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　　□ 郭東旭 勝利油田海洋采油廠

　　勝利油田海洋采油廠埕島中心二號平臺集輸系統是整個埕島海域油氣集輸的樞紐，擔負著整個海域50%以上原油的初步處理和增壓輸送任務，整個系統包括從進站來油匯管到出站外輸管線末端內的所有管線和設備。2008年12月，原油進站溫度為48.5℃，日處理液量為7236.92 m3，油量為2491.78t，年外輸油量為84 104 t，原油密度為0.9473g/cm3，粘度為273.84mPa•s（60℃），綜合含水率為64.23%。

　　影響海上集輸系統效率的因素

　　從廣義上講，集輸系統效率是指整個系統的能量利用率，它是系統能量消耗的衡量參數，對于穩定集輸系統的效率，都有一個特定的值，其測量方法見《原油集輸系統效率測試和單耗計算方法(SY/T5264—1996)》。在該規范中，將原油集輸統效率定義為集輸系統各站站效與其管效乘積的加權平均值。可見，集輸系統的效率取決于管效和站效。因此，提高海上集輸系統效率可從提高相關設施的效率和降低處理流程的能量消耗入手。 

　　輸油動力設備 輸油動力設備效率的高低將直接影響海上集輸系統效率，《中國節能政策大綱》中規定：油田輸油泵運行效率指標不低于65%，而埕島中心二號平臺輸油泵效率只有46.45%。主要原因是電機老化、磨損嚴重，輸油泵因長期運行、保養不到位、原油粘度高含砂等造成設備運行效率偏低， 因此，海上集輸系統在輸油動力設備方面有較大的節能挖潛空間。 

　　熱能損耗 熱能損耗是影響海上集輸系統效率的重要因素之一。根據測試統計資料得知，埕島中心二號平臺集輸系統的熱損較大，主要原因如下：
①由于熱媒爐內部加熱盤管長時間運行，加熱盤管內外結垢嚴重，煙管腐蝕經常穿孔，致使加熱爐效率降低，加熱爐效率為84.5%。
②平臺管道附件如閥門、法蘭、支座等，施工中忽略了這些管道器件的保溫，而保溫前后的散熱損失差別很大。特別是在換熱器等熱力管道上，管道支座設置很多，提供了大量的散熱點。 

　　輸送溫度 原油在外輸過程中，溫度將直接影響原油的粘度，埕島油田原油在室內實驗數據如表一： 

　　表一 埕島中心二號平臺外輸原油粘度、溫度對應表
　　溫度（℃） 20 30 40 50 60 70
　　粘度（mPa•s） 5095.92 1888.94 903.71 438.07 273.84 168.07

　　因此，依據不同外輸液量和溫度，在滿足正常降粘輸送要求的同時，找出最小熱能消耗溫度點，可以提高海上集輸系統效率。
 
　　原油粘度 由于埕島油田原油“三高”的特點，油氣在開發生產及輸送過程中，油流阻力與原油粘度成正比。因此，在埕島油田開發生產及輸送過程中，原油處理和輸送需要消耗大量的熱能，是影響海上集輸系統效率的主要原因。

　　優化配套技術 提高海上集輸系統效率

　　埕島中心二號平臺集輸系統由于投產時間比較長，設備老化嚴重，能耗隨之增長，通過對影響海上集輸系統效率的因素進行分析，我們圍繞提高集輸系統效率，對埕島中心二號平臺集輸系統主要進行了以下幾方面的技術改造和優化： 

　　輸油動力設備方面 更換低效輸油泵電機。對效率只有73%的1#輸油泵電機，組織進行了更換，更換后新電機的測試效率為81.4%，效率提高了8.4%；電機加裝變頻器。埕島中心二號平臺集輸系統共有4臺輸油泵，1#、2#外輸泵投產初期使用變頻器進行調速控制，3#、4#外輸泵采用軟啟控制，目前已經全部采用了變頻調速控制。3#、4#外輸泵使用軟啟動裝置控制時，外輸泵是在工頻下運行，控制原油排量需要人工頻繁地手動調節外輸泵出口閥門開度，當外輸泵排量過高時，需要采用回流閥調節排量，這樣不但增加現場工人的勞動強度，同時也白白消耗一部分能量，由于4臺泵的控制方式不同導致出口壓力差距大給泵與泵的配伍運行帶來極大不便。針對以上問題，平臺技術人員根據1#、2#外輸泵和3#、4#外輸泵運行的效果對比分析，發現使用軟啟動裝置時，泵出口壓力約為4.1MPa，使用變頻時，泵出口壓力約為2.8MPa，排量約為160m3/h，因此，根據公式可以得到使用變頻時每個小時節約能量 ，由此可見在原油外輸中使用變頻調速技術，系統節能可觀，經濟效益顯著；

