劉濤 (中油遼河油田公司 質量節(jié)能管理部 遼寧 盤錦 124010)
洼一聯(lián)合站超稠油儲油罐于2001年底竣工投產(chǎn),共六個儲油罐,儲備能力為30000m3,采用蒸汽伴熱方式,即用鍋爐崗的蒸汽鍋爐給儲油罐加熱,達到油罐保溫不凍堵的目的?,F(xiàn)在該儲油罐用于儲存小洼油田的普通稠油,冬季每天消耗天然氣3900m3左右。最初該系統(tǒng)設計伴熱方式時,主要考慮用于冬季超稠油儲罐的保溫[1],油溫必須達到85℃,才能保證儲油罐不出現(xiàn)凍堵情況,為滿足生產(chǎn)需要,采用蒸汽伴熱。2002年,洼一聯(lián)合站的生產(chǎn)情況發(fā)生了改變,該儲罐只用于儲存小洼油田的普通稠油,粘度及含蠟量均低于超稠油,因此油溫只需要達到45℃即可保證正常生產(chǎn)。因此,原有的蒸汽伴熱系統(tǒng)便暴露出天然氣消耗量大、不易于管理和職工勞動強度大等諸多問題,造成洼一聯(lián)合站2001年冬季出現(xiàn)一次由于未及時放空造成末端凍冰,最重要的是造成洼一聯(lián)合站全年天然氣的消耗量大。綜上所述,洼一聯(lián)合站新建儲油罐區(qū)采用蒸汽伴熱存在的問題急待解決。
(1)原來超稠油伴熱需要溫度為85℃,而普通稠油溫度只需要 45℃。 由熱量公式 Q=c.m.Δt[2]得出:Q1=cm(85-25);Q2=cm(45-25),可以得出:Q1=3Q2,即儲存普通稠油只需原有熱量的三分之一。
原來使用蒸汽伴熱,蒸汽鍋爐壓力為0.7MPa,蒸汽飽和蒸汽壓為tS=170℃。其換熱量由牛頓冷卻公式Q=α.A.Δt計算,得出Q1=α.A.Δt1=αA(170-20);Q2=α.A.Δt2=αA(t2-20),根據(jù) Q1=3Q2計算出t2=70℃。因此,通過分析論證,得出結論,可以用熱水伴熱,伴熱溫度大于70℃即可。
(2)洼一聯(lián)合站原有一套熱水伴熱管網(wǎng)用于冬季站內(nèi)采暖及給老罐區(qū)十個儲油罐熱水伴熱,可以在原有管網(wǎng)的基礎上進行改造;
(3)洼一聯(lián)合站現(xiàn)有蒸汽鍋爐兩臺、熱水鍋爐兩臺、陶纖氈加熱爐九臺,可以利用原有的陶纖氈加熱爐進行加熱,無須再新建設備;
在原設計改造方案的基礎上,又衍生出另一個改造:原來站內(nèi)熱水鍋爐用于給整個站內(nèi)冬季采暖及給老罐區(qū)伴熱,既然新罐區(qū)伴熱可以通過1#陶纖氈加熱爐加熱,是否能用1#陶纖氈加熱爐代替熱水鍋爐呢?這樣,就能停掉熱水鍋爐,進一步節(jié)約天然氣。因此,此次改造主要有兩個:第一是對1#陶纖氈加熱爐進行改造,代替熱水鍋爐;第二是把原有的蒸汽伴熱系統(tǒng)改為熱水伴熱。即通過對1#陶纖氈加熱爐的改造,使1#陶纖氈加熱爐代替原有的蒸汽鍋爐、熱水鍋爐,承擔起原來蒸汽鍋爐和熱水鍋爐的作用,原來的蒸汽管線內(nèi)由走蒸汽改為走熱水。
洼一聯(lián)合站合站1#陶纖氈加熱爐為200萬大卡,而熱水鍋爐為2.8蒸噸,其熱值相同。但是鍋爐的熱效率卻遠遠低于加熱爐。用KM—900型熱效率測試儀對1#熱水鍋爐進行測定,測得平均熱效率為72%。具體改造為:將熱水鍋爐熱水管線的進出口與加熱爐進出口管線碰頭,地點在1#陶纖氈加熱爐的南側。
將新建罐區(qū)的蒸汽伴熱進出口管線與熱水伴熱管線進出口碰頭,蒸汽回水管線與熱水回水管線碰頭,蒸汽出管線與熱水出管線碰頭[3],地點在計量崗門前。
原有的蒸汽伴熱系統(tǒng)有回水箱,不是密閉的,而熱水伴熱系統(tǒng)必須是密閉的,如何解決這一難題呢?經(jīng)過現(xiàn)場考察,在回水水箱旁邊加旁通管線,利用原有的管道泵加大該系統(tǒng)內(nèi)的壓力[3]。這樣,使該系統(tǒng)可以蒸汽、熱水兩用。
完成了對1#陶纖氈加熱爐的改造后,投入正式使用,停用了一臺蒸汽鍋爐、一臺熱水鍋爐,經(jīng)過冬季嚴寒的考驗,1#陶纖氈加熱爐運行良好,便于管理,減少了職工的勞動強度,完全達到了采暖及伴熱的要求。該項目共節(jié)天然氣627320.44方,折合326206.63元,節(jié)氣效益顯著。同時還節(jié)約電費49177.68元,年節(jié)約藥劑、維修費、人工費等費用40000多元??鄢度氲某杀举M用,該改造項目共節(jié)約成本費用380384.31元。
改造后節(jié)約了人力資源,將鍋爐崗將原鍋爐崗的七名職工擴充到其它急需人員的崗位上。同時該改造項目益于環(huán)保。鍋爐噪音較大,停掉鍋爐,減少了噪音污染,有利于環(huán)保,社會效益顯著。
[1]馮叔初,郭揆常,王學敏.油氣集輸.山東:石油大學出版社.1998
[2]楊世銘.傳熱學.上海:上海交大.1998.
[3]嚴大凡.輸油管道設計與管理.北京:石油工業(yè)出版社.1996