□ 郭东旭 胜利油田海洋采油厂

　　胜利油田海洋采油厂埕岛中心二号平台集输系统是整个埕岛海域油气集输的枢纽，担负着整个海域50%以上原油的初步处理和增压输送任务，整个系统包括从进站来油汇管到出站外输管线末端内的所有管线和设备。2008年12月，原油进站温度为48.5℃，日处理液量为7236.92 m3，油量为2491.78t，年外输油量为84 104 t，原油密度为0.9473g/cm3，粘度为273.84mPa•s（60℃），综合含水率为64.23%。

　　影响海上集输系统效率的因素

　　从广义上讲，集输系统效率是指整个系统的能量利用率，它是系统能量消耗的衡量参数，对于稳定集输系统的效率，都有一个特定的值，其测量方法见《原油集输系统效率测试和单耗计算方法(SY/T5264—1996)》。在该规范中，将原油集输统效率定义为集输系统各站站效与其管效乘积的加权平均值。可见，集输系统的效率取决于管效和站效。因此，提高海上集输系统效率可从提高相关设施的效率和降低处理流程的能量消耗入手。 

　　输油动力设备 输油动力设备效率的高低将直接影响海上集输系统效率，《中国节能政策大纲》中规定：油田输油泵运行效率指标不低于65%，而埕岛中心二号平台输油泵效率只有46.45%。主要原因是电机老化、磨损严重，输油泵因长期运行、保养不到位、原油粘度高含砂等造成设备运行效率偏低， 因此，海上集输系统在输油动力设备方面有较大的节能挖潜空间。 

　　热能损耗 热能损耗是影响海上集输系统效率的重要因素之一。根据测试统计资料得知，埕岛中心二号平台集输系统的热损较大，主要原因如下：
①由于热媒炉内部加热盘管长时间运行，加热盘管内外结垢严重，烟管腐蚀经常穿孔，致使加热炉效率降低，加热炉效率为84.5%。
②平台管道附件如阀门、法兰、支座等，施工中忽略了这些管道器件的保温，而保温前后的散热损失差别很大。特别是在换热器等热力管道上，管道支座设置很多，提供了大量的散热点。 

　　输送温度 原油在外输过程中，温度将直接影响原油的粘度，埕岛油田原油在室内实验数据如表一： 

　　表一 埕岛中心二号平台外输原油粘度、温度对应表
　　温度（℃） 20 30 40 50 60 70
　　粘度（mPa•s） 5095.92 1888.94 903.71 438.07 273.84 168.07

　　因此，依据不同外输液量和温度，在满足正常降粘输送要求的同时，找出最小热能消耗温度点，可以提高海上集输系统效率。
 
　　原油粘度 由于埕岛油田原油“三高”的特点，油气在开发生产及输送过程中，油流阻力与原油粘度成正比。因此，在埕岛油田开发生产及输送过程中，原油处理和输送需要消耗大量的热能，是影响海上集输系统效率的主要原因。

　　优化配套技术 提高海上集输系统效率

　　埕岛中心二号平台集输系统由于投产时间比较长，设备老化严重，能耗随之增长，通过对影响海上集输系统效率的因素进行分析，我们围绕提高集输系统效率，对埕岛中心二号平台集输系统主要进行了以下几方面的技术改造和优化： 

　　输油动力设备方面 更换低效输油泵电机。对效率只有73%的1#输油泵电机，组织进行了更换，更换后新电机的测试效率为81.4%，效率提高了8.4%；电机加装变频器。埕岛中心二号平台集输系统共有4台输油泵，1#、2#外输泵投产初期使用变频器进行调速控制，3#、4#外输泵采用软启控制，目前已经全部采用了变频调速控制。3#、4#外输泵使用软启动装置控制时，外输泵是在工频下运行，控制原油排量需要人工频繁地手动调节外输泵出口阀门开度，当外输泵排量过高时，需要采用回流阀调节排量，这样不但增加现场工人的劳动强度，同时也白白消耗一部分能量，由于4台泵的控制方式不同导致出口压力差距大给泵与泵的配伍运行带来极大不便。针对以上问题，平台技术人员根据1#、2#外输泵和3#、4#外输泵运行的效果对比分析，发现使用软启动装置时，泵出口压力约为4.1MPa，使用变频时，泵出口压力约为2.8MPa，排量约为160m3/h，因此，根据公式可以得到使用变频时每个小时节约能量 ，由此可见在原油外输中使用变频调速技术，系统节能可观，经济效益显著；

