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      塔二轉(zhuǎn)外輸工藝存在問題及改進(jìn)措施探討

      2020-08-08 03:35:40欒曉堃大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠黑龍江大慶163853
      化工管理 2020年21期
      關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)油本站外輸

      欒曉堃(大慶油田有限責(zé)任公司 第九采油廠,黑龍江 大慶 163853)

      1 問題的提出

      轉(zhuǎn)油站是為滿足油氣集輸而設(shè)計的油田專用場所,主要用于油氣集輸系統(tǒng)過程中,將原油天然氣進(jìn)行分離、加熱、增壓外輸。塔二轉(zhuǎn)自投產(chǎn)以來,本站參數(shù)調(diào)整及機(jī)泵的運行狀況受外站來液波動影響較大,需要工人24 小時根據(jù)罐液位手動調(diào)整外輸泵排量,外輸泵變頻與罐液位自動聯(lián)鎖失去作用,增加了工人的勞動強(qiáng)度。因此,需要摸清塔二轉(zhuǎn)外輸工藝存在的問題,并探索改進(jìn)措施,實現(xiàn)轉(zhuǎn)油站的平穩(wěn)運行,降低工人的勞動強(qiáng)度。

      2 存在問題及問題分析

      2.1 塔二轉(zhuǎn)外輸工藝現(xiàn)狀

      塔二轉(zhuǎn)于2018 年在原1#中間加熱站的基礎(chǔ)上擴(kuò)建并投產(chǎn),站內(nèi)采用油氣分離器處理工藝,本站所帶油井來液經(jīng)油氣分離器分離脫除天然氣后,再經(jīng)外輸泵與外站來液共同加熱提溫輸送至脫水站進(jìn)行處理。

      塔二轉(zhuǎn)利舊原1#中間加熱站外輸管道,為2007 年投產(chǎn),規(guī)格Ф159×6-14.62km,設(shè)計壓力4.0MPa,設(shè)計最大輸量1958t/d。

      外站來液管道包含兩部分,一部分為1#轉(zhuǎn)油站至塔二轉(zhuǎn)外輸管道,長約15.88km,2#轉(zhuǎn)油站掛接至該條管道;另一部分為3#轉(zhuǎn)油站至塔二轉(zhuǎn)外輸管道,長約16.58km。

      塔二轉(zhuǎn)相關(guān)外輸管道示意圖如圖1 所示。

      圖1 塔二轉(zhuǎn)相關(guān)外輸管道示意圖

      2.2 塔二轉(zhuǎn)外輸工藝存在的問題

      (1)外輸管道實際輸量小于理論輸量

      塔二轉(zhuǎn)至脫水站外輸油管道已運行11 年,選取2018 年塔二轉(zhuǎn)未投產(chǎn)時同一時間點的生產(chǎn)數(shù)據(jù),通過pipephase 軟件模擬計算,該管道的實際內(nèi)徑約為135mm,小于理論內(nèi)徑147mm,實際最大外輸液量僅為1580t/d,小于設(shè)計最大輸量1958t/d。

      (2)外站來液不平穩(wěn),本站外輸頻繁波動

      塔二轉(zhuǎn)外輸包含2 部分,即本站油井來液和外站站場來液,其中本站外輸泵(Q=25m3/h H=400m)與外站外輸泵(Q=80m3/h H=400m)各設(shè)變頻調(diào)速裝置1 臺,并分別與油氣分離器液位連鎖,實現(xiàn)了分離器液位的自動控制。

      由于外站來液不穩(wěn)定性,通常在每天的8:00-17:00 不定時出現(xiàn)峰值,持續(xù)時間約為1-2h,瞬時最大約為85~100m3/h。當(dāng)外站來液外輸排量增大時,由于外輸管道輸量的局限性,本站外輸泵排量逐漸降低,最大只能達(dá)到10m3/h。因此為保證生產(chǎn),需要用人工根據(jù)液位變化調(diào)整變頻頻率,此種運行方式不僅嚴(yán)重影響了本站外輸液,增加了工人勞動強(qiáng)度,造成了本站外輸?shù)牟黄椒€(wěn)。

      2.3 原因分析

      (1)外站來液不平穩(wěn)的分析

      2#轉(zhuǎn)油站與3#轉(zhuǎn)油站的外輸液中除站外所轄油井產(chǎn)液外,還有卸油點回收的通過罐車裝卸的拉油、撈油的油井產(chǎn)液等,其中2#轉(zhuǎn)油站日均收油130m3/d,3#轉(zhuǎn)油站日均收油300m3/d,且兩站均為白天收油、間歇運行,當(dāng)兩站同時大排量收油外輸時造成塔二轉(zhuǎn)接收外站來液瞬時增大。

