原油储运电加热系统效果评价

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1、林区拉油井组储罐原油电加热应用研究郭培杰续博燕海洲（长庆实业集团葫芦河项目组）摘要：电能是一种干净清洁的二次能源，甘肃合水地区境内存在大范围的林场，出于对林业资源的保护以及节约利用能源的考虑，作业区利用该地区电网大面积覆盖的优势，利用电加热水循环系统对拉油井组储罐原油进行加温，使储罐原油温度保持在30℃以上，在保证正常原油拉运的前提下，既降低了对环境的污染，又减少了投资成本，达到了节能降耗，经济开发的目的。关键词：电能；电加热器；设备选型；节能降耗1引言在原油生产中，有些区块油井由于地处偏远无法进入油田的原油管道集中输送，只能在井口安装原油储灌(每口井安装1～2个40m3罐)，贮存油井生产的原

2、油，然后用罐车外运。从贮油罐中向罐车里装原油，必须把贮油罐中的原油加热到一定温度，拉油井组储罐原油温度必须保持在25℃以上才能保证正常拉运。因此，贮油罐的加热就成为这些油井能否正常生产和成本高低的关键[1]。我生产区块大部分处于甘肃省合水县境内，在气候区划上属于暖温带半湿润区，由于子午岭主梁纵贯合水林业总场南北，形成岭东、岭西迥然不同的气候特征。岭东的连家砭、太白、平定川林场境内温凉湿润，年平均气温7.40℃，最高气温36.70℃，最低气温-27.70℃。本地区冬季气温很低，对原油拉运造成了一定程度的困难，必须要对原油储罐进行加热才能保证生产正常运行，但是我主要生产区处于林场范围内，不能够使用

3、明火，所以考虑到林区防火管理规定以及工业生产安全，采用电加热是我们的最佳选择。2原油储罐加热系统类型分析一般而言，油井附近没有热源可以利用，须配置小型锅炉来燃烧燃料为油罐提供热能。根据结构型式，油罐加热装置分为直接加热式和间接加热式。直接加热式如图1所示，加热炉与油罐整体布置，结构紧凑，利用燃料燃烧产生的烟气流过油罐中的烟管加热原油。该种加热方式结构简单，设备紧凑，但安全性较差。图1直接加热式间接加热式就是将加热炉与油罐分离开来，独立布置。某种介质在加热炉中吸热升温，流经油罐中的换热器放热降温，然后流回锅炉如此循环。所用工质有水、蒸汽、导热油等。由于导热油价格昂贵，容易失效，应用较少。该种加热

4、方式，系统较为复杂，但安全性能较好。现在在油田原油储运中大多数采用的都是间接加热的方法，但是在间接加热的方法中需要选择与工作环境以及外部条件相符合的加热炉，由于合水地区冬季储罐外部温度经常处于0℃以下，如果采用燃煤锅炉加热系统，燃烧效率低，且不符合森林防火管理条例，容易引发森林火灾。利用电能加温技术对储罐原油进行加温，使储罐原油温度保持在30℃以上，能满足日常生产要求，达到节能降耗的目的。3加热系统的工作原理电能加热系统的工作原理为：油井产液经管线密闭进入油罐后，在电加热器的加热作用下，补水箱的水加热到80℃，通过循环泵开启进入加热盘管与原油换热后进过管线后回到加热罐继续加热，使油罐始终保持在

5、一定的温度。油罐加热所需热量为：Q=q油+q散，即式中Q加----加热原油所需热量，kj/h，q油----油品升温所需热量，kj/h， q散----加热油品时，罐所散失热量，kj/h，M----被加热油品的质量，kgt1----加热终止温度，t2----初始温度，C----油品在温度t1和t2时比热的平均值，kj/kg•℃，K----罐壁向空气传热系数，kj/m2•h•℃，s----加热升温时间，h，F----储罐的表面积，m2，ty----油品平均温度，tyz-油品加热起始温度tys-油品加热终了温度tj-油罐周围介质温度t0----环境温度，℃，油罐保温所需热量按下式计算Q保=M•C•Δt

6、式中Q保----保温所需热量，kj/hM----被保温的油品质量，kg，C----保温油品比热，kj/kg•℃，Δt----降温速度，℃/h，外界温度在12--15℃时，降温速度不大于2℃/h。油罐管式加热器的加热面积计算[2]加热面积式中：F—加热器面积，m2；Q—单位时间内加热油品所需的总热量，W；K0—热源通过加热器对油品的总传热系数，W/(m2·℃)；t1—热源进入加热器时的温度，℃；t2—热源在加热器出口处的温度，℃；ty—罐内油品在加热过程中的平均温度，℃3.1电能加热器的选型目前国内使用的电能加热器类型主要有防爆型电加热管、真空管电加热器、U形管真空管电加热器。根据合水地区的气候

7、条件和各种加热器的特点，按照安全性、系统经济性的选型原则综合考虑，最终选择了防爆型电加热管，其安全系数高，热效率高，经济实用，是目前国内市场普遍使用的产品。3.2储热水箱的配置与选型选用干净卫生的SU304不锈钢保温水箱，可达到饮用水标准。为了加强保温，采用40cm厚聚氨酯保温。储热水箱的容量按照可以满足高峰时用热水量设计。3.3加热盘管的选择计算本系统加热盘管采用D57×3．5无缝钢管制作，其结