冬季燃油節(jié)能降耗設(shè)備節(jié)能降耗試驗(yàn)總結(jié)

冬季燃油節(jié)能降耗設(shè)備研發(fā)及推廣應(yīng)用試驗(yàn)總結(jié)報(bào)告新疆石油節(jié)能環(huán)保科技有限責(zé)任公司2０08年12月30日一、項(xiàng)目概要１、項(xiàng)目研究的背景國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)原油的旺盛需求，使原油供不應(yīng)求。我國(guó)是能源消耗大國(guó)之一，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展，能源供應(yīng)緊張已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素。同時(shí)我國(guó)能源消費(fèi)不合理、利用效率低的狀況也比較嚴(yán)重。隨著建設(shè)節(jié)約型社會(huì)和推動(dòng)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),國(guó)家和社會(huì)對(duì)節(jié)能減排降耗的要求越來(lái)越高。一系列的政策表明，通過(guò)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),落實(shí)節(jié)能減排,轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式,已成為“十一五”期間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展主題。溫家寶總理在兩會(huì)的政府工作報(bào)告中指出：“要把節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境和集約用地作為轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的突破口和重要抓手”，并親自任國(guó)務(wù)院節(jié)能減排工作領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng),可見(jiàn)“節(jié)能減排”已提到政府工作中前所未有的重視位置。各地區(qū)各行業(yè)的高能耗企業(yè)都在不斷探索節(jié)能減排的措施，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式正在逐步向集約型轉(zhuǎn)變。在這樣的大背景下，作為能源消耗大戶的鉆井行業(yè)，各油田針對(duì)鉆井節(jié)能降耗都進(jìn)行了大量研究。我公司在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，針對(duì)新疆地區(qū)寒冷季節(jié)鉆井作業(yè)存在的問(wèn)題,提出本節(jié)能降耗項(xiàng)目。2、項(xiàng)目研究的必要性（1)順應(yīng)國(guó)家節(jié)約能源的政策導(dǎo)向7月23日，溫家寶總理主持召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議研究部署加強(qiáng)節(jié)油節(jié)電工作和開(kāi)展全民節(jié)能行動(dòng)。會(huì)議指出,解決我國(guó)能源問(wèn)題，必須堅(jiān)持節(jié)約與開(kāi)發(fā)并舉、節(jié)約優(yōu)先的方針，把節(jié)油節(jié)電工作擺在更加突出的位置。會(huì)議強(qiáng)調(diào)，要突出重點(diǎn)，抓住潛力大、見(jiàn)效快的關(guān)鍵領(lǐng)域,采取綜合配套措施,形成有效的激勵(lì)機(jī)制,大幅度提高能源利用效率。要突出抓好重點(diǎn)用電用油單位的節(jié)能工作，加強(qiáng)電力需求管理，落實(shí)節(jié)油節(jié)電的價(jià)格政策，依法查處各種浪費(fèi)石油和電力的行為,保證各項(xiàng)節(jié)能措施的落實(shí);要通過(guò)深入開(kāi)展全民節(jié)能行動(dòng)，進(jìn)一步增強(qiáng)能源憂患意識(shí)和節(jié)能意識(shí),在全社會(huì)大力倡導(dǎo)節(jié)約型生產(chǎn)方式、消費(fèi)模式和生活方式,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展.國(guó)家鼓勵(lì)和支持企業(yè)使用高效節(jié)油產(chǎn)品，采用節(jié)油技術(shù),減少石油產(chǎn)品的消耗量。