油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)

油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)第1頁(yè)/共79頁(yè)目錄礦場(chǎng)油氣集輸系統(tǒng)概述油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求油氣集輸流程設(shè)計(jì)的總趨勢(shì)地面油氣處理技術(shù)的回顧地面工程系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與國(guó)外的差距油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)方法耗能設(shè)備評(píng)價(jià)的方法節(jié)能降耗新技術(shù)集輸系統(tǒng)節(jié)能模式與配套技術(shù)第2頁(yè)/共79頁(yè)礦場(chǎng)油氣集輸系統(tǒng)概述第3頁(yè)/共79頁(yè)1、油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求1）.滿(mǎn)足油田開(kāi)發(fā)和開(kāi)采的要求采輸協(xié)調(diào)集輸工作者應(yīng)根據(jù)油田開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和采油工藝確定集輸系統(tǒng)的規(guī)模、工藝流程和總體布局使油田開(kāi)發(fā)、開(kāi)采和集輸系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)、生產(chǎn)平穩(wěn)，促進(jìn)油田的開(kāi)發(fā)和開(kāi)采。不同的油田根據(jù)特點(diǎn)選擇不同的開(kāi)采模式。第4頁(yè)/共79頁(yè)1、油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求2）.集輸系統(tǒng)能夠反映油田開(kāi)發(fā)和開(kāi)采的動(dòng)態(tài)

油氣在地層內(nèi)運(yùn)動(dòng)的情況只能通過(guò)集輸系統(tǒng)管網(wǎng)和設(shè)備測(cè)量所得的參數(shù)來(lái)反映。油田開(kāi)發(fā)和開(kāi)采的變化，反映到地面集輸系統(tǒng)中就是：油、氣、水產(chǎn)量、出砂量、氣油比、溫度、壓力等參數(shù)的變化。選集油流程應(yīng)有較強(qiáng)的適應(yīng)能力和進(jìn)行調(diào)整的靈活性第5頁(yè)/共79頁(yè)1、油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求3）.節(jié)約能源、防止污染、保護(hù)環(huán)境

a.充分利用自噴井、抽油井的能量，減少轉(zhuǎn)油環(huán)節(jié)，在有條件的油田提高第一級(jí)的分離壓力，減少動(dòng)力消耗；

b.流程密閉，降低損耗；

c.充分收集和利用油氣資源，生產(chǎn)穩(wěn)定原油、干氣、液化石油氣、天然汽油等產(chǎn)品，減少油田生產(chǎn)的自耗氣量；

d.采用先進(jìn)高效的處理設(shè)備和節(jié)能技術(shù)，如高效分水設(shè)備、高效泵等。

e.集輸系統(tǒng)應(yīng)該具有消除三廢污染、保護(hù)環(huán)境的工程措施。第6頁(yè)/共79頁(yè)1、油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求4）.集輸系統(tǒng)應(yīng)安全可靠，并有一定的靈活性一方面，設(shè)備應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、安全可靠、不需要經(jīng)常性的維修;另一方面，一旦發(fā)生異常情況，要有一定的調(diào)整能力和較強(qiáng)的適應(yīng)性。第7頁(yè)/共79頁(yè)5）貫徹“少投入，多產(chǎn)出”提高經(jīng)濟(jì)效益的原則。油田油氣集輸工程設(shè)計(jì)應(yīng)與油藏工程、鉆井工程、采油工程緊密結(jié)合，統(tǒng)籌考慮。根據(jù)油田分階段開(kāi)發(fā)的具體要求，全面規(guī)劃、分期實(shí)施，做到地上、地下相結(jié)合，統(tǒng)一論證優(yōu)化，保證油田開(kāi)發(fā)建設(shè)取得好的整體經(jīng)濟(jì)效益。第8頁(yè)/共79頁(yè)1、油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求6）.與輔助系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致