　　優化改進外輸泵。 更換掉已使用多年老化、磨損嚴重的1#輸油泵，使泵效由原來的46.5%提高到60.3%。改進輸油泵的密封結構，由環式改為機械密封，同時提高密封件質量，以減少泄漏損失，平均提高泵效1.5%。利用3#輸油泵三保的機會，組織專業人員對泵軸 、葉輪、導翼、口環等部件拆開后，重新調整間隙，并且清理打磨泵的流道、泵殼體，盡量使其表面光滑，減小泵的水利摩阻損失。保養后，3#外輸泵的運行效率提高4%。 

　　熱媒爐燃氣控制系統 優化熱媒爐燃氣控制系統，確保熱媒爐高效運行。運用先進清洗技術，實現對熱媒爐盤管的徹底清洗。埕島中心二號平臺使用的加熱爐是由中油氣管道機械廠生產的GL4700C-DY1.6Q型熱煤爐，由于投產時間久，加熱盤管內外結垢嚴重，煙管腐蝕經常穿孔，極大降低了導熱效果，加熱爐效率為84.5%。 

　　為了提高導熱油流動性和加熱效率，我們對3臺熱媒爐進行了化學清洗，清洗過程中先對熱媒爐盤管進行脫脂處理，然后清除結垢，最后鈍化預膜。通過清洗，導熱油流量在熱媒泵出口壓力0.6MPa的情況下增加10m3/h，熱效率提高4%。
 
　　優化熱媒爐燃氣控制系統 確保熱媒爐高效運行。熱媒爐的助燃風和燃氣調節閥閥位的調整需要同步進行，如調節不當，則會出現以下幾個問題：兩個閥開度值調的過低，就會造成壓力過低；助燃風量大，容易造成引燃火建立不起來；助燃風量小，不利于燃氣的充分燃燒。針對熱媒爐實際運行中出現的問題，我們通過不斷的實驗和研究，對熱媒爐的行程開關進行了更換，并對點火器和燃氣噴嘴的間距進行了調整，對助燃風和燃氣調節閥的閥位進行了統調，將起始點閥位開度設定在10%。通過對熱媒爐進行的上述改造，確保了熱媒爐的平穩運行及燃氣的充分燃燒，熱效率提高3%。
 
　　熱力管道 我集輸站根據生產實際需要，對熱力管道及閥門、法蘭、支座等選用全防水復合隔熱型保溫材料進行保溫，并且優化保溫方法，大大減少了保溫層厚度，以經濟的保溫效果減少熱損，提高熱能利用率。 

　　調控原油輸送溫度 埕島油田所生產的原油屬“三高”原油，管道輸送原油時采用加熱輸送的辦法，其目的在于提高原油的溫度來降低其粘度，減少輸送時的摩阻損失。然而溫度的高低對動力費用和熱力費用影響很大，因而合理地確定油溫是一項重要的工作。溫度過高，原油在泵腔內易汽化產生氣蝕；溫度過低，原油的摩阻損失就會增大，外輸泵運行效率降低，造成額外的能源消耗。 

　　針對原油加熱溫度控制問題，利用油管摩阻計算方法，計算出原油外輸的最佳溫度為58℃。通過現場調節熱媒加熱系統運行參數，將原油外輸溫度控制在58℃， 既消除了因油溫高造成的泵氣蝕現象，又避免了溫度低影響泵運行效率等情況。
 
　　優選化學藥劑，降低原油粘度 通過對乳化降粘技術和降凝減阻技術研究，并根據原油溫度與粘度的函數關系，采集了含水量不同的外輸原油樣品，進行室內外分析和添加破乳劑后的物性變化試驗，優選出能較好降低原油粘度的破乳劑。由試驗可以看出，DEAW-25型破乳劑是一種良好的中低溫表面活性劑，具有較強的表面活性和潤濕能力。它本身作為一種水溶性表面活性劑，具有兩親性，依據相似相容原理，可以在蠟晶周圍形成一個以非活性基團為內層、極性基為外層的分子吸附膜，使結蠟的親油表面轉變為親水表面，阻止蠟晶在油管、設備上進一步沉積，起到了一定的防蠟作用。只要初始溫度達到50℃以上，加入濃度為100mg/L，就能達到良好的降粘效果。