(２）能源環(huán)境保護(hù)的需要石油是不可再生資源,保護(hù)開(kāi)采和節(jié)約使用同等重要,同時(shí)冬季大量的油耗和尾氣排放也對(duì)大氣環(huán)境存在嚴(yán)重污染.國(guó)際上大力推行各種減少環(huán)境污染和加強(qiáng)環(huán)境治理的措施,對(duì)治理空氣污染和溫室效應(yīng)工作尤其重視。尾氣排放的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格：由歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（ECE）的排放法規(guī)和歐共體（EEＣ)的排放指令,２00０年起開(kāi)始實(shí)施歐Ⅲ(歐Ⅲ型式認(rèn)證和生產(chǎn)一致性排放限值）、2005年起開(kāi)始實(shí)施歐Ⅳ（歐Ⅳ型式認(rèn)證和生產(chǎn)一致性排放限值）.我國(guó)在“十一五”規(guī)劃綱要中提出:“十一五”期間單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低２0％左右，主要污染物排放總量減少10％。這是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇，也是推進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式的必由之路。社會(huì)各界都在大力支持節(jié)能降耗技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)推廣。隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格和HSE管理體系的開(kāi)展，相關(guān)環(huán)保法明確指出“誰(shuí)污染誰(shuí)治理"。因此要改變目前油區(qū)冬季高油耗和大量尾氣排放，實(shí)現(xiàn)油區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，保證勘探開(kāi)發(fā)建設(shè)的順利進(jìn)行，鉆井節(jié)能降耗減排工作就被擺到了重要位置,其環(huán)保達(dá)標(biāo)治理工作已刻不容緩。(3）企業(yè)尋求低成本發(fā)展的需要克拉瑪依油田公司年鉆井進(jìn)尺達(dá)到12０萬(wàn)米，鉆井生產(chǎn)過(guò)程冬季作業(yè)耗－３５#柴油12０00噸左右，產(chǎn)生二氧化碳37４０0.４噸左右，油料的高價(jià)位和大量的尾氣排放給鉆井生產(chǎn)帶來(lái)較高成本。企業(yè)亟需減少生產(chǎn)消耗,降低鉆井生產(chǎn)成本。本項(xiàng)目在冬季作業(yè)欲用0＃柴油代替-３５#柴油，燃燒３kg的0＃柴油做功與燃燒4ｋg的－35＃柴油做功相當(dāng)，即用0＃柴油在油量上節(jié)省25%,在同等油量上節(jié)省成本價(jià)錢２0％。本項(xiàng)目一次投入，低維護(hù)費(fèi)用，成本回收時(shí)間只需冬季作業(yè)的6。5個(gè)月，成本回收快,效益顯著；同時(shí)又減少了煉油、儲(chǔ)油過(guò)程中的費(fèi)用開(kāi)支,在2012年我國(guó)實(shí)施國(guó)際二氧化碳的交易權(quán)上也可以取得好的優(yōu)勢(shì)。節(jié)能降耗減排鉆井技術(shù)對(duì)企業(yè)在技術(shù)發(fā)展和整體發(fā)展方向上都是一種挑戰(zhàn)，按照國(guó)家建立以技術(shù)為主導(dǎo)的企業(yè)方針，在全國(guó)進(jìn)行節(jié)能減排的氛圍中開(kāi)展此項(xiàng)目也是企業(yè)的一種機(jī)遇。該設(shè)備研發(fā)成功后不僅可以在本地油田大顯身手,還可以為國(guó)內(nèi)外其它油田市場(chǎng)服務(wù).二、項(xiàng)目總體思路及實(shí)施方案1、總體思路新疆鉆井區(qū)是高寒地區(qū),寒冷季節(jié)跨度長(zhǎng)達(dá)半年,如果井隊(duì)在寒冷季節(jié)作業(yè),在氣溫低于-15o時(shí)，就要使用凝固點(diǎn)溫度低的-35＃柴油。凝固點(diǎn)越低的柴油價(jià)位越高，這樣就加大了鉆井成本的投入。如果要使用０#柴油，就要解決低溫情況下0＃柴油在供油管路內(nèi)結(jié)蠟的問(wèn)題,需對(duì)油路保溫或使用加熱裝置。本項(xiàng)目通過(guò)柴油機(jī)的尾氣回收裝置對(duì)尾氣進(jìn)行回收,過(guò)濾氣體中的雜質(zhì)和水分?；厥眨担埃啊鉉高溫尾氣中的熱量，進(jìn)行水罐加熱，使水溫達(dá)到60°Ｃ。