集輸系統(tǒng)還有一些配套的輔助系統(tǒng)，如供排水、供電、供熱、道路、通訊等，一起構(gòu)成油田地面總系統(tǒng)，互相聯(lián)系、互相制約，應(yīng)該統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)一致，使油田地面系統(tǒng)總體最優(yōu)。海上油氣田生產(chǎn)輔助設(shè)施有別于陸上油田，考慮到海上設(shè)施遠(yuǎn)離陸地，海上運(yùn)輸?shù)睦щy，需要設(shè)置相應(yīng)生產(chǎn)輔助系統(tǒng)。第9頁(yè)/共79頁(yè)2、油氣集輸流程設(shè)計(jì)的總趨勢(shì)集輸流程根據(jù)油田的特點(diǎn)和油品的性質(zhì)，采取了不同的集油流程。為了達(dá)到高效節(jié)能的目的，向以下方面發(fā)展：簡(jiǎn)化井口設(shè)備與工藝簡(jiǎn)化計(jì)量站盡量采用二級(jí)布站流程密閉完善聯(lián)合站、減少占地、方便管理提高自動(dòng)化水平與管理水平第10頁(yè)/共79頁(yè)3、地面油氣集輸技術(shù)的回顧近50年來(lái)，我國(guó)油氣田開(kāi)發(fā)中的地面技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步取得了很大的發(fā)展，有些獲得了重大的突破，形成了具有代表性的開(kāi)發(fā)模式。整裝大油田：集油系統(tǒng)盡量采用計(jì)量站集油流程、一級(jí)半或二級(jí)布站，簡(jiǎn)化井場(chǎng)設(shè)施，增強(qiáng)集中處理站的功能。復(fù)雜斷塊和分散小油田：一般采用邊勘探、邊生產(chǎn)、滾動(dòng)開(kāi)發(fā)建設(shè)方式。由于斷塊油田的總產(chǎn)量較低，所以斷塊油田一般采用多功能油氣處理設(shè)備。稠油超稠油油田：熱力開(kāi)采、加熱、摻水、摻稀輸送低滲透油田：一些分散的低滲透油田上不建任何固定的油氣集輸設(shè)施，而利用車(chē)載撈油裝置完成油井的采油、拉油，比較整裝的低滲透油田(安塞、靖安)。第11頁(yè)/共79頁(yè)3、地面油氣集輸技術(shù)的回顧沙漠油田：集輸半徑大，采油混輸流程，集中處理灘海油田（offshore）：海油陸采、人工島、半海半陸海上油田：全海式開(kāi)采氣田：氣藏壓力一般較高、水合物、酸氣，低溫集氣、高壓集氣等。第12頁(yè)/共79頁(yè)3、地面油氣集輸技術(shù)的回顧每一時(shí)期的重大發(fā)展都伴隨著新工藝新技術(shù)的突破和應(yīng)用地面集輸中的系統(tǒng)優(yōu)化與區(qū)域性系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)推廣應(yīng)用工藝計(jì)算的準(zhǔn)確性提高先進(jìn)工藝計(jì)算軟件的應(yīng)用：PIPEPHASE、HYSYS、PIPEFLOW、OLGA等以及國(guó)產(chǎn)化的軟件。優(yōu)化方法在管徑選擇、集輸方案優(yōu)化、加密井等方面大大規(guī)模應(yīng)用第13頁(yè)/共79頁(yè)3、地面油氣集輸技術(shù)的回顧油氣處理中分離設(shè)備的高效化改進(jìn)和多樣化高效兩相、三相分離器多功能高效合一分離設(shè)備旋流分離式緊湊式分離設(shè)備：油水預(yù)分、污水處理、固液分離、氣液分離、天然氣脫水等仰角式分離器旋轉(zhuǎn)分離透平分離器基于電場(chǎng)、磁場(chǎng)、超聲波方式的油水處理技術(shù)第14頁(yè)/共79頁(yè)3、地面油氣集輸技術(shù)的回顧集輸與處理中高效藥劑的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用稠油集輸中的乳化劑以及降粘劑油水分離中的高效破乳劑污水處理的絮凝劑高效優(yōu)質(zhì)多功能處理劑的研制復(fù)配及篩選藥劑的效果越來(lái)越好，用量越來(lái)越少，費(fèi)用逐漸降低第15頁(yè)/共79頁(yè)3、地面油氣集輸技術(shù)的回顧油田地面生產(chǎn)的環(huán)保與廢棄物處理技術(shù)油田污水處理技術(shù)：回注水的達(dá)標(biāo)與回注污泥凈化技術(shù)污泥清洗和回收利用污泥的微生物處理污泥的焚燒污泥的分餾裂解回收排放天然氣的回收技術(shù)：壓縮天然氣技術(shù)吸附天然氣技術(shù)液化天然氣技術(shù)第16頁(yè)/共79頁(yè)3、地面油氣集輸技術(shù)的回顧多相混輸技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用混輸工藝計(jì)算多相增壓設(shè)備的應(yīng)用多相混輸計(jì)量技術(shù)多相混輸管路清管技術(shù)段塞流特性以及立管段塞的抑制段塞流捕集器混輸管路的腐蝕與防腐技術(shù)第17頁(yè)/共79頁(yè)3、地面油氣集輸技術(shù)的回顧地面集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)的發(fā)展五大系統(tǒng)效率的提高穩(wěn)油控水技術(shù)集輸系統(tǒng)的評(píng)價(jià)與優(yōu)化技術(shù)集輸系統(tǒng)的模擬仿真與用能分析技術(shù)高效加熱設(shè)備的應(yīng)用高效節(jié)能電機(jī)、變頻技術(shù)的應(yīng)用余熱回收與利用技術(shù)熱能綜合利用技術(shù)第18頁(yè)/共79頁(yè)4、地面工程系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)低成本、節(jié)能開(kāi)發(fā)