時間:2022-08-18 03:37:19
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大慶油田脫水站是油田地面工程集輸處理系統(tǒng)的重要站場,不僅承擔著原油脫水處理及外輸任務,還要為下游采出水處理站輸送達標的含油污水。脫水站設施多、工藝管道密集、處理流程復雜,是油田生產(chǎn)系統(tǒng)中耗電、耗氣“大戶”。某區(qū)域已建脫水站兩座,脫水站A負責5座轉油站和1座放水站的水驅(qū)脫水任務,采用“游離水脫除器→壓力沉降罐→電脫水器”三段脫水工藝,改造前,脫水站A已有油水脫除設備12臺,立式儲罐3座,外輸及脫水機泵8臺,加熱爐4臺及其他配套設施。脫水站B負責3座轉油站的聚驅(qū)脫水任務,采用“游離水脫除器→電脫水器”兩段脫水工藝。改造前,脫水站B已有游離水脫除器7臺、電脫水器5臺,立式儲罐3座,外輸油泵3臺,脫水加熱爐10臺及其他配套設施。經(jīng)過30多年的生產(chǎn)運行,脫水站A存在設備負荷率低、設施老化、工藝不完善、運行能耗高、存在安全隱患等諸多問題;脫水站B存在因產(chǎn)量下降導致油水脫除設備運行負荷率較低的問題。主要表現(xiàn)如下:一、設備負荷率低。隨著產(chǎn)油量的逐年下降,設備負荷率越來越低,目前脫水站A外輸泵總運行負荷率最高時僅為39.2%、二段爐總運行負荷率最高29.2%;脫水站B電脫水器負荷率只有39.6%,外輸泵總運行負荷率約45.2%。二、存在安全隱患。產(chǎn)油量的下降導致外輸油管道不能保證在經(jīng)濟區(qū)運行,沿程熱力損失較高。據(jù)測算,產(chǎn)油量最低時末點溫度僅為27.5℃,極易發(fā)生凝管事故。站內(nèi)設備及管線運行時間超過30年,腐蝕老化嚴重,電氣儀表超期服役、性能降低、可靠性差,系統(tǒng)運行存在安全隱患。三、能耗較高。已建生產(chǎn)設施的工藝流程不合理,三段脫水工藝與兩段脫水工藝相比,多了脫水泵和二段加熱爐,增加了耗氣量及耗電量。
1工藝技術改造方案
針對存在的問題,在調(diào)研大量現(xiàn)場資料、總結站庫大修改造經(jīng)驗的基礎上,依據(jù)地質(zhì)開發(fā)預測,進行科學論證、合理規(guī)劃,確定了“統(tǒng)一布局、合理縮減處理規(guī)模,簡化工藝、降低系統(tǒng)生產(chǎn)能耗”的總體改造思路。一、統(tǒng)一布局、合理縮減處理規(guī)模。根據(jù)地質(zhì)開發(fā)及負荷率預測分析,對整個區(qū)塊原油脫水系統(tǒng)布局進行優(yōu)化調(diào)整。鑒于脫水站B的游離水脫除器、電脫水器、加熱爐、機泵等主要設備均有剩余能力,考慮將脫水站A的處理規(guī)模進行適當核減,改造為放水站,主要脫水處理工藝由脫水站B承擔。二、簡化工藝、降低系統(tǒng)生產(chǎn)能耗。脫水站A管轄區(qū)域內(nèi)的含水原油在本站只進行一段游離水脫除,將含水率降至低于20%。含水原油不再進行二段處理,經(jīng)外輸爐加熱、外輸泵升壓及流量計計量后外輸至脫水站B進行下一段脫水處理。優(yōu)化簡化工藝流程后,減少了壓力沉降罐、二段爐、電脫水器、凈化油緩沖罐等設備。同時,按照新的地面建設工程規(guī)劃技術規(guī)定,對保留的一段游離水脫水工藝的設備重新校核。原4臺已建游離水脫除器總處理能力經(jīng)校核后,由原來的28000t/d降到了25000t/d;原外輸油泵的排量、揚程已不適合外輸油量預測的技術參數(shù)要求,需新建2臺外輸油泵;結合工藝流程及外輸?shù)秃蜏厣枨?,將脫水站A的一段加熱爐優(yōu)化調(diào)整為外輸爐;脫水站A的供熱負荷由脫水站B已建加熱爐承擔,提高了脫水站B的設備負荷率;將已建污水外輸泵移位安裝到外輸油泵房內(nèi);將原沉降崗并入輸油崗,實現(xiàn)整座放水站系統(tǒng)合崗控制。同時,對所有老化嚴重的油氣設施,腐蝕穿孔的工藝管道,性能降低、可靠性差的電氣儀表等也進行了更新改造。
