渤中3-2油田自安裝采油平臺節(jié)能措施

李艷莉 （中海油能源發(fā)展采油服務公司，300457）

渤中3-2油田自安裝采油平臺節(jié)能措施

李艷莉 （中海油能源發(fā)展采油服務公司，300457）

根據(jù)中國節(jié)能技術(shù)政策大綱（2006年）的要求，渤中3-2油田開發(fā)工程設(shè)計過程中，本著降低能耗，提高能源利用效率，促進節(jié)約能源和優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，以達到能源開發(fā)利用最佳整體效益的原則，從優(yōu)化采輸和處理工藝、采用先進流程、提高自控水平和選用高效節(jié)能設(shè)備等方面入手，盡量提高我國海洋石油開發(fā)工程建設(shè)和運行的節(jié)能水平。

渤中3-2油田 自安裝采油平臺節(jié)能

渤中3-2油田屬年產(chǎn)量較小且周邊無在生產(chǎn)油田可依托的邊際油田，自安裝采油平臺是該油田主要海上生產(chǎn)設(shè)施，平臺在設(shè)計中執(zhí)行國家及相關(guān)行業(yè)的節(jié)能標準，采取了一系列節(jié)能措施，如：電熱站采用熱電聯(lián)供節(jié)能技術(shù)，采輸及處理工藝優(yōu)化設(shè)計，生產(chǎn)采用先進流程及高效節(jié)能設(shè)備等，因此能夠科學有效地保證油田開發(fā)工程實施中的節(jié)能效果。

1 渤中3-2油田能源供應狀況

渤中3-2油田地質(zhì)儲量及年產(chǎn)量較小，經(jīng)濟生產(chǎn)年限較短，且其周邊無在生產(chǎn)油田可依托，可共享的外部資源匱乏。在油田開采年限內(nèi)，渤中3-2油田產(chǎn)出原油除了完成油田生產(chǎn)及外輸需求之外，能夠滿足自安裝采油平臺電熱站對燃料的需求量。

渤中3-2油田日最大產(chǎn)油量610m3/d，年最大產(chǎn)油量為14.9×104t/a；日最大產(chǎn)液量1830m3/d。

主要工程設(shè)施為自安裝采油平臺，新建隔水導管支撐井口，布置6個井槽，采用電潛泵采油和注水開發(fā)方式，電潛泵的動力和控制系統(tǒng)均依靠自安裝采油平臺支持。井口區(qū)通過棧橋與自安裝采油平臺相連（棧橋長度為5m），各種管線和電纜敷設(shè)在棧橋上。

自安裝采油平臺設(shè)有動力系統(tǒng)、生產(chǎn)處理流程、儲油艙、通用設(shè)備及生活設(shè)施等，具備提供生產(chǎn)生活動力和原油處理、儲存和外輸、人員居住等功能。

2 平臺主要耗能

自安裝采油平臺的主要耗能和換熱設(shè)備有電熱站的鍋爐和汽輪機，工藝系統(tǒng)的注水泵、壓裂泵、原油換熱器、原油加熱器、電脫水加熱器等，其熱效率和熱力指標分別如下：

本工程運行的主要能耗包括電熱站的燃料消耗，采油電潛泵、油氣處理和集輸系統(tǒng)泵組的動力消耗，以及油氣處理工藝物流加熱時的熱能消耗。應急發(fā)電機和吊機需燃用少量柴油，另外平臺上的控制系統(tǒng)、通訊設(shè)施、現(xiàn)場照明系統(tǒng)需要消耗少量的電能、熱能，包括生產(chǎn)設(shè)施的維溫、采暖、通風等所需消耗。

3 節(jié)能措施分析

3.1 電熱站節(jié)能技術(shù)

根據(jù)邊際油田的特殊情況，同時考慮油田的燃料適用性，自安裝采油平臺采用原油加天然氣為燃料的蒸汽透平電熱站方案。在向平臺供電的同時將發(fā)電的廢熱回收利用，向平臺的用熱設(shè)備提供熱源，降低了能源的消耗。該方案既可以充分利用油田伴生氣，達到節(jié)能的目的，而且又能滿足不同的伴生氣與原油燃料比例，具有較大的油田適用性優(yōu)勢。

電熱站還采用了如下的節(jié)能技術(shù)：

3.1.1 鍋爐保溫

本平臺采用的雙工質(zhì)燃料鍋爐具有尺寸小、爐膛燃燒強度大的特點，為節(jié)約能源，必須提高鍋爐整體的絕熱保溫性能，并滿足重量輕、施工方便、安全可靠的要求。

鍋爐爐膛四周采用膜式水冷壁，水冷壁側(cè)及爐底管外的絕熱材料選用高鋁耐火磚砌筑，保溫層選用使用溫度800～1000℃的硅酸鋁棉成型磚制品，并用硅酸鋁棉填縫。外部用密封涂料，保證具有良好的密封性，拐角等接合處采用可塑耐火材料填充，最外層設(shè)有可拆式金屬護板，便于檢查，護板的表面溫度≤40℃。

