用能系统节能分析方法的内容简介
程国君
[摘 要]随着国家经济的发展和人民生活水平的不断提高，对能源的需求也大幅度提高，油田项目不断扩大，油气的开采也越来越复杂。然而，资源是有限的，油气的开采也日益困难。油气集输过程作为油气开采的重要环节首先引起了人们的重视，提高油气集输技术，降低油气集输过程能耗将直接影响整个油气的开采工作。本文旨在分析目前油气集输系统存在的问题及原因，进而探讨油气集输系统的节能降耗技术。
[关键词]油气集输站 耗能分析 节能措施
中图分类号：S861 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）06-0020-01
油气集输系统主要包括油气分离，油气计量，原油加热，原油脱水，原油稳定等工艺，这些环节相互制约，相互配合，共同组成了油田地面工程的核心。油气集输过程需要消耗大量能源，是整个油气开发和生产过程中最为耗能的环节之一。因此，油气集输系统的节能降耗工作迫在眉睫。但是，油气集输系统复杂庞大，分散，热损耗大，不易管理，这些特点直接制约了油气集输系统的节能降耗工作，也直接影响了将油气转化为油气产品。此外，随着油田进一步开发，在高水量的开发后期，油温就会上升，油气处理难度将进一步加大，耗能和成本也将进一步加大。
1、油气集输系统能耗情况分析
油气集输系统能源损耗和油气损耗是耗能的两个主要方面。随着各大油田开发陆续进入高含水开发后期，油气处理的难度越来越大，处理的工艺要求越来越高，设备有不同程度老化，油气处理的成本也逐渐增加，但是人们对能源的消费量却在持续增大，因此油气集输系统必须进行节能改造，加强系统的密闭性，降低油气处理过程中的损耗。造成油气集输系统耗能量大的原因有很多方面，比如现阶段油田油水比例变化导致相关设施和工艺水平不适合，设备的运行能力达不到要求，对正常生产造成制约。除了集输工艺不适应，还有的集输设备出现老化，影响集输系统油水分离、脱水、沉降等工艺操作，使运行过程难度加大，降低集输系统的平均效率。有的老油田内关键设备由于长期运行，故障发生率很高，设备改造不仅难度大，还需要花费大量资金，因此经常发生事故成为耗能的一个方面。除了在脱水、加热等工艺过程中的能源损耗，集输系统中各个转油站、管网也都存在能量损耗。管道内的热量损失和转油站的气损占的比例很大，节能工作的重点应该在这两个方面进行。
2、降低油气集输系统耗能的措施
对于我国各大油田集输系统的耗能现状，不断推出新的技术和油气处理工艺，力求节约能源，降低油气集输系统能量消耗。目前单项技术节能、区域油田综合节能和矿场处理工艺调整等方面的节能技术进展不错，但是对油气集输系统的优化过程所开展的节能措施还不多，从系统整体进行节能的方法还有待开发。各大油田都在研究新型节能降耗的方法，主要在以下几个方面实施了节能技术：
2.1 加热炉节能降耗技术
加热炉可以进行脱水、油井掺水等工艺，还可以进行热洗、采暖伴热。加热炉的效率与加热炉的类型、空气系数和燃烧器、排烟温度和炉体散热损失等参数相关。为了提高加热炉的效率，降低能耗就得解决加热炉耗气量大的问题，首先选择效率高的加热炉，技术方面要选相对成熟的高效加热炉，另外燃烧器要保证燃料能充分燃烧，才能提高加热炉效率。如果空气过剩系数较大，气体会从加热炉带走大量热能，这样就降低了加热炉的效率。但是空气过剩系数太小会影响燃烧效果，使燃料不能充分进行燃烧，从而降低了加热炉的效率。因此在实际生产过程中，要求加强生产管理，调整合适的空气系数，不仅保证燃料能够充分燃烧，获得高的燃烧效率，达到降低耗气量的目的。由于加热炉接触的物质多为油污水，很容易矿化，结垢在内表面，使热能传导效率降低，所以需要定期清理加热炉，消除污垢，提高能量利用率。管道的防腐保温层保护不好也会增加炉体本身热量损失。开发的新型多井式加热炉在节能方面也表现出良好特性，有效的降低了油气集输站内加热炉的使用量，采用该设备可同时对2～4口气井进行加热，原来的加热炉一个油气集输系统中需要使用7～8台，花费的价钱和消耗的能源都非常大，改进后一个油气集输系统中只需要使用2～3台加热炉，控制过程还可实现计算机自动控制，能够有效的降低能耗，保证加热和节流工艺的效果，设备的利用率也大大提高。如果集输系统中井的数量多，流量变化大，就会给加热炉的温度控制造成影响。对于不同产量氣井同时控制方面还需要钻研，设计出合适的多井式加热炉[1]。
2.2 油污水余热回收技术
利用逆卡诺循环原理，采用载热介质吸收低温余热，并在温度较高处释放出热量的热回收装置被称为热泵。该装置可实现低温热能向高温热能的转换，使能源的利用效率大大提高，是将低温余热有效回收的重要方式。
2.3 低温集油和不加热集油工艺技术
低温集油技术依靠油井生产的自身压力，借助前期反应的温度将液体输送进集油管线的一种工艺。相比传统双管掺水工艺，不仅降低了电能的消耗，还减少了天然气消耗。该工艺安全可靠，管理操作都非常方便。采用低温集油技术有效减少了掺水耗气现象的能量损失。对于不加热集油又可分为单管不加热集油法和双管不加热集油法，还包括掺常温水和掺低温水的不加热集油法。通过技术人员对各大油田地质物性、原油特点和气候等条件的研究对比，普遍在油田推广使用了不加热进站、不加热外输等不加热集油工艺，精减了集输干线上的加热保温系统，在节能方面发挥出很好的效应[2]。
2.4 油气混输技术
近年来，海上油田兴起油气混输技术，主要是在未分离原料的情况下，将井口的物料直接用混输泵输送进油气水处理终端，进行综合处理。原来的海洋采油在采集油气时需要独立的海底分输管道和天然气压缩机、原油外输设备和三相分离器等来实现油、气、水三相分离。油气混输技术的采用仅仅依靠混输泵和混输管道来降低井口物料的压力，简化处理工艺，降低了设备费用和工程花费，提高了油气田开发效益，在节能降耗方面发挥出重大作用，增加了油井采收率和企业的经济效益。
油田企业要想持续发展，必须在节能降耗方面开发新技术，降低油气集输系统的能耗。大力的推广新型设备和油气集输加工工艺，改进系统中的耗能设备，优化油气集输过程的工艺流程，有利于提高整个集输系统的综合效益，真正提高能源的利用率。
参考文献
[1] 蔡广星，许康，马猛.油气集输分布式能源系统的构成及节能效果[J/OL].油气储运，2015，34（10）：1119-1123.
[2] 刘扬，魏立新，李长林，徐亚萍.油气集输系统拓扑布局优化的混合遗传算法[J].油气储运，2003，（06）：33-36+60-63.