2實施效果分析
2.1生產(chǎn)運行效果分析
整個區(qū)塊原油脫水系統(tǒng)優(yōu)化改造后,適當核減了脫水站A的設計規(guī)模,增大了脫水站B的運行負荷。改造后,系統(tǒng)運行設備的負荷率明顯上升且較為合理。脫水站A外輸泵負荷率由34.5%提高到82%;脫水站B外輸泵負荷率由45.2%提高到79.3%,二段加熱爐負荷率由29.3%提高到59.2%,電脫水器負荷率由39.6%提高到69.2%。從安全角度來看,脫水站A老舊設備的更新提高了生產(chǎn)運行的可靠性;由脫水站B對凈化原油統(tǒng)一外輸,消除了凈化原油管道因輸油量降低而發(fā)生凝管事故的安全隱患,提高了管道運行可靠性。
脫水站A降級為放水站后,通過優(yōu)化簡化生產(chǎn)工藝流程及提高生產(chǎn)設施利用率,區(qū)塊脫水站整體運行能耗明顯下降。從表中可以看出,改造后,總耗氣量較改造前年節(jié)約62.2×104m3/a,折合生產(chǎn)成本94.5萬元,總耗電量較改造前年節(jié)約21.5×104kW·h,折合生產(chǎn)成本13.7萬元。
2.3改造前后經(jīng)濟效益對比分析
通過對改造前后的投資、生產(chǎn)運行成本(包括耗氣、耗電費用和日常生產(chǎn)維護費用)和勞動定員用工成本的分析,脫水站技術改造綜合效益顯著。具體分析如下:脫水站A改造投資為968.3萬元。改造前兩座脫水站年耗氣量為1103.5×104m3,耗電量為154.9×104kW·h,折合生產(chǎn)成本1775.2萬元;改造后兩座脫水站年耗氣量為1041.3×104m3,耗電量為133.4×104kW·h,折合生產(chǎn)成本1667萬元,較改造前節(jié)約生產(chǎn)成本108.2萬元。改造后,脫水站A的生產(chǎn)設備減少,年節(jié)約容器、機泵、儀器儀表等維修費及容器清淤費用共計27萬元;勞動定員減少10人,年節(jié)約用工成本80萬元。改造后脫水站A總計節(jié)約日常生產(chǎn)維護費用及用工成本107萬元。上述分析可知,改造后每年收益215.2萬元;改造投資968.3萬元,約4.5年可實現(xiàn)投資與綜合效益平衡。因此脫水站改造在技術及經(jīng)濟上是可行的。
3結論
將脫水站A改造降級為放水站,將含水量≤20%的原油外輸至脫水站B進行下一級脫水處理,不僅簡化了脫水站A的工藝流程,而且大大提高了兩座站的設備運行負荷率;同時也消除了凈化原油管道因輸油量降低而發(fā)生凝管事故的隱患,提高了管道運行的可靠性;取消脫水站A的脫水泵、電脫水器及一、二段加熱爐后,有效降低了區(qū)塊脫水系統(tǒng)運行能耗,年均節(jié)約氣量62.2×104m3,節(jié)約電量21.5×104kW·h,年節(jié)約生產(chǎn)能耗折合108.2萬元,節(jié)能降耗效果顯著;減少運行設備數(shù)量及勞動定員,年節(jié)約生產(chǎn)維護費用及用工成本107萬元,提質(zhì)增效成效突出,總體上技術改造方案科學合理。通過脫水站技術改造認識到:地面工程系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整、更新、維護應依據(jù)開發(fā)預測,與“地上地下一體化”充分結合,適時、適度地調(diào)整地面建設規(guī)模,優(yōu)化布局、簡化工藝,有效降低生產(chǎn)能耗及運行成本,確保工業(yè)生產(chǎn)低耗、高效、安全、平穩(wěn)運行,從而實現(xiàn)開發(fā)效益最大化。