原油常溫集輸技術(shù)最大限度地簡(jiǎn)化油氣集輸工藝流程技術(shù)較低溫度的原油脫水工藝技術(shù)簡(jiǎn)化原油處理流程的技術(shù)天然氣常溫集輸工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用節(jié)省投資節(jié)能降耗具有綜合效益的聯(lián)合裝置第19頁(yè)/共79頁(yè)4、地面工程系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)低成本開(kāi)發(fā)是油氣集輸處理科技發(fā)展的方向和艱巨任務(wù)系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)充分利用邊緣零散井和不能進(jìn)系統(tǒng)的天然氣節(jié)能增效降低成本開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用真空加熱爐、相變加熱爐和其他適用于油氣田生產(chǎn)應(yīng)用的高效加熱爐和高效燃燒器大力開(kāi)發(fā)、推廣應(yīng)用油氣田規(guī)劃優(yōu)化軟件第20頁(yè)/共79頁(yè)4、地面工程系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)老油氣田地面工程改造通過(guò)優(yōu)化改造方案，充分挖掘已有系統(tǒng)的潛力，解決系統(tǒng)及區(qū)域低效運(yùn)行問(wèn)題，提高效率、降低運(yùn)行費(fèi)用節(jié)能降耗技術(shù)研究：高含水低溫集油工藝、老井網(wǎng)加密、高效分離設(shè)備等技術(shù)的推廣應(yīng)用。面對(duì)環(huán)保的日趨重要，要加強(qiáng)環(huán)保工作的研究力度：污水污泥處理技術(shù)的推廣與利用第21頁(yè)/共79頁(yè)4、地面工程系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)全面推動(dòng)天然氣地面工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用發(fā)展高壓天然氣集輸脫水等處理加工工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用高酸性天然氣凈化技術(shù)，開(kāi)發(fā)系列天然氣脫硫技術(shù)零散天然氣的回收儲(chǔ)存與運(yùn)輸?shù)?2頁(yè)/共79頁(yè)4、地面工程系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)特殊油田、特殊地域、特殊方式開(kāi)發(fā)的油田依賴(lài)于各專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展低滲透油田量油技術(shù)、環(huán)狀集油流程、永磁電機(jī)直流電機(jī)等節(jié)電技術(shù)高含水油田的常溫集輸技術(shù)、高效游離水脫出技術(shù)稠油油田的集輸、脫水與輸送技術(shù)油田集輸模式的優(yōu)選第23頁(yè)/共79頁(yè)4、地面工程系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)特殊油田、特殊地域、特殊方式開(kāi)發(fā)的油田依賴(lài)于各專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展稠油集輸、脫水技術(shù)灘海油田沙漠油田要研究利用油氣混輸技術(shù)、不分離計(jì)量技術(shù)、短流程處理技術(shù)、高度自動(dòng)化技術(shù)凝析油氣田要研究高壓集氣、循環(huán)注氣技術(shù)利用、三相不分離計(jì)量技術(shù)、高效簡(jiǎn)化凝液回收技術(shù)第24頁(yè)/共79頁(yè)4、地面工程系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)加強(qiáng)安全生產(chǎn)與先進(jìn)管理有關(guān)的技術(shù)研究腐蝕與防腐技術(shù)安全評(píng)價(jià)與完整性管理泄漏監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)數(shù)字化油田先進(jìn)管理與測(cè)試手段：交接計(jì)量、液位檢測(cè)、含水率測(cè)試等第25頁(yè)/共79頁(yè)5與國(guó)外技術(shù)的差距分析同國(guó)外相比，無(wú)論從生產(chǎn)指標(biāo)上，還是技術(shù)設(shè)備本身，都存在著很大差距我國(guó)油氣操作成本是4.15美元/桶，而國(guó)外公司是3.0美元/桶左右。我國(guó)的原油生產(chǎn)能耗是2349.5MJ/噸油，國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平為945MJ/噸油，國(guó)外公司是523MJ/噸油。國(guó)外的同樣處理量的設(shè)備體積小、結(jié)果緊湊，許多設(shè)備需要國(guó)產(chǎn)化、引進(jìn)。第26頁(yè)/共79頁(yè)5與國(guó)外技術(shù)的差距分析集輸系統(tǒng)存在的問(wèn)題及與國(guó)外的差距在于：我國(guó)游離水脫出設(shè)備脫出水含油指標(biāo)普遍較高；國(guó)外的游離水脫除裝置在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上較為完善，流程簡(jiǎn)化程度高。