鍋爐爐頂用高鋁耐火磚吊掛于耐熱鋼構(gòu)件上，相互間用耐火水泥粘接，其上覆蓋使用溫度800～1000℃的硅酸鋁棉氈，分層交錯鋪設(shè)，外層的爐頂金屬大罩形成爐頂?shù)姆忾]整體，表面溫度≤50℃。

鍋爐集箱與管束部分、上下鍋筒及過熱集箱的保溫選用巖棉板砌筑，用巖棉鉤縫，外部用金屬罩封面，表面溫度≤40℃

鍋爐燃燒過剩空氣量的控制，選用燃燒充分的燃燒器和與之相匹配的調(diào)風器，在運行當中實時監(jiān)測過?？諝饬?。

3.1.2 管道保溫

熱力管道保溫采用膨脹珍珠巖成型制品，巖棉料連接，外層用玻璃絲布纏繞，表面溫度≤40℃，采用保溫材料后的熱阻為0.00424 W/m·℃。

3.1.3 鍋爐排污利用

鍋爐連續(xù)排污的熱水，具有較高的溫度和壓力，是一種較高能位的余熱資源。由于排污水含鹽量較高，不能直接利用，因此通過設(shè)置排污擴容器，利用擴容蒸發(fā)回收部分工質(zhì)和熱量。

3.1.4 汽輪機軸封系統(tǒng)

汽輪機的軸封漏汽、門桿漏汽回收利用于回熱系統(tǒng)，在軸封抽氣器加熱凝結(jié)水。

3.1.5 抽真空系統(tǒng)

對抽氣器排出的混合氣體，進行余熱回收利用，在抽氣加熱器中加熱凝結(jié)水，減少損失。

3.1.6 補充水系統(tǒng)

將化學補充水從凝汽器補入，使化學補充水在凝汽器中實現(xiàn)初步除氧。當補水溫度低于凝汽器排汽溫度時（一般除鹽水溫在20℃左右），補水以噴霧狀態(tài)進凝汽器喉部，則可以回收利用一部分排汽廢熱，改善凝汽器的真空，與補入除氧器相比，減少了高能位的抽汽，因而提高了裝置的熱經(jīng)濟性。

3.2 工藝系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

在工藝處理流程中設(shè)置了多處換熱器，充分利用高溫物流所含的熱能。

考慮到渤中3-2油田原油比重較小，其污水處理系統(tǒng)采用水力旋流器，其分離效率好，除油率可達90%，并具有體積小，質(zhì)量輕，無運轉(zhuǎn)部件，維修工作量小的特點，達到了降低能耗的目的。

3.3 能源計量器具的配備和設(shè)置

渤中3-2采用“多路閥加多相流量計”技術(shù)，這種技術(shù)具有占地面積小，管線及接口少。自動化程度高，實現(xiàn)自動計量。自動生成報表和歷史紀錄，操作簡單、設(shè)備基本免維護，故障率低，所需備品備件少，未來移動平臺撤走基本無浪費，通用性高，調(diào)試簡單的特點。選擇這種計量技術(shù)無需對油、氣、水分離，通過自(手)動的方式輕松實現(xiàn)計量，免去人工導井工序，相對于傳統(tǒng)方案，減少了隔水套管支撐井口和移動平臺間的工藝接口，減少了工藝流程和設(shè)備數(shù)量，節(jié)省了平臺的甲板面積，同時降低了設(shè)備的日常操作和維護保養(yǎng)的作業(yè)量，達到了降低能耗的目的。

自安裝采油平臺上電熱站的熱力系統(tǒng)﹑滑油系統(tǒng)﹑化學水處理系統(tǒng)及燃油系統(tǒng)均設(shè)流量計計量，采用檢測與自動控制，節(jié)約能源。采用螺旋流量計對液體原油流量進行瞬時和累積測量，采用渦街流量計對氣態(tài)天然氣流量進行瞬時和累積測量，選用的流量計要求可以在危險區(qū)域直接安裝。

3.4 供、變電系統(tǒng)的節(jié)電措施

1)發(fā)電機采用高效率的封閉循環(huán)式冷卻形式，減少能源損失，提高能源的利用率。

2)低壓配電裝置采用無功自動補償裝置，提高系統(tǒng)功率因數(shù)，減少線路電能損耗。

3)采用區(qū)域供配電，集中管理，以達到節(jié)能，減少設(shè)備運行成本要求。

4)選用高光效的熒光燈和金屬鹵化物燈光源，并且對燈具采用電容補償，提高系統(tǒng)功率因數(shù)，減少損耗。

5)對走廊、樓梯等公共場所照明燈具采用聲光延時開關(guān)控制，做到人走燈滅，節(jié)約電能。

6)所有電器均選用國家定點廠家生產(chǎn)的節(jié)能型合格產(chǎn)品。

3.5 節(jié)約用水及廢水的回收利用

為節(jié)約用水，注水水源使用處理合格的生產(chǎn)水，沖廁所和沖洗甲板的水都考慮使用海水。

平臺電熱站的工業(yè)用水系統(tǒng)采用開式系統(tǒng)，工業(yè)用水來自海水泵抽出的海水，最大用水量大約800t/h。工業(yè)用水系采用單母管供水，再由母管接至各工業(yè)用水設(shè)備。

