勝利油田海洋采油廠埕島中心二號平臺集輸系統(tǒng)是整個埕島海域油氣集輸的樞紐，擔(dān)負(fù)著整個海域50%以上原油的初步處理和增壓輸送任務(wù)，整個系統(tǒng)包括從進站來油匯管到出站外輸管線末端內(nèi)的所有管線和設(shè)備。2008年12月，原油進站溫度為48.5℃，日處理液量為7236.92m3，油量為 2491.78t，年外輸油量為84104t，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(tǒng)效率的因素
從廣義上講，集輸系統(tǒng)效率是指整個系統(tǒng)的能量利用率，它是系統(tǒng)能量消耗的衡量參數(shù)，對于穩(wěn)定集輸系統(tǒng)的效率，都有一個特定的值，其測量方法見《原油集輸系統(tǒng)效率測試和單耗計算方法(SY/T5264—1996)》。在該規(guī)范中，將原油集輸統(tǒng)效率定義為集輸系統(tǒng)各站站效與其管效乘積的加權(quán)平均值。可見，集輸系統(tǒng)的效率取決于管效和站效。因此，提高海上集輸系統(tǒng)效率可從提高相關(guān)設(shè)施的效率和降低處理流程的能量消耗入手。
輸油動力設(shè)備 輸油動力設(shè)備效率的高低將直接影響海上集輸系統(tǒng)效率，《中國節(jié)能政策大綱》中規(guī)定：油田輸油泵運行效率指標(biāo)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(yán)重，輸油泵因長期運行、保養(yǎng)不到位、原油粘度高含砂等造成設(shè)備運行效率偏低， 因此，海上集輸系統(tǒng)在輸油動力設(shè)備方面有較大的節(jié)能挖潛空間。
熱能損耗 熱能損耗是影響海上集輸系統(tǒng)效率的重要因素之一。根據(jù)測試統(tǒng)計資料得知，埕島中心二號平臺集輸系統(tǒng)的熱損較大，主要原因如下：
①由于熱媒爐內(nèi)部加熱盤管長時間運行，加熱盤管內(nèi)外結(jié)垢嚴(yán)重，煙管腐蝕經(jīng)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(shè)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(nèi)實驗數(shù)據(jù)如表1。因此，依據(jù)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(tǒng)效率。
原油粘度 由于埕島油田原油“三高”的特點，油氣在開發(fā)生產(chǎn)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(fā)生產(chǎn)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(tǒng)效率的主要原因。
優(yōu)化配套技術(shù)提高海上集輸系統(tǒng)效率
埕島中心二號平臺集輸系統(tǒng)由于投產(chǎn)時間比較長，設(shè)備老化嚴(yán)重，能耗隨之增長，通過對影響海上集輸系統(tǒng)效率的因素進行分析，我們圍繞提高集輸系統(tǒng)效率，對埕島中心二號平臺集輸系統(tǒng)主要進行了以下幾方面的技術(shù)改造和優(yōu)化：
輸油動力設(shè)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(tǒng)共有4臺輸油泵，1#、2#外輸泵投產(chǎn)初期使用變頻器進行調(diào)速控制，3#、4#外輸泵采用軟啟控制，目前已經(jīng)全部采用了變頻調(diào)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(diào)節(jié)外輸泵出口閥門開度，當(dāng)外輸泵排量過高時，需要采用回流閥調(diào)節(jié)排量，這樣不但增加現(xiàn)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(dǎo)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(shù)人員根據(jù)1#、2#外輸泵和3#、4#外輸泵運行的效果對比分析，發(fā)現(xiàn)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(jù)公式可以得到使用變頻時每個小時節(jié)約能量 ，由此可見在原油外輸中使用變頻調(diào)速技術(shù)，系統(tǒng)節(jié)能可觀，經(jīng)濟效益顯著。
優(yōu)化改進外輸泵。 更換掉已使用多年老化、磨損嚴(yán)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(jié)構(gòu)，由環(huán)式改為機械密封，同時提高密封件質(zhì)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(yè)人員對泵軸 、葉輪、導(dǎo)翼、口環(huán)等部件拆開后，重新調(diào)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(yǎng)后，3#外輸泵的運行效率提高4%。
熱媒爐燃?xì)饪刂葡到y(tǒng) 優(yōu)化熱媒爐燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)，確保熱媒爐高效運行。運用先進清洗技術(shù)，實現(xiàn)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(chǎn)的 GL4700C-DY1.6Q型熱煤爐，由于投產(chǎn)時間久，加熱盤管內(nèi)外結(jié)垢嚴(yán)重，煙管腐蝕經(jīng)常穿孔，極大降低了導(dǎo)熱效果，加熱爐效率為84.5%。
為了提高導(dǎo)熱油流動性和加熱效率，我們對3臺熱媒爐進行了化學(xué)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(jié)垢，最后鈍化預(yù)膜。通過清洗，導(dǎo)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(yōu)化熱媒爐燃?xì)饪刂葡到y(tǒng) 確保熱媒爐高效運行。熱媒爐的助燃風(fēng)和燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥閥位的調(diào)整需要同步進行，如調(diào)節(jié)不當(dāng)，則會出現(xiàn)以下幾個問題：兩個閥開度值調(diào)的過低，就會造成壓力過低;助燃風(fēng)量大，容易造成引燃火建立不起來;助燃風(fēng)量小，不利于燃?xì)獾某浞秩紵ａ槍崦綘t實際運行中出現(xiàn)的問題，我們通過不斷的實驗和研究，對熱媒爐的行程開關(guān)進行了更換，并對點火器和燃?xì)鈬娮斓拈g距進行了調(diào)整，對助燃風(fēng)和燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥的閥位進行了統(tǒng)調(diào)，將起始點閥位開度設(shè)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(wěn)運行及燃?xì)獾某浞秩紵瑹嵝侍岣?%。
熱力管道 本集輸站根據(jù)生產(chǎn)實際需要，對熱力管道及閥門、法蘭、支座等選用全防水復(fù)合隔熱型保溫材料進行保溫，并且優(yōu)化保溫方法，大大減少了保溫層厚度，以經(jīng)濟的保溫效果減少熱損，提高熱能利用率。
調(diào)控原油輸送溫度 埕島油田所生產(chǎn)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(nèi)易汽化產(chǎn)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?shù)淖罴褱囟葹?8℃。通過現(xiàn)場調(diào)節(jié)熱媒加熱系統(tǒng)運行參數(shù)，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(xiàn)象，又避免了溫度低影響泵運行效率等情況。
優(yōu)選化學(xué)藥劑，降低原油粘度 通過對乳化降粘技術(shù)和降凝減阻技術(shù)研究，并根據(jù)原油溫度與粘度的函數(shù)關(guān)系，采集了含水量不同的外輸原油樣品，進行室內(nèi)外分析和添加破乳劑后的物性變化試驗，優(yōu)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(jù)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(nèi)層、極性基為外層的分子吸附膜，使結(jié)蠟的親油表面轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水表面，阻止蠟晶在油管、設(shè)備上進一步沉積，起到了一定的防蠟作用。只要初始溫度達(dá)到50℃以上，加入濃度為100mg/L，就能達(dá)到良好的降粘效果。
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