目前油田的許多油站是對(duì)原大罐沉降工藝進(jìn)行適應(yīng)性改造，隨著油量、液量發(fā)生變化，某些站內(nèi)流程不盡合理，存在節(jié)能的潛力。在稠油集輸工藝上，摻水輸送含水率一般比較高，使系統(tǒng)的效率降低，在集輸、處理的運(yùn)行參數(shù)上、流程簡(jiǎn)化上仍存在一定的優(yōu)化空間。第27頁(yè)/共79頁(yè)5與國(guó)外技術(shù)的差距分析目前，國(guó)內(nèi)外油田集輸系統(tǒng)在高效節(jié)能設(shè)備和配套工藝技術(shù)的研究方面取得重要進(jìn)展，但在集輸系統(tǒng)的整體優(yōu)化，以及低溫高效破乳劑、水凈化劑、降粘劑的開(kāi)發(fā)研制等方面存在一定的不足，特別是針對(duì)稠油集輸處理的高效化學(xué)藥劑的研制方面進(jìn)展不大，制約了高含水原油不加熱分離技術(shù)的發(fā)展。第28頁(yè)/共79頁(yè)5與國(guó)外技術(shù)的差距分析在輸油泵應(yīng)用方面，各油田采取改型換泵、調(diào)整管網(wǎng)等措施使輸油泵效率有所提高。輸油泵效平均為64.9%,典型工程為大慶油田的69.88%。東河塘油田水平與國(guó)外水平相當(dāng)，泵效達(dá)71%—75%。用于稠油輸送的泵一般選用稠油泵、螺桿泵，也有離心泵。泵效平均值僅為53.24%，典型值為樂(lè)安油田的60.7%。國(guó)內(nèi)外在輸油泵效率方同差距不大，稠油泵在可靠性和防震方面都有待進(jìn)一步改進(jìn)。第29頁(yè)/共79頁(yè)5與國(guó)外技術(shù)的差距分析通過(guò)分析地面工程技術(shù)現(xiàn)狀，找出節(jié)能降耗的空間，有針對(duì)性的采取相應(yīng)措施，在加大科技投入，開(kāi)發(fā)應(yīng)用新技術(shù)，加強(qiáng)管理的同時(shí)，做好科學(xué)決策，調(diào)整油田內(nèi)部燃油燃?xì)鈨r(jià)格，才能達(dá)到降低油田的工程投資和運(yùn)行成本的目的。第30頁(yè)/共79頁(yè)6油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)原油處理單耗考核指標(biāo)項(xiàng)：集輸噸油耗油（氣）量（kg/t）、集輸噸油耗電量（kW·h/t）、集輸噸油藥劑耗量（kg/t）、噸油處理費(fèi)（元/噸）、噸液處理費(fèi)（元/噸）等。以上指標(biāo)基本上反映了集輸系統(tǒng)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，但各個(gè)考核指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性比較大，單獨(dú)考慮往往達(dá)不到管理上整體優(yōu)化的目的。采用噸油處理費(fèi)（元/噸）和噸液處理費(fèi)作為考核指標(biāo)，而集輸噸油耗油量（kg/t）、集輸噸油耗電量（kW?h/t）、集輸噸油藥劑耗量（kg/t）僅僅作為考核過(guò)程中的統(tǒng)計(jì)值，這樣有利于發(fā)揮生產(chǎn)單位能動(dòng)性，促使其篩選高效低溫破乳劑，并優(yōu)化相關(guān)的生產(chǎn)參數(shù)，從而降低生產(chǎn)能耗和運(yùn)行成本。第31頁(yè)/共79頁(yè)6油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)燃油與藥劑消耗指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性噸油處理燃料消耗的主要是由兩方面的因素確定的，一是原油處理所需要的工藝負(fù)荷，二是加熱（鍋）爐的運(yùn)行效率。對(duì)于特定的油品性質(zhì)，原油處理所需要的工藝熱負(fù)荷是藥劑用量和藥劑性質(zhì)決定的：首先藥劑的用量和性質(zhì)直接影響加熱系統(tǒng)進(jìn)口被加熱原油的流量和比熱，其次影響被處理原油的處理溫度；同樣，原油的處理溫度也會(huì)影響破乳劑的用量和破乳效率，因此原油生產(chǎn)過(guò)程中，需要在保證原油處理質(zhì)量的前提下，根據(jù)特定油品性質(zhì)、破乳劑的高效破乳溫度區(qū)間，來(lái)優(yōu)化加藥量和脫水溫度。第32頁(yè)/共79頁(yè)6油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)單耗指標(biāo)的計(jì)算第33頁(yè)/共79頁(yè)6油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)油氣集輸系統(tǒng)MinMoutEQGoutWoutSOWG圖3.系統(tǒng)模型第34頁(yè)/共79頁(yè)6油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)熱能利用率進(jìn)、出聯(lián)合站具有的熱能差值與聯(lián)合站供給介質(zhì)熱能的比值，以百分?jǐn)?shù)表示電能利用率介質(zhì)進(jìn)出聯(lián)合站具有的壓力能差值之和與該站供給介質(zhì)電能的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。能源效率第35頁(yè)/共79頁(yè)6油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)加熱（鍋）爐加熱（鍋）爐運(yùn)行效率是影響燃料消耗量的一個(gè)重要指標(biāo)，在工藝負(fù)荷一定的情況下，燃料消耗量與其成反比關(guān)系。