然后將60°C的熱水對(duì)0#柴油罐進(jìn)行加熱和保溫,使油溫達(dá)到3０°C。使最終到達(dá)柴油機(jī)的油溫度大于15°C，并隨著柴油機(jī)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行連續(xù)保溫.柴油機(jī)停機(jī)前,通過(guò)油路轉(zhuǎn)換裝置將-3５＃柴油打開(kāi),同時(shí)關(guān)閉０＃柴油油路，使—35#柴油充滿柴油機(jī)的油路。當(dāng)柴油機(jī)再次啟動(dòng)時(shí)用-3５#柴油進(jìn)行柴油機(jī)的發(fā)動(dòng)預(yù)熱使管路溫度上升，達(dá)到0#柴油的使用溫度要求后,切換油路進(jìn)行0＃柴油的加注使用(注：０＃柴油在運(yùn)輸中是不結(jié)蠟的,但當(dāng)運(yùn)輸車輛停止運(yùn)動(dòng)后油罐開(kāi)使結(jié)蠟.可以不考慮運(yùn)輸結(jié)蠟問(wèn)題.)2、實(shí)施方案提出設(shè)計(jì)思路提出設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)備生產(chǎn)制造設(shè)備運(yùn)行測(cè)試申請(qǐng)?jiān)O(shè)備鑒定推廣應(yīng)用設(shè)備裝置持續(xù)改進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試不成功成功成功不成功１、工藝流程設(shè)計(jì)（1)新型保溫?zé)嵫h(huán)高架油罐部分①罐體保溫材料的篩選②罐內(nèi)加熱方式的選擇③供回循環(huán)油路設(shè)計(jì):管路的回流參數(shù)計(jì)算和管路的溫度散失計(jì)算④過(guò)熱保護(hù)設(shè)計(jì)（2）尾氣熱回收工藝①熱交換器的選型上圖為高能熱交換器，通過(guò)高能熱交換器,對(duì)尾氣熱收集后進(jìn)行罐保溫。罐內(nèi)使用盤(pán)管并在盤(pán)管上加裝散熱片使散熱的效果更好,如下圖:單位長(zhǎng)度的改進(jìn)管換熱面積是普通光管的6—8倍左右。體積、重量大幅度降低，因而,在相同換熱面積下，設(shè)備投資減小，在設(shè)備布置安裝和吊裝等方面，也提供了很大的空間.②熱交換管路的設(shè)計(jì)③過(guò)熱保護(hù)設(shè)計(jì)（３）控制回路設(shè)計(jì)分液裝置的人工控制設(shè)計(jì)（4）安全防爆設(shè)計(jì)①防爆電機(jī)的選型（5)技術(shù)路線余熱利用工藝技術(shù)路線示意圖：三、主要技術(shù)指標(biāo)和參考標(biāo)準(zhǔn)(單臺(tái)設(shè)備）現(xiàn)設(shè)備及使用－３５#柴油情況使用燃油節(jié)能減排設(shè)備后整體設(shè)備性能及用0#柴油情況備注技術(shù)指標(biāo)用油密度0.８2g／cm3０．84－０．86g／cm3含碳量百分比0．8２5０。８5～0．８55熱值３。3×J/kg４。28×Ｊ／ｋｇ整機(jī)怠速時(shí)間２0~30ｍｉn1０～１5miｎ尾氣溫度5０0°C600°C日耗油量4．５~5ｔ３.5~4ｔ日排放量（ＣO2）14．025～15．5８４ｔ10．908~1２．4６7ｔ經(jīng)濟(jì)指標(biāo)日耗油費(fèi)用最小差值５０００元日CO2交易差值45美元每噸１5美元安全指標(biāo)閃點(diǎn)4５°C55°Ｃ防爆措施電機(jī)防爆電機(jī)、操作箱防爆安全溫度15°C～２５°C25°C～３５°C參考的標(biāo)準(zhǔn)(1）GＢ２5２－２０00輕柴油質(zhì)量指標(biāo)；（2）ＧB３０9５－1９96環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);(３)SY／Ｔ５2２5-２００5石油天然氣鉆井、開(kāi)發(fā)、儲(chǔ)運(yùn)防火防爆安全生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程。試驗(yàn)總結(jié)項(xiàng)目試驗(yàn)從2008年12月２６日晚進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的調(diào)試，首先進(jìn)行蓄熱車對(duì)冷車供熱啟動(dòng)，由節(jié)能環(huán)保公司工作人員安裝蓄熱車管路通過(guò)用移動(dòng)式蓄熱供熱車給柴油機(jī)水箱加入80℃熱水,使柴油機(jī)具備冬季啟動(dòng)的必要條件；用移動(dòng)式蓄熱供熱車的熱能給柴油機(jī)油底殼潤(rùn)滑系統(tǒng)連續(xù)加溫到15℃，實(shí)現(xiàn)了柴油機(jī)在低溫環(huán)境下的冷啟動(dòng)；2號(hào)機(jī)在沒(méi)有加裝熱水情況下起動(dòng)５次，都未見(jiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，為了避免將氣馬達(dá)打壞，沒(méi)次啟動(dòng)連續(xù)不超過(guò)40秒，檢查機(jī)器部件都正常。