集輸站庫主體設備優(yōu)化研究與應用

阿爾斯蘭·阿不力米提

摘 要：本文就集輸站庫主體設備在使用過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題，對主體設備在原油處理中的適應性進行分析，評價在同種工況條件下不同設備的運行效果，為集輸站庫設備運行效益最大化及設備的更替選型提供依據(jù)。

關鍵詞：設備 適應性 分析評價

中圖分類號：TE863 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）10-0-01

隨著稠油開采的不斷深入，原油物理性質和化學性質的不斷變化，使得原油處理系統(tǒng)的脫水難度加大，不但增加了生產(chǎn)成本，而且對原油處理設備適應性要求更高，部分主體設備因原油物理和化學性質的不斷變化，出現(xiàn)能耗大、故障率高、維修頻繁、安全性降低等現(xiàn)象。為了保證主體設備的安全、可靠、穩(wěn)定，需要對主體設備進行優(yōu)化研究、分析，從而達到節(jié)約電能、蒸汽量、維修費和材料費，降低原油處理過程中的生產(chǎn)成本的目的。

一、集輸站庫主體設備存在的問題

1.泵存在問題

因稠油開采后期開采量下降，即使稠油泵采用最小頻率進行輸送，也無法連續(xù)運行，冬季易導致管線因長時間不進行循環(huán)而發(fā)生凍凝。一般多采取間歇啟泵和返輸?shù)姆椒ㄟM行處理。

頻繁啟停稠油泵增大了員工的勞動強度，啟泵的瞬時壓力過大，有時甚至會超過外輸管線的最大承受壓力，造成外輸管線的疲勞運行，電流驟增還有可能會造成泵的電機燒毀。因此外輸管線發(fā)生穿孔滲漏事件增多，除與管線腐蝕有關，與外輸管線長期高壓運行外輸管線也有一定關系。

2.插管式摻熱器存在問題

插管式摻熱器是將高壓節(jié)流后的高溫飽和蒸汽通過蒸汽噴頭直接注入原油的加熱裝置，包括油管線、蒸汽管線和彎型噴頭，高溫蒸汽經(jīng)歷由氣態(tài)變?yōu)檩^低溫度下液態(tài)的相變過程，釋放出大量的熱量，對原油進行加熱和摻水以達到升溫和降粘的目的。

因蒸汽壓力調節(jié)不當，蒸汽進入摻熱管線與原油混合液接觸時間較短，高溫蒸汽相變不充分。有部分相變蒸汽隨原油進入儲油罐，導致混合液持續(xù)加溫，液體汽化使儲罐內液體體積膨脹，存在儲罐溢油風險。

3.水泵存在問題

因環(huán)境保護要求，集輸站庫污水含油率應≥600ppm為企業(yè)處理標準，此項為絕對否定項?，F(xiàn)場使用污水泵型年限較久，相關參數(shù)與現(xiàn)場實際不相符，經(jīng)常需要啟雙泵才能滿足外排需求，維修頻繁材料耗損較大，且污水泵電機與變頻器不匹配，使用時故障頻發(fā)，存在一定的安全隱患。

二、解決方案及工藝技術先進性

1.稠油泵解決方案

稠油泵優(yōu)化選型，需從管線輸液量、原油粘度變化、使用時間、額定壓力、額定流量、防爆等級、經(jīng)濟效益等方面進行優(yōu)化選型，經(jīng)過現(xiàn)場調查，最終確定從額定流量及經(jīng)濟效益著手選型，將型號為TLB-50/4.0、功率90KW稠油泵更換為型號為TLBAW-20/4.0、功率45KW稠油泵；將型號為TLB-50/2.5、功率75KW稠油泵更換為型號為TLBA-13/1.6、功率11KW稠油泵；將型號為TLB-80/1.0、功率37KW稠油泵更換為型號為TLBA-20/1.6、功率18.5KW稠油泵。