由于加熱（鍋）爐效率的測(cè)試具有暫時(shí)性，而加熱（鍋）爐運(yùn)行的實(shí)際效率與操作過(guò)程息息相關(guān)，不同的人或者相同的人不同的時(shí)間操作同一臺(tái)加熱（鍋）爐，其熱效率差別很大，因此加熱（鍋）爐的測(cè)試效率并不能真實(shí)地反映加熱（鍋）爐的運(yùn)行水平。加熱（鍋）爐的高效運(yùn)行關(guān)鍵在于管理，通過(guò)試驗(yàn)和理論分析，在沿用加熱（鍋）爐運(yùn)行效率作為考核指標(biāo)的同時(shí)，增加排煙溫度和氧含量作為考核指標(biāo)，這樣便于促進(jìn)加熱爐的生產(chǎn)管理和高效運(yùn)行。第36頁(yè)/共79頁(yè)6油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)加熱（鍋）爐運(yùn)行效率的測(cè)試方法主要有兩種，一種是正平衡的方法，一種是反平衡的方法。正平衡的方法鍋爐效率即有效利用熱能占燃料帶入鍋爐的百分?jǐn)?shù)。加熱（鍋）爐的正平衡測(cè)試，需要測(cè)出燃料量B、燃料應(yīng)用基發(fā)熱量、被加熱介質(zhì)的流量（油氣水）、進(jìn)出口溫差、比熱。反平衡測(cè)試通過(guò)測(cè)出加熱（鍋）爐的各項(xiàng)熱損失，然后按照公式計(jì)算出加熱（鍋）爐的熱效率。由于聯(lián)合站加熱（鍋）爐的進(jìn)出口一般不設(shè)流量計(jì)，無(wú)法準(zhǔn)確的計(jì)量實(shí)際流量，不具備采用正平衡測(cè)試的條件，一般采用非平衡測(cè)試。第37頁(yè)/共79頁(yè)6油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)反平衡測(cè)試的關(guān)鍵參數(shù)是空氣過(guò)剩系數(shù)（排煙氧含量）和排煙溫度，其中空氣過(guò)剩系數(shù)是通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)來(lái)控制的，能夠反映出該站的管理水平和司爐工的技術(shù)水平；排煙溫度主要受加熱（鍋）爐的結(jié)構(gòu)和熱負(fù)荷影響，通過(guò)適當(dāng)?shù)墓芾硪材軌蛟谝欢ǖ姆秶鷥?nèi)控制。第38頁(yè)/共79頁(yè)6油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)站效原油和進(jìn)、出站的當(dāng)量能量差值與該站供給當(dāng)量能量比值的百分?jǐn)?shù)。輸油泵機(jī)組效率從總電能消耗的角度來(lái)看，動(dòng)力系統(tǒng)的損失包含泵出口的節(jié)流損失和泵效兩部分，采用泵效作為考核指標(biāo)并不全面，它不能全面反映動(dòng)力系統(tǒng)的損耗和動(dòng)力控制系統(tǒng)及工藝的先進(jìn)性，因此，推薦采用輸油泵機(jī)組效率作為考核指標(biāo)，它更為全面。第39頁(yè)/共79頁(yè)6油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)輸油管道能耗輸管線的能耗包括動(dòng)能消耗和熱能消耗，這二者是相互關(guān)聯(lián)的。提高輸油溫度，可以降低原油粘度，從而降低沿程的阻力和動(dòng)力消耗，但同時(shí)增大了沿程溫降和燃料消耗；相反適當(dāng)?shù)慕档洼斢蜏囟?，可以降低沿程溫降和燃料消耗，但同時(shí)增大了沿程的阻力和動(dòng)力消耗。外輸管道單耗定義為（外輸噸油耗電×當(dāng)量系數(shù)（標(biāo)煤）+外輸噸油管線能耗（（外輸管線首端溫度-外輸管線末端溫度）×比熱，標(biāo)煤））/里程。第40頁(yè)/共79頁(yè)7油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)方法油田集輸系統(tǒng)的節(jié)能以前主要是針對(duì)單個(gè)設(shè)備的節(jié)能，不能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的用能情況進(jìn)行分析，找不到整體用能的薄弱環(huán)節(jié)三環(huán)節(jié)方法、e—p分析法、夾點(diǎn)法對(duì)集輸系統(tǒng)用能的合理性分析第41頁(yè)/共79頁(yè)7油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)方法系統(tǒng)用能分析方法三環(huán)節(jié)法夾點(diǎn)分析法e-p節(jié)點(diǎn)分析法模型化分析法從總體上分析集輸系統(tǒng)的整體能流分布情況和工藝用能的合理性分析能流的分級(jí)利用和用熱裝備的優(yōu)化配置與運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題深層次分析各個(gè)節(jié)點(diǎn)和工序的節(jié)點(diǎn)指標(biāo)和節(jié)點(diǎn)用能合理性解決系統(tǒng)過(guò)程節(jié)能涉及到的工藝流程選擇、生產(chǎn)配料、工序配合和燃料與動(dòng)力分配等問(wèn)題第42頁(yè)/共79頁(yè)能流分布圖夾點(diǎn)分析法模型分析法高效集輸處理系統(tǒng)用能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)用能合理性分析評(píng)價(jià)用能薄弱環(huán)節(jié)與節(jié)能模式7油氣集輸系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)方法第43頁(yè)/共79頁(yè)三環(huán)節(jié)方法-華賁教授三環(huán)節(jié)理論(轉(zhuǎn)換、利用、回收)是從集輸系統(tǒng)的整體用能出發(fā)，沿著能量平衡分析的三個(gè)層次逐漸深入，能夠既得到對(duì)過(guò)程用能的總體和宏觀結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)，又聯(lián)系著每個(gè)設(shè)備。