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2013年江汉油田主要集输设备节能监测统计与分析

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(此首发)

作者:王文捷    
【摘 要】在原油集输系统中,加热炉和输油泵耗能巨大,本文根据节能监测站2013年对江汉油田各采油厂所监测的加热炉和输油泵的节能监测结果进行统计和对比,并分析设备效率低的具体原因,提出相应的改进建议,以提高其效率,使其节能运行,降低集输系统的能耗。
【关键词】原油集输系统;加热炉;输油泵;效率;节能
 
    原油集输,即将油田各油井生产的原油和油田气进行收集、输送和处理成合格原油的过程。在油田生产系统中,原油集输系统的重要性不言而喻。原油集输系统跨度大、站点多,由众多的油井、计量站、接转站、集中处理站等连接而成。集输系统工艺流程包括了对原油、天然气等混合物进行收集、传输、分离、计量、进化、稳定及其他的相关处理,在整个的工艺流程中,大量的设备参与其中,主要有三相分离器、加热炉、污水泵、输油泵等设备,它们的运行需要消耗大量的热能和电能,其中耗能最大的设备是加热炉和输油泵,提高其运行效率,使其节能运行,可以大大降低集输系统的能耗。本文根据节能监测站2013年对江汉油田各采油厂所监测的集输加热炉和输油泵的节能监测结果进行了统计和对比,并分析设备效率低的具体原因,提出相应的改进建议,以达到提高效率,节能降耗的目的。

一、加热炉
    2013年监测燃气加热炉10台(江汉采油厂5台,清河采油厂2台,坪北经理部2台,荆州采油厂1台),燃煤锅炉1台(清河采油厂),热采锅炉2台(清河采油厂)。
(一)监测及评价标准
    加热炉测试评价标准为SY/T6381-2008《加热炉热工测定》和SY/T 6275-2007《油田生产系统节能监测规范》。根据SY/T 6275-2007标准规定,加热炉的监测评价项目有:排烟温度、排烟处的空气系数、炉体外表面温度、热效率。燃气加热炉全部监测项目同时达监测限定值时为节能监测合格设备。在达到节能监测合格设备基础上,被监测设备的效率指标达到节能评价值时为节能运行设备。
    热采锅炉测试评价标准为SY/T6835-2011 《稠油热采蒸汽发生器节能监测规范》和GB/T10180-2003《锅炉热工性能试验规程》。根据SY/T6835-2011标准规定,热采锅炉节能监测考核指标包括:排烟温度、排烟处的空气系数、炉体外表面温度、热效率。温度指标计算如下:
\
 