      (2)本站外輸泵排量受外站外輸泵排量影響的分析

      理論上,本站外輸泵(以下簡稱為小泵)排量的大小由油氣分離器液位高低決定,但是目前受外站外輸泵(以下簡稱為大泵)排量和液位變化同時影響。從離心泵特性曲線和管路特性曲線分析:

      ①對于已建外輸管道,閥門開度不變時,管路特性曲線只有一條,即h-Q 曲線。當(dāng)大泵固定轉(zhuǎn)速時,對應(yīng)離心泵特性曲為(H-Q)大,當(dāng)大泵單獨運行時,泵特性曲線與管路特性曲線的交點為大泵理論工作點,對應(yīng)的流量為QL大;同理,可以確定小泵的特性曲線(H-Q)小與QL小。當(dāng)大泵與小泵并聯(lián)后,得到并聯(lián)后的總性能曲線(H-Q)大+小??傂阅芮€與管路曲線的交點為并聯(lián)工作時的工作點,對應(yīng)流量為Q大+小。此時同揚程下,對應(yīng)大泵實際流量為Q大,小泵實際流量為Q小,由圖2 中曲線可以看出,離心泵并聯(lián)時,實際流量與理論流量關(guān)系為:Q大<QL大;Q小<QL?。籕大+小=Q大+Q?。糛L大+QL?。患矗弘x心泵并聯(lián)時,實際排量小于理論排量。

      圖2 離心泵并聯(lián)時管路特性曲線與離心泵特性曲線

      ②當(dāng)外站來液降低,大泵變頻調(diào)小,小泵轉(zhuǎn)速不變時,大泵轉(zhuǎn)速降低,特性曲線向左下偏移,為(H-Q)M大,重新確定大泵與小泵并聯(lián)后的總性能曲線(H-Q)M大+小,新總性能曲線與管路曲線的交點對應(yīng)流量為QM大+小,此時同揚程下,對應(yīng)大泵流量為QM大,小泵流量為QM小,大泵頻率調(diào)小時,調(diào)整后流量與原流量關(guān)系為:QM大<Q大;QM?。綫??;QM大+小=QM大+QM?。糛大+??;即:離心泵并聯(lián)時,單臺泵排量降低,總排量小于調(diào)整前總排量,如圖3 所示。

      圖3 離心泵并聯(lián)時調(diào)整排量管路特性曲線與離心泵特性曲線

      3 塔二轉(zhuǎn)外輸工藝改進(jìn)措施

      針對塔二轉(zhuǎn)外輸不平穩(wěn)的問題,同時還要滿足本站油井產(chǎn)液的單獨計量,可采取以下改進(jìn)措施或建議。

      3.1 間接計量,停用本站外輸泵

      塔二轉(zhuǎn)閥組間內(nèi)新建外站來液計量,計量后外站來液與本站來液混合,二者同時增壓計量外輸,利用求差法計量本站油井產(chǎn)液。優(yōu)點:避免外輸泵相互干擾,改造工程量較??;缺點:間接計量不準(zhǔn),存在輸差,且質(zhì)量流量計投資較高,現(xiàn)場安裝位置受限。改造后流程示意圖如圖4 所示。

      圖4 改造后流程示意圖

      3.2 本站外輸泵更換為轉(zhuǎn)油泵

      更換本站外輸泵為轉(zhuǎn)油泵,降低揚程,實現(xiàn)油氣分離器串聯(lián)運行,外站來液與本站來液混合后同時外輸。由于本站外輸泵揚程為400m,而油氣分離器設(shè)計壓力為0.44MPa,若要實現(xiàn)油氣分離器串聯(lián)運行,必須降低外輸泵揚程。優(yōu)點:實現(xiàn)本站計量的同時也降低了電能的消耗;缺點:2 年后外站可以自壓時仍需要換回原外輸泵。改造后流程示意圖如圖5 所示。

      圖5 改造后流程示意圖

      3.3 外站控制外輸,平穩(wěn)小排量收油

      因3#轉(zhuǎn)油站站內(nèi)建設(shè)500m3事故罐1 座,可以滿足一定的緩存時間,為降低塔二轉(zhuǎn)白天外站來液峰值影響,建議3#轉(zhuǎn)油站錯峰外輸;同時從管理上協(xié)調(diào)2#、3#轉(zhuǎn)油站小排量收油外輸。為降低外站來液峰值,建議其小排量收油,以降低外輸負(fù)荷。優(yōu)點:無工程改造;缺點:臨時管理措施。

      4 結(jié)語

      (1)液體在用離心泵輸送過程中,泵和管路任何一方的特性發(fā)生變化,都會引起整個系統(tǒng)工作參數(shù)發(fā)生變化。

      (2)轉(zhuǎn)油站在需要大流量時,盡量減少泵的臺數(shù),降低多臺泵并聯(lián)的可能,以免管路及泵工作條件復(fù)雜、操作維修不便。

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