三個(gè)環(huán)節(jié)之間存在著密切的相互聯(lián)結(jié)和制約關(guān)系。集輸系統(tǒng)“三環(huán)節(jié)”的劃分：能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)：把外界的能量通過(guò)加熱爐、機(jī)泵等設(shè)備轉(zhuǎn)換或傳輸,按照有效供能所要求的形式、數(shù)量、品位提供給體系和工藝物流的設(shè)備和工段,都屬于能量的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。第44頁(yè)/共79頁(yè)能量利用環(huán)節(jié)：每個(gè)聯(lián)合站都有一個(gè)到幾個(gè)核心的單元工藝過(guò)程,如原油加熱、供暖、穩(wěn)定、脫水等并對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的設(shè)備,這些工段或設(shè)備單元構(gòu)成了聯(lián)合站能量系統(tǒng)的“三環(huán)節(jié)”模型的能量利用環(huán)節(jié)。能量回收環(huán)節(jié)：回收系統(tǒng)得到的熱量有兩部分組成：污水的熱量和回慘油或水的熱量。第45頁(yè)/共79頁(yè)e－p分析法（陸鐘武院士）e—p分析法對(duì)集輸系統(tǒng)的各個(gè)用能環(huán)節(jié)，從微觀角度揭示了用能合理性，尤其對(duì)現(xiàn)階段的油田開(kāi)發(fā)，原油含水高達(dá)90%以上，集輸過(guò)程中更多的能量轉(zhuǎn)化到水中，其評(píng)價(jià)指標(biāo)工序折合比和工序能耗更加直觀地體現(xiàn)了這一點(diǎn)。折合比為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)第i道工序合格油品產(chǎn)量與統(tǒng)計(jì)期內(nèi)集輸油量的比值。影響集輸噸油綜合能耗的直接因素有2大類(lèi)，即各工序的折合比pi和各工序的工序能耗ei。為了降低集輸噸油綜合能耗，一要降低各工序的折合比，二要降低各工序的工序能耗。第46頁(yè)/共79頁(yè)e－p分析法油氣集輸系統(tǒng)流程大致包括：井口加熱爐升溫、以油井余壓混輸?shù)接?jì)量站；在計(jì)量站經(jīng)過(guò)初步油氣分離后，井排來(lái)液加壓外輸?shù)浇愚D(zhuǎn)站，加熱后輸送至聯(lián)合站，經(jīng)脫水、穩(wěn)定處理后以合格油品外輸。由此可見(jiàn)，油氣集輸系統(tǒng)處理環(huán)節(jié)復(fù)雜，能耗高，如果僅簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)集輸噸油能耗，并不能指導(dǎo)系統(tǒng)的節(jié)能降耗。因此，應(yīng)用e-p節(jié)點(diǎn)分析法，將整個(gè)集輸系統(tǒng)劃分為i個(gè)環(huán)節(jié)，以每個(gè)環(huán)節(jié)的合格產(chǎn)品為統(tǒng)計(jì)數(shù)字Pi，環(huán)節(jié)工序耗能為ei，最終統(tǒng)計(jì)出每個(gè)環(huán)節(jié)的能耗，直接找出造成集輸系統(tǒng)能耗過(guò)高的主要原因，集中精力為主要耗能環(huán)節(jié)進(jìn)行科研攻關(guān)，降低集輸綜合能耗。第47頁(yè)/共79頁(yè)夾點(diǎn)分析夾點(diǎn)技術(shù)是熱力學(xué)第二定律的發(fā)展，強(qiáng)調(diào)在區(qū)別能量品質(zhì)的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)有效能量如何進(jìn)行合理利用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能降耗。聯(lián)合站是集輸過(guò)程中的主要耗能環(huán)節(jié)，存在著巨大的能量浪費(fèi)，采用夾點(diǎn)法對(duì)其分析，回收余熱并循環(huán)利用，提高回收利用率，從而為聯(lián)合站的節(jié)能提供參考方向。油田的能耗主要包括兩大方面：電耗和熱耗。而在采油、注水等工藝中電耗占的比重較大，而在油氣集輸系統(tǒng)中，熱耗占據(jù)很大比重，并且在油氣集輸系統(tǒng)中存在著大量的不可逆熱損失（高品質(zhì)的燃料能轉(zhuǎn)化為油氣處理與集輸中低品位的熱能），另外還有大量的余熱散失，影響了集輸系統(tǒng)的用能效率，尤其是影響了集輸系統(tǒng)中的熱能利用率。第48頁(yè)/共79頁(yè)模型化分析法模型化方法就是用數(shù)學(xué)模型的方法來(lái)描述所要研究的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外采用模型化方法對(duì)企業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能研究的模型主要有投入產(chǎn)出模型、優(yōu)化模型、平衡模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等.