　　优化改进外输泵。 更换掉已使用多年老化、磨损严重的1#输油泵，使泵效由原来的46.5%提高到60.3%。改进输油泵的密封结构，由环式改为机械密封，同时提高密封件质量，以减少泄漏损失，平均提高泵效1.5%。利用3#输油泵三保的机会，组织专业人员对泵轴 、叶轮、导翼、口环等部件拆开后，重新调整间隙，并且清理打磨泵的流道、泵壳体，尽量使其表面光滑，减小泵的水利摩阻损失。保养后，3#外输泵的运行效率提高4%。 

　　热媒炉燃气控制系统 优化热媒炉燃气控制系统，确保热媒炉高效运行。运用先进清洗技术，实现对热媒炉盘管的彻底清洗。埕岛中心二号平台使用的加热炉是由中油气管道机械厂生产的GL4700C-DY1.6Q型热煤炉，由于投产时间久，加热盘管内外结垢严重，烟管腐蚀经常穿孔，极大降低了导热效果，加热炉效率为84.5%。 

　　为了提高导热油流动性和加热效率，我们对3台热媒炉进行了化学清洗，清洗过程中先对热媒炉盘管进行脱脂处理，然后清除结垢，最后钝化预膜。通过清洗，导热油流量在热媒泵出口压力0.6MPa的情况下增加10m3/h，热效率提高4%。
 
　　优化热媒炉燃气控制系统 确保热媒炉高效运行。热媒炉的助燃风和燃气调节阀阀位的调整需要同步进行，如调节不当，则会出现以下几个问题：两个阀开度值调的过低，就会造成压力过低；助燃风量大，容易造成引燃火建立不起来；助燃风量小，不利于燃气的充分燃烧。针对热媒炉实际运行中出现的问题，我们通过不断的实验和研究，对热媒炉的行程开关进行了更换，并对点火器和燃气喷嘴的间距进行了调整，对助燃风和燃气调节阀的阀位进行了统调，将起始点阀位开度设定在10%。通过对热媒炉进行的上述改造，确保了热媒炉的平稳运行及燃气的充分燃烧，热效率提高3%。
 
　　热力管道 我集输站根据生产实际需要，对热力管道及阀门、法兰、支座等选用全防水复合隔热型保温材料进行保温，并且优化保温方法，大大减少了保温层厚度，以经济的保温效果减少热损，提高热能利用率。 

　　调控原油输送温度 埕岛油田所生产的原油属“三高”原油，管道输送原油时采用加热输送的办法，其目的在于提高原油的温度来降低其粘度，减少输送时的摩阻损失。然而温度的高低对动力费用和热力费用影响很大，因而合理地确定油温是一项重要的工作。温度过高，原油在泵腔内易汽化产生气蚀；温度过低，原油的摩阻损失就会增大，外输泵运行效率降低，造成额外的能源消耗。 

　　针对原油加热温度控制问题，利用油管摩阻计算方法，计算出原油外输的最佳温度为58℃。通过现场调节热媒加热系统运行参数，将原油外输温度控制在58℃， 既消除了因油温高造成的泵气蚀现象，又避免了温度低影响泵运行效率等情况。
 
　　优选化学药剂，降低原油粘度 通过对乳化降粘技术和降凝减阻技术研究，并根据原油温度与粘度的函数关系，采集了含水量不同的外输原油样品，进行室内外分析和添加破乳剂后的物性变化试验，优选出能较好降低原油粘度的破乳剂。由试验可以看出，DEAW-25型破乳剂是一种良好的中低温表面活性剂，具有较强的表面活性和润湿能力。它本身作为一种水溶性表面活性剂，具有两亲性，依据相似相容原理，可以在蜡晶周围形成一个以非活性基团为内层、极性基为外层的分子吸附膜，使结蜡的亲油表面转变为亲水表面，阻止蜡晶在油管、设备上进一步沉积，起到了一定的防蜡作用。只要初始温度达到50℃以上，加入浓度为100mg/L，就能达到良好的降粘效果。