選型后的稠油泵滿足了集輸站庫原油持續(xù)外輸及轉油的需求，因選型后電機功率相下降，減少了集輸站庫耗電量，降低了生產(chǎn)成本。

2.插管式摻熱器解決方案

由于插管式摻熱器設備技術老化，已無法滿足正常生產(chǎn)的工藝要求。因此采用自動相變摻熱器取代原有插管式摻熱器，自動相變摻熱器是一種將高壓節(jié)流后的高溫飽和蒸汽通過蒸汽噴頭直接摻入原油的加熱裝置，包括摻熱套管和摻熱管，摻熱套管裝在摻熱管上，在摻熱管上有原油進口管和原油出口管，在摻熱套管內的摻熱管上有蒸汽噴頭，高溫蒸汽經(jīng)歷由氣態(tài)變?yōu)檩^低溫度下液態(tài)的相變過程，釋放出大量的熱量，對原油進行加熱和摻水以達到升溫和降粘的目的。

選型后的摻熱裝置提高了集輸站庫系統(tǒng)原油加熱過程的安全性，相比原有的插管式摻熱器加熱方式，自動相變式摻熱器有以下優(yōu)點：

該裝置采用蒸汽摻熱、閉環(huán)負反饋、機械防震等成熟的加熱和控制技術，選用電動調節(jié)閥、PID自整定控制儀等產(chǎn)品均為油田實用可靠產(chǎn)品，因此具有安全可靠的特點。與傳統(tǒng)換熱器換熱相比，該裝置具有功率大、傳熱效率高、適應性強，既可以實現(xiàn)自動控制也可在需要的情況進行手動操作，而且工藝流程簡單等特點。由于STU自動相變摻熱器采用整體安裝方式，撬裝供貨的方式，大大減少了現(xiàn)場施工工作量。自動化程度高可以實現(xiàn)無人職守，降低了運行費用。與插管式摻熱器相比，自動相變摻熱器加熱流程簡單方便，管線布置合理，操作方便，切換流程更容易。

3.污水泵解決方案

根據(jù)現(xiàn)場需求，從耐腐蝕、排量、揚程、經(jīng)濟效益方向進行選型幾個方面入手進行優(yōu)化選型，將原有輸油離心泵更換為化工流程泵。

選型后的污水泵滿足了集輸站庫污水外排的需求，污水外排通過變頻調節(jié)單泵運行即可滿足生產(chǎn)需求。污水泵耐腐蝕性的提高，減少泵運行故障，節(jié)約維修費與材料費。

三、效果評價

一是稠油泵選型安裝應用情況：選型后的稠油泵滿足了集輸站庫持續(xù)外輸以及轉油的需求，由于選型后電機功率相較未選型前降低，減少了處理站耗電量。

二是摻熱裝置選型安裝應用情況：自動相變摻熱器選型替代插管式摻熱器安裝后，集輸站庫二段進口溫度控制在90℃，未出現(xiàn)汽液混合不均勻，蒸汽相變不充分，蒸汽進入儲罐的情況。提高了原油加熱過程的安全性，在集輸站庫生產(chǎn)運行中起到了積極的作用。

三是污水泵選型安裝應用情況：污水泵選型安裝使用后，污水泵通過變頻調節(jié)實現(xiàn)了單泵運行時間在23-24小時，使用期間未發(fā)生過故障。

四、經(jīng)濟效益

稠油泵選型應用節(jié)省電量17301度/年，按0.75元/度計算，節(jié)約1.298萬元；摻熱裝置選型應用后節(jié)約蒸汽量1760.31 kg/天 ，按135元/噸計算，年節(jié)約8.674萬元；污水泵選型應用節(jié)省電量895185度/年，按0.75元/度計算，節(jié)約6.714萬元。

五、結論

集輸站庫設備優(yōu)化減輕了員工的勞動強度；滿足了集輸站庫原油轉輸、污水外排、原油升溫、油水混合液回收等對設備的要求；保障了原油處理整個過程的安全性和平穩(wěn)性；達到了節(jié)約電能、蒸汽量、維修費和材料費的目的，降低了原油處理過程中的生產(chǎn)成本，新技術的推廣應用為其它油田生產(chǎn)單位提供寶貴經(jīng)驗。

參考文獻

[1]杜桂寧.油氣集輸設備技術問答.中國石化出版社有限公司.2013；

[2]王子宗.石油化工設計手冊.化學工業(yè)出版社.2015；endprint