投入產(chǎn)出模型在系統(tǒng)節(jié)能工作中引入投入產(chǎn)出方法，目的是建立企業(yè)內(nèi)部各生產(chǎn)工序所消耗的能源和非能源(投入)與這些工序生產(chǎn)的產(chǎn)品(產(chǎn)出)之間的相互關(guān)系。這些關(guān)系在一定程度上反映了企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平。第49頁(yè)/共79頁(yè)優(yōu)化模型優(yōu)化模型是利用線性規(guī)劃中的優(yōu)化方法而建立的模型。分動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型和靜態(tài)優(yōu)化模型、線性和非線性?xún)?yōu)化模型等。由于大規(guī)模動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型和非線性?xún)?yōu)化模型的求解較復(fù)雜，甚至對(duì)有的問(wèn)題難以求解，因而目前所建立的模型大都是靜態(tài)線性?xún)?yōu)化模型。第50頁(yè)/共79頁(yè)主要設(shè)備用能測(cè)試分析加熱爐將實(shí)際運(yùn)行的加熱爐熱效率與監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，判斷加熱爐運(yùn)行狀況是否合理。并初步判斷造成加熱爐熱效率低的主要原因。并計(jì)算運(yùn)行工況下加熱爐效率衰減系數(shù)。讀入加熱爐額定負(fù)荷、實(shí)際負(fù)荷、計(jì)算熱效率根據(jù)額定負(fù)荷確定評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算設(shè)備利用率對(duì)比判斷加熱爐效率合格與否否，彈出低效原因未滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行設(shè)備自身原因是，記入效率表記入低效設(shè)備表系統(tǒng)平均爐效不同爐型平均爐效第51頁(yè)/共79頁(yè)主要設(shè)備用能測(cè)試分析泵將實(shí)際運(yùn)行的泵效率轉(zhuǎn)化為機(jī)組效率與監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，判斷泵運(yùn)行狀況是否偏離設(shè)計(jì)工況。并初步判斷造成泵機(jī)組效率低的原因。并計(jì)算運(yùn)行工況下泵機(jī)組效率衰減系數(shù)。讀入泵機(jī)組電機(jī)的額定功率、泵的額定流量、實(shí)際流量、計(jì)算機(jī)組效率根據(jù)電機(jī)額定功率確定評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算泵的利用率對(duì)比判斷泵機(jī)組效率合格與否否，彈出低效原因未滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行設(shè)備自身原因是，記入效率表記入低效設(shè)備表第52頁(yè)/共79頁(yè)主要設(shè)備用能測(cè)試分析分離及罐設(shè)備將分離設(shè)備分為立式和臥式，采用不同保溫材料時(shí)，分別計(jì)算分離設(shè)備的傳熱系數(shù)，并通過(guò)分離設(shè)備的幾何尺寸，計(jì)算不同工況下單臺(tái)設(shè)備的散熱量，分離設(shè)備的散熱總量，以及在處理時(shí)間間隔內(nèi)，設(shè)備處理噸液的熱能損耗，并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行工況下的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比第53頁(yè)/共79頁(yè)主要設(shè)備用能測(cè)試分析穩(wěn)定設(shè)備穩(wěn)定設(shè)備主要是指穩(wěn)定塔，穩(wěn)定塔多為立式設(shè)備，因此計(jì)算穩(wěn)定設(shè)備表面的傳熱系數(shù)，進(jìn)而計(jì)算穩(wěn)定塔的散熱，以及處理噸液能量損耗，并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行工況下的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比（依據(jù)進(jìn)出口參數(shù)）。管線管線的評(píng)價(jià)以管道總傳熱系數(shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，并依此計(jì)算出某管段（兩節(jié)點(diǎn)之間）的散熱量，還可以根據(jù)運(yùn)行工況計(jì)算出某管段輸送噸液散熱量。第54頁(yè)/共79頁(yè)主要設(shè)備用能測(cè)試分析電脫水器電脫水器一般為臥式設(shè)備，計(jì)算其傳熱系數(shù)，并以此計(jì)算設(shè)備散熱量，再計(jì)算處理噸液損耗。同時(shí)記錄電脫水器處理噸液耗電，并以此為指標(biāo)進(jìn)行橫向縱向?qū)Ρ?。?5頁(yè)/共79頁(yè)集輸系統(tǒng)整體用能分析評(píng)價(jià)軟件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入模塊中心用能分析模塊數(shù)據(jù)輸出模塊用能分析評(píng)價(jià)模塊用能與運(yùn)行優(yōu)化模塊系統(tǒng)單元設(shè)備e-p節(jié)點(diǎn)分析法三環(huán)節(jié)法

