油气集输系统能耗分析与节能技术钱宇程

发表时间:2020/7/22   来源:《科学与技术》2020年2月第6期   作者:钱宇程
[导读] 随着石油田的开采,石油总储备量不断下降,石油开采难度和成本上升

         摘要:随着石油田的开采,石油总储备量不断下降,石油开采难度和成本上升,行业整体步入瓶颈期,如何节能降耗、如何降本增效已经成为石油天然气行业发展的首要问题。石油开采过程中,油气集输系统、原油处理系统、泵站等部分都是能耗大头,想要进行石油开采的可持续发展,必须从油气集输系统的节能入手,运用针对性技术,实现石油开采领域的节能减排。本文从油气集输系统的能耗现状入手,分析油气集输系统的节能技术,为石油开采领域的节能降耗、降本增效提供一些思路和帮助,为我国环境保护工程提供辅助。

         关键词:油气集输系统;能耗;节能技术

         油田产量逐年减少,而单位产量的能耗却只增不减,能源短缺问题的日益严重也在一定程度上影响了我国石油开采业的持续发展。石油行业整体步入寒冬期,节能降耗成为当前降本增效的关键,而油气集输系统却是油田生产过程当中的主要能耗环节之一。因此,以油气集输系统的能耗作为切入点,优化生产工艺,提高节能技术的水平,做好节能降耗的工作,提高油气集输系统对能源的利用率,以降低生产成本,增加石油企业的经济效益。

1油气集输系统能耗现状
         1.1能耗较高
         目前,我国大部分的油气集输系统仍处于比较落后的状态,对原料的利用率低,对能源的消耗量高,对污染物的处理效果有限,节能减排的提升空间较大,迫切需要得到优化、升级和完善。
         1.2油气损耗高
         对油气产品进行运输的过程中,油气产品需要最大程度的密封,尽可能避免油气的挥发,油气的挥发程度越高,对油气产品的损耗越大,油气产品的经济利润越低,挥发出的油气产品对大气、水环境的污染也较大,这种现象急需解决,也是油气集输系统实现节能减排的重要途径。
         1.3环保处理效果有限
         随着社会生产对原油需求量的增加,石油开采的迫切性不断增加,油气在地面集输系统中进行油水的分离、沉降、污水处理的难度也不断增加,在一定程度上影响石油开采领域的可持续发展。想要进行油气集输系统的节能减排,必须从环保处理方面入手,减少污染物的排放,对能够再利用的部分进行利用,减少对能源、资源的消耗,减少石油开采、利用对周边环境的影响。
2油气集输系统节能技术
         针对上一点中提到的我国油气集输系统中存在的问题,我们针对油气企业的探索、优化、升级进行了分析和探讨,切实提高石油开发领域中的能源利用效率和污染物控制成果,最大程度上进行节能减排、降本增效。近些年逐步应用、成熟的油气集输系统节能技术主要有以下几点:
         2.1加热炉节能技术
         在石油开采、油气集输过程中,加热炉是用于油井掺水、热洗、采暖伴热等环节的设备,是一个能耗较高的设备,节能技术不可忽视加热炉部分。加热炉节能首先需要从加热炉本身入手,在选用加热炉时选择效率更高的款型,如果加热炉本身能源利用效率不高,使用其他技术的效果也同样有限;其次,选择与加热炉配套的燃烧器,对加热炉加热过程所产生的废气进行回收和再利用,降低加热炉的能耗,提高加热炉的节能减排效果;然后,运维人员做好加热炉的保养、维护工作,磨刀不误砍柴工,做好加热炉的保养和维护工作能够保证加热炉的工作质量和效率,为加热炉部分的节能减排技术实施创造环境基础;最后,在工作油井数目少的情况下,实施多口井、一台加热炉的工作方式,在工作油井数目多的情况下,实施一口井、一台加热炉的工作方式,可以有效节约加热炉能耗,减少加热炉污染物排放,实现节能减排。