根據(jù)張師傅經(jīng)驗(yàn)這種常見(jiàn)的冬季熱車所發(fā)生的現(xiàn)象是因?yàn)檐囉偷讱?rùn)滑油太涼，發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑不足，各部件摩擦大,消耗動(dòng)力大；并且柴油低溫與空氣的燃燒不完全,產(chǎn)生的有用功小。我們進(jìn)行蓄熱供熱車加入80℃熱水到水箱，兩次就將2號(hào)機(jī)啟動(dòng)，效果很理想。同樣對(duì)１號(hào)機(jī)進(jìn)行柴油機(jī)油底殼潤(rùn)滑系統(tǒng)連續(xù)加溫到1５℃，兩次就將１號(hào)機(jī)啟動(dòng)起來(lái),啟動(dòng)很輕松，也沒(méi)有冷車啟動(dòng)時(shí)的較大的噪聲和震動(dòng).2008年1２月27日4:３0分進(jìn)行0#柴油的結(jié)蠟溶解試驗(yàn)，先由2號(hào)車通過(guò)煙氣換熱器產(chǎn)出的熱水給油罐熱水盤(pán)管加熱，使油罐0#柴油的油溫上升結(jié)蠟融化。從上圖可知在2號(hào)機(jī)不帶負(fù)載，轉(zhuǎn)速在1０５０ｒ／mｉn情況下,煙氣量是帶負(fù)載時(shí)的四分之一左右的情況下(尾氣溫度在１８５.３度），通過(guò)５個(gè)小時(shí)的連續(xù)作業(yè)將水溫從５度升高到38度。上圖為０＃柴油的結(jié)蠟情況在０8．１2。27日21：36,使用雙機(jī)并聯(lián)對(duì)供熱盤(pán)管的水進(jìn)行加熱，經(jīng)過(guò)30分鐘的雙機(jī)并聯(lián)，0#柴油的結(jié)蠟全部融化,一個(gè)小時(shí)使油溫達(dá)到20度。0＃柴油結(jié)蠟溶解燃油替換各機(jī)性能圖表１號(hào)機(jī)的機(jī)械性能圖表２號(hào)機(jī)的機(jī)械性能圖從上各圖表可知,使用“冬季鉆井燃油節(jié)能降耗設(shè)備"，0＃柴油替換-35#柴油機(jī)器的使用性能平穩(wěn),震動(dòng)和噪聲都較小,熱起又減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的損耗。提高高了使用壽命，降低了維護(hù)費(fèi)用,主要是減少燃油的消耗。此次試驗(yàn)每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)使用—35#柴油５0ｋg／小時(shí),而使用0#柴油在37ｋg/小時(shí)左右，節(jié)省了近2５％的油料。油品的熱量散失情況;0＃柴油的熱散失在外界氣溫２8日風(fēng)力３級(jí)，－1０°～-16°;２9日風(fēng)力3級(jí)，—１０°～－1６°;30日風(fēng)力3級(jí)，—1０°～-16°12月31日風(fēng)力３級(jí),-1０°～-15的情況下,從48度下降到5度經(jīng)歷了７7個(gè)小時(shí)(3.2天),一般的搬家時(shí)間在4８小時(shí)即2天,因此在搬家期間不用考慮0#柴油的結(jié)蠟問(wèn)題,如果搬家較近,在起動(dòng)柴油機(jī)時(shí)可以直接使用0#柴油。試驗(yàn)工作情況通過(guò)5０多小時(shí)的連續(xù)工作，取得了良好的效果，以下是工作場(chǎng)面：加裝熱水夜晚數(shù)據(jù)采集夜間管路巡查通過(guò)西部鉆探鉆井公司裝備部領(lǐng)導(dǎo)的檢查驗(yàn)收,“冬季鉆井燃油節(jié)能降耗設(shè)備”性能優(yōu)良，完全達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，受到檢查領(lǐng)導(dǎo)的高度好評(píng).總結(jié)試驗(yàn)成功，證明“冬季鉆井燃油節(jié)能降耗設(shè)備”設(shè)計(jì)思想的正確性，也體現(xiàn)出該設(shè)備有廣闊的市場(chǎng)前景,在經(jīng)過(guò)優(yōu)化后將使鉆井行業(yè)的用油方面達(dá)到自動(dòng)化,精良化,節(jié)約化。在經(jīng)濟(jì)方面明顯減少冬季鉆井的耗油量大,設(shè)備損耗嚴(yán)重的問(wèn)題；在從社會(huì)方面提高油品的使用、運(yùn)輸過(guò)程的安全，減