夾點(diǎn)分析法

模型分析法

工藝流程能流分布圖用能合理性分析評(píng)價(jià)用能薄弱環(huán)節(jié)用能過(guò)程優(yōu)化用能設(shè)備優(yōu)化用能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Access數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel文件導(dǎo)入Access數(shù)據(jù)庫(kù)圖形庫(kù)Excel文件系統(tǒng)節(jié)能模式第56頁(yè)/共79頁(yè)

軟件框架設(shè)計(jì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論分析實(shí)驗(yàn)研究參數(shù)反演建立評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)建立集輸系統(tǒng)模型處理能力處理質(zhì)量處理能耗結(jié)構(gòu)模型能流模型物流模型優(yōu)化模型建立集輸系統(tǒng)仿真模擬系統(tǒng)模擬生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)分析集輸系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、能耗分布、資源利用與系統(tǒng)配置等確定生產(chǎn)和能耗的薄弱環(huán)節(jié)對(duì)運(yùn)行參數(shù)和資源配置進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化集輸系統(tǒng)用熱點(diǎn)及負(fù)荷優(yōu)化配置第57頁(yè)/共79頁(yè)設(shè)備基本數(shù)據(jù)錄入分析結(jié)果報(bào)表能流圖能量分析與系統(tǒng)仿真軟件平臺(tái)用能分析評(píng)價(jià)模塊用能與運(yùn)行仿真模塊生產(chǎn)報(bào)表節(jié)點(diǎn)運(yùn)行指標(biāo)崗位經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模版系統(tǒng)

單元

運(yùn)行參數(shù)預(yù)測(cè)用能優(yōu)化分析

系統(tǒng)工藝調(diào)整運(yùn)行參數(shù)調(diào)整用能優(yōu)化分析方法與設(shè)備仿真模型工藝、設(shè)備與基礎(chǔ)參數(shù)庫(kù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系節(jié)能模式與節(jié)能對(duì)策能流分析報(bào)表物流分析報(bào)表

軟件框架設(shè)計(jì)第58頁(yè)/共79頁(yè)數(shù)學(xué)模型黑油、天然氣熱物性計(jì)算混輸、單相管線水力熱力計(jì)算集輸管網(wǎng)計(jì)算模塊各種設(shè)備評(píng)價(jià)與仿真模塊站庫(kù)的效能評(píng)價(jià)模塊數(shù)據(jù)庫(kù)物流數(shù)據(jù)庫(kù)各類(lèi)設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)各種站場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)管線/網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)井口參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)處理工藝庫(kù)第59頁(yè)/共79頁(yè)設(shè)備單元模塊數(shù)據(jù)庫(kù)字典計(jì)算模型單元結(jié)構(gòu)參數(shù)類(lèi)輸入?yún)?shù)類(lèi)運(yùn)行參數(shù)類(lèi)輸出參數(shù)類(lèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)試參數(shù)類(lèi)單元物料平衡模型單元能量平衡模型單元評(píng)價(jià)模型單元運(yùn)行仿真模型單元運(yùn)行優(yōu)化模型第60頁(yè)/共79頁(yè)采用多層次結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，將繁化簡(jiǎn)、將密化疏可實(shí)現(xiàn)PFD圖形的圖層設(shè)置具有隱藏、添加、刪除圖層功能圖層的排列順序可以改變將鼠標(biāo)放于窗口上方的各按鈕處得到的提示信息即為該圖層管理功能

（三）油田集輸系統(tǒng)整體用能優(yōu)化與仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件實(shí)現(xiàn)的分層設(shè)計(jì)第61頁(yè)/共79頁(yè)軟件實(shí)現(xiàn)的分層設(shè)計(jì)

（三）油田集輸系統(tǒng)整體用能優(yōu)化與仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)集輸系統(tǒng)操作層第62頁(yè)/共79頁(yè)

（三）油田集輸系統(tǒng)整體用能優(yōu)化與仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)站庫(kù)系統(tǒng)操作層第63頁(yè)/共79頁(yè)軟件實(shí)現(xiàn)的分層設(shè)計(jì)

（三）油田集輸系統(tǒng)整體用能優(yōu)化與仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)集輸系統(tǒng)操作層第64頁(yè)/共79頁(yè)

（三）油田集輸系統(tǒng)整體用能優(yōu)化與仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)接轉(zhuǎn)站操作層第65頁(yè)/共79頁(yè)

（三）油田集輸系統(tǒng)整體用能優(yōu)化與仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)計(jì)量站操作層第66頁(yè)/共79頁(yè)建立了豐富的設(shè)備庫(kù)和圖形庫(kù)，方便了軟件的使用和維護(hù)管理。設(shè)備庫(kù)與圖形庫(kù)建設(shè)第67頁(yè)/共79頁(yè)軟件采用PFD圖形化、積木式、開(kāi)放式設(shè)計(jì)，便于集輸系統(tǒng)的建設(shè)和系統(tǒng)重構(gòu)。開(kāi)放式的系統(tǒng)設(shè)計(jì)第