平臺蒸汽鍋爐的補水由海水淡化裝置將海水通過淡化處理得到淡水，淡水再經(jīng)電除離子系統(tǒng)后達到鍋爐給水的水質(zhì)標準，最大補水量大約2t/h。

凝汽器為工業(yè)用水系統(tǒng)中消耗循環(huán)水量最大的設(shè)備，凝汽器設(shè)計為四流程結(jié)構(gòu)，可以減少用水量，從而降低海水泵的耗功，減少電站用電，節(jié)約能源。

3.6 原油儲運傳輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗措施

在產(chǎn)出物流的輸送管線外表面加裝保溫材料，避免熱量的損失。降低物流的粘度，以降低物流儲運、傳輸過程中消耗的能量。

用于油氣外運的穿梭油輪艏艉采用樁錨加浮筒形式，降低了安裝成本與風險，且安裝工藝簡單能耗較小。

3.7 機械設(shè)計中的節(jié)能措施

本工程所有機械設(shè)備的選型設(shè)計將嚴格執(zhí)行國家和行業(yè)節(jié)能標準，盡可能選擇先進的節(jié)能產(chǎn)品。

3.8 生活樓舾裝的節(jié)能措施

生活樓的外圍壁均為鋼結(jié)構(gòu)。外圍壁的內(nèi)表面及天花板均有相應的防火保溫絕緣材料，可以有效地減少熱量的散失，節(jié)約能源。生活樓的維護結(jié)構(gòu)應做外保溫，使墻體和屋頂傳熱系數(shù)滿足國家及地方建筑節(jié)能設(shè)計標準。

4 能耗指標分析

渤中3-2油田開發(fā)工程能耗情況計算匯總見下表

渤中3-2油田自安裝采油平臺工程綜合能耗計算表

渤中3-2油田開發(fā)工程在正常生產(chǎn)工況下的綜合能耗為5.81×107MJ/a，折合成標準煤1.98×103t/a；單位產(chǎn)油量平均能耗為8.95×105kJ/t油，折合成標準煤0.03t/t油。

5 結(jié)論

1．渤中3-2油田開發(fā)工程在正常生產(chǎn)工況下的綜合能耗為5.81×107MJ/a，折合成標準煤1.98×103t/a，單位產(chǎn)油量平均能耗為8.95×105kJ/t油，折合成標準煤0.03t/t油。由于自安裝采油平臺電熱站采用油/氣混燃技術(shù)，鍋爐燃料以油田伴生氣為主，在伴生氣量不足時燃用原油作為補充，使得油田開采的副產(chǎn)品天然氣得以有效利用，提高了油田自產(chǎn)產(chǎn)品的應用程度，項目的用能總量及用能品種均優(yōu)于傳統(tǒng)的原油+柴油方案。

2．在自安裝采油平臺電熱站系統(tǒng)采用雙燃料燃燒技術(shù)，可年均節(jié)省原油6195方，折算為標準煤9155噸，節(jié)省燃料費用117萬美元 （每桶按30美元計），折合人民幣877萬元，節(jié)能效果明顯，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。自安裝采油平臺電熱站技術(shù)合理，項目可行，考慮自安裝采油平臺在開發(fā)BZ3-2油田時熱電比較大的特點，從電站運行效率方面分析，采用蒸汽透平主電站較為合理。蒸汽透平主電站由于采用價格低廉的燃料，可以較大幅度的降低經(jīng)濟運行成本，且能耗指標已達到國內(nèi)先進水平。

3．根據(jù)國家節(jié)能要求，本著降低能耗、提高能源利用效率、促進節(jié)約能源、優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，以達到能源開發(fā)利用最佳整體效益的原則，本項目優(yōu)化采輸和處理工藝、采用先進流程、提高自控水平、選用高效節(jié)能設(shè)備，盡可能提高開發(fā)工程建設(shè)和運行的節(jié)能水平，設(shè)計中除執(zhí)行國家相關(guān)節(jié)能標準外，還參照執(zhí)行石油天然氣行業(yè)和熱力發(fā)電行業(yè)的相關(guān)節(jié)能設(shè)計標準和規(guī)范。

4．本項目所選用的機電產(chǎn)品都執(zhí)行國家現(xiàn)行有效標準，無國家產(chǎn)業(yè)政策限制內(nèi)的產(chǎn)業(yè)序列和規(guī)模容量，且無行業(yè)已公布限制（或停止）的舊工藝，完全符合海上平臺設(shè)計、施工及驗收的相關(guān)標準。

由于自安裝采油平臺在設(shè)計中執(zhí)行國家及相關(guān)行業(yè)的節(jié)能標準，采取了一系列節(jié)能措施，如：電熱站采用熱電聯(lián)供節(jié)能技術(shù)，采輸及處理工藝優(yōu)化設(shè)計，生產(chǎn)采用先進流程及高效節(jié)能設(shè)備等，因此能夠科學有效地保證油田開發(fā)工程實施中的節(jié)能效果。