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稠油集输系统能量平衡分析及节能对策
2007-09-18 23:47:59 来源: 作者: 【 】 浏览:825次 评论:0

许秀梅,李东明,王志国

摘要:建立了稠油集输系统的能量平衡分析模型,给出了评价指标及其计茸公式。并利用实测数据对某稠油集猪系统进行了分析计葬,根据浏算结果提出了降低系统能耗的一些建议。
关键词:稠油集输;能量平衡;节能
中图分类号:TE89  文献标识码:B  文章编号:1004一7948(2005)10一0039一02

    稠油中的胶质、沥青等含量高,具有粘度高、密度大、凝固点低等特点,因此,在集输过程中,要求输送温度较高。另外流程中管网阻力损失也较大,易导致其集输过程的热力消耗及动力消耗远高于稀油集输过程。因此对稠油集输系统进行节能降耗研究,对提高稠油开采的经济性,促进稠油的生产发展,具有重要意义。
    目前稠油集输过程能耗仅有一个宏观统计量,各环节的能耗仅有定性分析,尚无定量分析,因而不能为节能技改提供依据。为此,对有代表性的曙四联稠油集输系统进行了能量平衡分析,并根据测算及分析结果,提出了降低该系统能耗的一些建议。
    1集输系统能量平衡分析模型
    集输系统灰箱模型[1]如图1所示。

    集输系统总供给能量为:

式中 El,i一子系统能损值。
    集输系统的能量利用率为ηse=1-∑Ke,i
    2曙四联集输系统能量平衡测算结果
    曙四联稠油集输系统由1座联合站、28座小站、1千余口油井及连接管网组成,年集油175万t。为满足计算要求,对1座联合站、9座小站及所属215口油井进行了详测,其余小站及油井取统计数据。
    2.1子系统能量平衡浏算结果
    (1)联合站子系统能量平衡测算结果
    联合站子系统能量平衡测算结果列于表1。

    (2)小站于系统侧算结果
    测试的小站子系统能量平衡结果见表2。

    (3)管网子系统能损测算结果
    在测试9座小站子系统的同时,测试了其所属管网,能损测算结果见表3。

    2.2曙四联稠油集输系统能量平衡计算结果
    曙四联稠油集输系统能量平衡计算结果见表4。
    3结果分析及节能对策
    3.1据前述浏葬结果,对曙四联集输系统用能状况进行分析
    (1)曙四联集输系统能源利用率为30.40%,在各油田中属中等水平。若考虑到稠油自身特点,其集输能耗较稀油集输能耗高是正常现象,则可以认为在原油生产企业中该系统的能量利用属中上水平。但与集输系统用能先进企业(能源利用率在40%左右)相比,则还有较大的差距。
    (2)在系统的管网、小站和联合站的三个子系统中,小站能损最高,占系统总能损的44.7%,其次是管网占38.5%。联合站在系统中能损率虽不高,但从联合站子系统的能量平衡结果看,在能量利用上仍有明显的薄弱环节。由此可以认为,管网、小站和联合站三个子系统都有节能潜力,在提高能源利用率方面都有工作可做。
    (3)联合站子系统能量利用率为52.85%,能源利用率偏低。从各个环节来看:
    ①站内加热环节能损占总能损的71.07%,即有三分之二以上的能量损失在加热过程中。据测算结果,加热炉运行效率在52%~73%之间,平均65%左右,热损很大,应列为改造重点。
    ②联合站内罐及管网,能损系数为13.34%,热损高,应对站内罐及管网保温加以改进。
    ③虽然机泵能损系数为1.24%,却占其供给电能的40.51%,有必要开展提高机泵运行效率的研究。
    (4)对小站子系统分析
    ①在掺水、掺稀油和三管伴热三种流程中,平均能量利用率以掺稀油流程为最高(62.07%)。可见从能量有效利用的观点看,应优先选择掺稀油流程。
    ②在三种流程中,能量利用率最高的与最低的站相差13.65个百分点。其中能量利用率低于55%的站占25%,低于60%的占62.5%。从测试结果来看,小站能量利用率不高,主要是站内加热炉及机泵负荷率过低,效率不高造成的。
    (5)管网子系统对比分析
    ①在掺水、掺油和三管集输流程管网中,平均折算能损最高的是三管流程80.53MJ/t(折),最低的是掺稀油流程53.08 MJ/t(折)。这是因为三管流程管网总散热面积大,往返两条热水管线,管内对流传热系数α大,导致散热损失增加。
    ②从管网能损的大小判别,掺稀油流程优于他两种流程。这是由稀油的比热、导热系数比水所决定的。从减少管网能损考虑,在稀油资源有障的情况下,应优先采用稀油流程。
    ③三种流程的Ⅱ段管网能损均高于Ⅰ段管网,其中掺水流程的Ⅱ段管网比Ⅰ段管网高41%,对这部分管网应查找原因,加以改进。
    3.2提高系统能量利用率的具体策略
    3.2.1对单体设备采取以下改造措施
    (1)加热炉:对于负荷率<25%,运行效率<60%的加热炉,将其更换为热功率相匹配的高效加热炉;对于负荷率在25%~45%间的加热炉,可考虑采用“二合一”方式。如将外输炉与掺水炉合一加热,以提高负荷率;将手动调风装置改为自力式比例调风装置,以控制α为正常值;对散热损失超标的加热炉,应更换绝热材料或改进保温结构。
    (2)机泵:电机和泵的负载率都低的应更换合理匹配的新机组;将低效的机组或电机或泵更换为高效的;研制适于稠油集输的高效泵。
    (3)管网:对散热损失较大的管网,检测保温状况,加以改造;逐渐以掺油或掺水流程取代三管伴热流程。
    3.2.2对系统采取以下改造措施
    (1)对系统内集输过程各工艺环节的设备进优化配置;
    (2)对系统内集输过程工艺参数进行优选,逐实行优化运行。

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Tags:稠油 系统 能量 平衡 分析 节能 对策 责任编辑:我心依旧

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