式中:T′——表面温度指标,单位为℃;
         ω——风速的数值,单位为m/s;
         T0——温度的数值,单位为℃。
(二)结果汇总
    此次共监测燃气加热炉10台,其中6台为节能监测节能运行设备;监测燃煤工业锅炉1台,为节能监测不合格设备;监测热采锅炉2台,均为节能监测不合格设备。
    监测的13台加热炉和锅炉中,达到合格指标的有6台,合格率为46%;这6台同时也达到了节能监测评价值。江汉采油厂5台加热炉,其中3台为节能运行设备,合格率为60%;清河采油厂2台燃气加热炉、1台燃煤锅炉和2台热采锅炉中,2台燃气加热炉为节能运行设备,监测合格率为40%;坪北经理部2台加热炉都不合格,合格率为0;荆州采油厂监测的1台加热炉为节能运行设备,合格率为100%。
(三)监测结果分析
    从监测结果来看,本次监测的13台加热炉和锅炉,热效率都达到了合格指标或节能运行指标,部分加热炉和锅炉不合格的主要原因是排烟温度、空气系数和炉体表面温度方面超标。
1、排烟温度超标
    江汉采油厂潭71站2#加热炉排烟温度为328℃,超标78℃;广六站1#加热炉排烟温度为288℃,超标38℃;清河采油厂羊口锅炉房4#锅炉排烟温度为224.8℃,超标44.8℃。排烟温度超标的主要原因是燃烧火力过大,产生的热量没有被充分吸收,造成燃料的浪费。
2、空气系数超标
    坪北经理部P73站1#和2#加热炉,空气系数分别超标63%和89.5%;清河采油厂羊口锅炉房4#锅炉,空气系数超标29.5%;清河采油厂热采队1#热采炉空气系数超标25.8%。空气系数超标的主要原因是加热炉进风量太大,导致烟气中氧含量偏高。从测试数据来看,坪北经理部P73站1#炉烟气中氧含量为14.7%,2#炉烟气中氧含量为15.6%,明显偏高。
3、炉体外表面温度超标
    清河采油厂羊口锅炉房4#锅炉,炉侧表面温度为57℃,超出限定值7℃。在监测中发现该锅炉炉后表面温度偏高,最高达到了110℃,说明炉后的保温存在问题。
(四)建议
1、针对空气系数超标的加热炉和锅炉,建议根据现场生产情况,调整鼓风,适当减少鼓风量,降低烟气中的氧含量。
2、针对排烟温度超标的加热炉和锅炉,建议根据实际情况,在满足生产需要的前提下适当减小火力,以免造成燃料的浪费。
3、针对炉体外表面温度超标的加热炉和锅炉,建议对部分温度偏高的区域进行检修或重新制作保温,以减少炉体外表面散热损失。
4、加强对加热炉和锅炉的日常监测工作。各采油厂应充分利用配置的烟气测试设备对加热炉进行测试,根据测试的数据,采取合理调节加热炉配风、降低炉体表面热损失等措施,提高加热炉和锅炉的合格率。

二、输油泵机组
    2013年共监测输油泵机组12套,其中江汉采油厂5套,清河采油厂5套,坪北经理部2套。
(一)监测标准
SY/T 6275-2007 油田生产系统节能监测规范
SY/T 5264-2006 油田生产系统能耗测试和计算方法
GB/T 16666-1996 泵类及液体输送系统节能监测方法
    当泵配套电动机功率因数和泵机组效率均达到限定值时,为节能监测合格泵机组。当泵配套电动机功率因数达到限定值,且泵机组效率达到节能评价值,为节能运行泵机组。
(二)评价分析
    从测试结果来看,江汉采油厂5台输油泵机组中,没有达到合格的泵机组;清河采油厂5台输油泵机组中,2台为合格泵机组,合格率为40%;坪北经理部2台输油泵机组中,1台为合格泵机组,合格率为50%。
(三)问题及建议
1、所监测的12台输油泵机组中,有6台泵机组功率因数达标。根据测试现场的情况来看,另外6台泵机组功率因数未达标的主要原因是没有针对变频器加装相应的电抗器,导致功率因数偏低。建议对功率因数偏低的泵机组,加装电抗器消除谐波,以提高功率因数。
2、泵的实际流量与额定流量相差较大,泵机组存在大马拉小车现象,造成设备负载率偏低,运行效率较低。如江汉采油厂广华联合站2#输油泵、高12联合站1#输油泵,实际流量分别只有额定流量的43.1%和26.5%,建议对设备选型时考虑,预留容量不要太大。
3、泵机组自身存在问题,造成运行效率低。如清河采油厂二号接转站1#输油泵,监测期间,据现场工作人员反映,该泵存在问题,已准备维修。该泵故障率较高,主要是外输油出站后和压缩的伴生气混输,使泵出口端受到的冲击,对泵造成损坏。

三、结束语
(一)从监测结果统计来看,油田主要集输设备在节能方面存在一些问题,但都是可以改进的,从另一方面说明了这些集输设备节能潜力很大,有很大的提升空间。
(二)对各采油厂所有监测的设备进行统计和对比,更能找出问题存在的共性和普遍性。
(三)结合具体的监测数据,对单台设备的具体问题进行针对性的分析和改进,并对其改进结果进行跟踪和对比,可以使节能监测更有成效和意义。
 

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