         2.2余热回收技术
         余热回收技术是指对机械、加热炉、泵机等部分散发出的余热进行回收,作用于需要热能部分的节能技术,其中必须借助载热设备、工具来实施,最大程度上减少热量在输送过程的损耗,节约需要热能部分的能源消耗,是效果较好的节能技术。余热回收技术主要包括热交换技术、热功转换技术、低温余热利用等数种,常用于石油油气集输系统的余热回收技术为热泵的低温余热利用技术,加热炉的热交换技术,这些技术充分实现了油气集输系统对热能的再利用。
         2.3油气混输技术
         油气混输技术与油气集输技术的差异在于,油井当中生产出的石油、天然气、其他产品不经过处理、分离、初加工,直接采用泵和管道运输到处理终端,在终端部分进行处理,这种技术将石油、天然气的处理压力转移到了终端,减少了管道的数量,节约了成本,工作效率更高,提高油田的经济效益。目前,我国部分石油开采企业已经完成了油气集输到混输方式的改换,提高石油开采端的工作效率,提高了自身的经济效益。
         2.4提高管道的运输能力
         油气集输系统中,石油、天然气、其他产品的运输载体是管道,而管道的运输能力与管道进出口压力、温度有着极大的关系,当管道出口的温度越高时,管道出口压力越高,管道运输石油、天然气的效率越高。想要解决能源消耗与管道输送效率之间的相互影响,改变管道口径是十分重要的一个方法,改变口径、升高出口压力,能够有效节约管道出口出的升温消耗,实现管道运输的节能,提高管道的运输能力。
         2.5改变油水泵的频率
         在传统油田开采过程中,油田开采、油气运输等操作的准确性都比较低,虽然应用了一定比例的控制设备,但参数设置的合理性和有效性较低,导致消耗大量的电能才能完成少部分油气的集输,影响了油气运输的效率,提高了石油开采的成本,因此,操作人员要根据原油运输量、设备承载量等数据去设置阀门的开度、油水泵的数量,用最小的能耗运输最多的石油、天然气,提高电能的利用率,减少电能成本的投入,提高油气集输系统的节能水平。随着科学技术的不断发展,变频技术被应用于油水泵的运行调控中,使传统的输油泵转变为能够变频调速的输油泵,通过调整电动机的频率来调整电动机带动的泵机的转速,避免油气集输高峰泵机速度跟不上或油气集输低谷泵机却高频率运转现象的出现,提高油气集输系统的工作效率,提高对电能的利用率,减少对设备的不必要损耗,实现油气集输系统的节能。
         2.6优化油气分离技术
         油气集输系统是一种将石油、天然气分离后运输的系统,而石油资源开采过程中,石油和天然气往往是一同被采集出的,且随着油藏的发生,石油、天然气的采集比例会出现变化,因此,在石油开采、油气集输过程要监督油藏变化,确保能够开采到油气资源的同时,要及时根据油藏资源的变化来调整油气分离操作,提高油气分离设备的工作效率,降低操作成本。油气水三项分离器的使用,可以有效降低分离成本,提高分离质量和效率,提高油气集输系统的节能效果。
结语
         油气集输系统是石油开采过程中十分重要的组成部分,尤其在海上石油平台的运营中不可获取,油气集输系统实现节能减排对石油开采领域节能减排具有决定性作用,对石油产业有着重要的影。通过对油气集输系统的能耗进行具体的探究,分析了造成油气集输系统能耗的现状,并探讨了相关的油气集输系统的节能技术。因此,为了提高油气集输系统的资源利用率,工作人员要选择高效的设备,加强监测力度,并定期进行相关生产设备的检修维护工作,确保油气集输系统的正常运作,从而达到节能降耗的目的,减少温室气体的排放,为我国的环境保护增添一份力量,同时,也给石油企业带来可持续性的发展。
参考文献:
[1]李世栋,孙晨旭,曹鑫鑫.油气集输系统节能降耗技术的研究分析[J].化工管理,2018(31):92-93.
[2]李岩.油田集输系统的能耗分析及节能措施的运用[J].中国石油和化工,2016(S1):165.
[3]卢洪源.新时期油气集输系统节能降耗技术研究与分析[J].中国石油和化工标准与质量,2013,(19).

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