工艺的主要能耗对应两个方面：散热造成的能流损失；油气损耗和药剂造成的质量流损失，因此集输系统降耗就是“降低能流损失”、“降低

5、油气损耗”、“降低药剂使用量”。2.油田不同层面能流图与能流分析2.1联合站、接转站电能能耗现状2011-2012年对24个接转站的47个泵机组进行了机组效率测试和评价。其中合格率为20/47=42.5%；原油外输泵27台，合格率为44.4%。在统计的接转站泵机组中，达到国际先进水平的占4.2%，达国内先进水平的占17%，达五星级标准的占48.9%；泵机组效率低于30%的占23.4%。对30个联合站的140个泵机组进行了机组效率测试和评价，其中合格率为22/140=15.7%。在统计的联合站泵机组中，达

6、到国际先进水平的占10.7%；原油外输泵37台，合格率16.2%；泵机组效率低于30%的占25.7%。2.2联合站、接转站热能能耗现状2011-2012年统计联合站150台加热炉，合格率138/150=92%，经过近年的加热炉改造和运行管理，加热炉运行工况得到很大改善，合格率提高了74.24%，联合站加热炉平均效率为82.2%，平均热能利用率为18.46%。6综上所述，集输系统接转站、联合站电能、热能能耗现状，接转站接转站、联合站泵机组合格率远低于加热炉合格率，泵机组电能变热能现象普遍，能流方向不合理。

7、即：联合站电能利用率普遍小于系统电能利用率；接转站加热炉效率普遍偏低，重点普遍改造；联合站加热炉效率合格率高，重点进行个别加热炉改造；联合站热能利用率偏低，由于加热炉热效率达标率高，设备散热和污水携带热量占主导因素。2.3不同层面能流图和能流分析集输系统能流分析的内容主要包括：能流结构、能流之间的转化关系、主要用能指标的分析评价。本部分在集输系统能量分析与仿真系统平台基础上，以26个联合站进行仿真计算，重点研究联合站和采油厂两个层面上的能流关系，根据能流图和能流分析结果，分层次把握关键耗能工艺环节和关键

8、耗能设备的用能薄弱根源，给出切实可行的节能途径。3.能流关系动态分析（1）联合站能流关系动态预测：主要考察加热炉效率、换热器效率、分离器后含水率、环境温度和设备保温等对联合站能耗的影响程度。6（2）能流诺莫图：影响联合站处理能耗的因素复杂，为了现场更方便的实施能耗监测、分析、评价和调控节点参数，通过能流分布曲线图可直观、准确地确定当前工艺条件下处理吨油能耗。该图具备以下功能：（a）正问题：根据环境温度、来液参数和加热炉效率确定能耗；（b）反