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中国石油十个亿提效油田加热炉

文章出处: 作者: 人气:2202 发表时间:2016/09/24

近年来,中国石油不断推进十大减排工程和十大节能工程,严格控制污染物排放,大力提高能源利用效率,节能减排工作取得了可喜的成绩,成为中央企业节能减排、清洁低碳发展的表率。


    今天,我们和大家要说说一个油田耗能“老炮儿”是如何华丽变身节能先锋的故事。


    故事的主角是外行人基本没见过的加热炉。但是,对油田一线员工来说,它可再熟悉不过了,特别是“三北”地区油田以及全国的稠油油田,加热炉更是被普遍应用的重要热工设备。


    数量多、年头久、作用大奠定了其油田“老炮儿”的地位,但很少有人知道,“牛哄哄”的加热炉单项能耗就占到中国石油能耗总量的四分之一,是不折不扣的耗能大件。


    “十二五”期间,中国石油将目光锁定在加热炉提效工作上,通过3年集中攻关治理,2015年底加热炉平均效率由不足80%提高到85.3%,各油气田节能总量达27.3万吨标煤,减少二氧化碳排放50.6万吨。特别在当前集团公司应对低油价挑战的关键时期,昔日耗能“老炮儿”的提效更成为集团公司上游业务开源节流降本增效工作的一匹黑马。


    2万台加热炉急需提升换热效率

    原油采出地面后,由于温度、环境的变化容易凝固,为保证原油正常流动,在油井井口、转油站、联合站、外输等环节设置加热炉成为原油开采工艺的重要环节。也正因为其作用的必不可少,加热炉热效率的高低反而被忽视。


    据统计,2012年,集团公司油气田在用加热炉数量已达2万台,其中仅井口炉就有9400余台,但这些加热炉热效率普遍低于80%,远低于炼化企业和国外同类加热炉。在主要生产稠油的辽河油田,加热炉更是生产中必不可少的重要装置,仅这个油田的加热炉总数就超过1万台,且多为小型井口炉,分布零散。


    由于使用年限长,大多数油田的加热炉在不同程度上都存在设备老化、炉内腐蚀结垢等问题,严重影响了换热效率及安全运行。特别是一些设备自动化水平低,空气系数高,排烟热损失大。

    因此,加热炉的运行状况和换热效率的高低,不仅直接增加了原油生产成本中能耗的费用,还关系到原油集输生产的安全,影响着油田的生产效率和经济效益。


    只有抓住主要矛盾才能事半功倍。2012年,集团公司将加热炉提效工作提上重要日程,在各油气田成立了加热炉提效工作领导小组,并安排部署节能节水专项、老油田改造、设备更新、隐患治理和其他五类提效资金渠道,将共计10亿元用于实施加热炉提效工程,一场节能专项大改造行动就此展开。

2013-2015年,加强资金投入,实施加热炉提效工程。 

四措并举如期完成节能目标

据统计,中国石油的油田用加热炉每年能耗总量达400多万吨标煤,提效潜力巨大。自2013年以来,集团公司先后对加热炉实施优化核减、设备更新、技术改造、运行管理四大提效措施的近2万台次,如期实现“十二五”末油气田加热炉平均效率提高5个百分点的工作目标,形成经济效益3.3亿元。

优化核减2013-2015年核减加热炉1529台,实现节能量5.6万吨标煤。

随着油田的科技发展,采出液含水上升,粘度大幅度下降,温度对液体粘度影响降低,在部分单井和计量站可采用常温输送技术。新疆油田在原油含水上升超过转相点约20%左右时,实施不加热常温输送工艺,停用部分井口加热炉和计量站水套炉共计1000余台;华北油田利用余热及地热替代加热炉,着力实施油井冷输,改三管伴热为掺水工艺,核减加热炉20余台。

设备更新2013-2015年更新加热炉1021台,实现节能量5.4万吨标煤。

    通过摸排盘查,各油田对使用年限长、腐蚀严重或热疲劳严重的、局部改造后仍无法提高热效率的加热炉进行整体更新。辽河油田对相邻站场的加热炉进行合并,更新老旧的井口加热炉和站场炉400余台,更新后热效率达到86%以上;长庆油田按照高效低耗、安全可靠、技术实用、自动控制的原则,推广使用高效冷凝炉126台,与同类加热炉相比,热效率提高了约8%。

技术改造2013-2015年改造加热炉3092台,实现节能量10万吨标煤。

研究显示,科学调节加热炉配风量可以减少排烟损失,提高运行热效率。大庆油田推广应用高效燃烧器,加强燃烧自动调节配风量,对结垢严重的加热炉应用在线机械清垢技术和超声波阻垢仪,对腐蚀严重的加热炉重做防腐措施和保温层,改造后实现提效5%以上;塔里木油田采用余热回收利用、燃烧及控制系统改造、高效加热炉应用等成熟先进的技术,对油田低效加热炉进行技术改造,改造后提高热效率超10%。

运行管理2013-2015年实施运行管理1.4万台次,实现节能量6.3万吨标煤。

    辽河油田实行精细化管理,总结稀油、稠油、超稠油采油站外输温度控制规律,随季节变化,科学调整加热炉运行状态,科学制定加热炉除垢运行计划,有效防止因结垢造成的炉效下降。冀东油田针对不同炉型,修订相应的加热炉操作、运行操作规程和标准,开展全方位员工培训,使员工可以根据实际工况对燃烧器进行调整,使加热炉热效率提高5%以上。
强力技术投入支撑提效

    如同一项精密仪器需要各个零件周密配合才能运转,加热炉提效工作涉及油田生产开发运输的各个环节,是一项系统工程,需要强有力的技术投入做保障。
    2013年,集团公司设立了“油气田加热炉及热力系统提效科研专项”课题,成立了由规划总院牵头,大庆油田、辽河油田、冀东油田等参与的课题组。围绕新型高效加热炉的研制、集输系统用热负荷优化、加热炉整体提效配套技术、加热炉与注汽锅炉监测及评价技术开展攻关。
    在科技攻关的有力支持下,集团公司研发了5项新产品,并在现场投入应用共计24台。其中由大庆油田主要研发的壳程长效相变加热炉,能实现在线自动机械除垢,运行效率达85%以上。
    壳程长效相变加热炉结构示意图

    冀东油田自主研制的冷凝式真空加热炉将真空锅炉工作原理和烟气冷凝技术有效结合,通过捕捉排烟中水蒸气冷凝释放的大量相变潜热,大幅提高锅炉热效率,同时应用烟气氧含量反馈调节配风技术,减少二氧化硫等有害气体的生成和排放。
油气调向工程首站和末站冷凝式加热炉现场应用图


    集团公司还研究筛选了22项油气田加热炉成熟配套技术,指导各油气田加热炉提效改造。各油气田可以结合自身生产实际情况,在充分论证和考虑安全环保的前提下,优先应用已测评后的加热炉提效技术,提高工作效率与经济效益。
    目前,加热炉提效工作仍在继续推进,它只是中国石油积极参与节能减排,实现绿色发展的一个缩影。
(来源:中国石油报 记者崔茉 编辑张媛媛)

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