原油储运电加热系统效果评价.docVIP

林区拉油井组储罐原油电加热应用研究 郭培杰 续博 燕海洲 （长庆实业集团葫芦河项目组） 摘要：电能是一种干净清洁的二次能源，甘肃合水地区境内存在大范围的林场，出于对林业资源的保护以及节约利用能源的考虑，作业区利用该地区电网大面积覆盖的优势，利用电加热水循环系统对拉油井组储罐原油进行加温，使储罐原油温度保持在30℃以上，在保证正常原油拉运的前提下，既降低了对环境的污染，又减少了投资成本，达到了节能降耗，经济开发的目的。 关键词：电能；电加热器；设备选型；节能降耗 1 引言 在原油生产中，有些区块油井由于地处偏远无法进入油田的原油管道集中输送，只能在井口安装原油储灌(每口井安装1～2个40m3罐)，贮存油井生产的原油，然后用罐车外运。从贮油罐中向罐车里装原油，必须把贮油罐中的原油加热到一定温度，拉油井组储罐原油温度必须保持在25℃以上才能保证正常拉运。因此，贮油罐的加热就成为这些油井能否正常生产和成本高低的关键[1]。 我生产区块大部分处于甘肃省合水县境内，在气候区划上属于暖温带半湿润区，由于子午岭主梁纵贯合水林业总场南北，形成岭东、岭西迥然不同的气候特征。岭东的连家砭、太白、平定川林场境内温凉湿润，年平均气温7.40 ，最高气温36.70 ，最低气温-27.70 。油罐加热所需热量为：Q =q油q散 式中Q加----加热所需热量，kj/h，q油 ----油品升温所需热量，kj/h，?q散----加热油品时，罐所散失热量，kj/h，M----被加热油品的质量，kgt1 ----加热终止温度， t2----初始温度，C----油品在温度t1和t2时比热的平均值，kj/kg?，K----罐壁向空气传热系数，kj/m2?h?，s----加热升温时间，h，F----储罐的表面积，m2，ty----油品平均温度， tyz-油品加热起始温度 tys-油品加热终了温度 tj-油罐周围介质温度 t0----环境温度，，油罐保温所需热量按下式计算Q保=M?C?Δt式中Q保----保温所需热量，kj/hM----被保温的油品质量，kg，C----保温油品比热，kj/kg?，Δt----降温速度，/h，外界温度在12--15时，降温速度不大于2/h。油罐管式加热器的加热面积计算加热面积式中：F—m2； Q—单位时间内加热油品所需的总热量，W； K0—热源通过加热器对油品的总传热系数，W/(m2·℃)； t1—热源进入加热器时的温度，℃； t2—热源在加热器出口处的温度，℃； ty—罐内油品在加热过程中的平均温度，℃ 3.1电能加热器的选型 目前国内使用的电能加热器类型主要有防爆型电加热管、真空管电加热器、U形管真空管电加热器。根据合水地区的气候条件和各种加热器的特点，按照安全性、系统经济性的选型原则综合考虑，最终选择了防爆型电加热管，其安全系数高，热效率高，经济实用，是目前国内市场普遍使用的产品。 3.2储热水箱的配置与选型 选用干净卫生的SU304不锈钢保温水箱，可达到饮用水标准。为了加强保温，采用40 cm厚聚氨酯保温。储热水箱的容量按照可以满足高峰时用热水量设计。 3.3加热盘管的选择计算 本系统加热盘管采用D57×3．5无缝钢管制作，其结构坚固，清洗、维护、维修、装拆方便。通过计算换热面积为8.3 m2；换热器的管长为30m。 3.4故障解决 3.4.1供电系统发生故障时，可启动发电机维持加热，保证热水供应不受影响。 3.4.2循环水泵发生故障时，循环泵为一用一备，一台出现故障时可切换到另一台使用。 4 现场应用情况及效益评价 4.1现场试验情况 2011年9月18日在葫芦河井区塔3井进行电能加热系统现场应用试验，该油井日产液2．2 m3，综合含水46％。 电加热器型号：GYSG6-20 生产厂家：镇江佳迪电气有限公司 功率：4kw 数量：2台 4.2 负荷计算 塔3井原油有由油、气、水组成（水气含量很少忽略不计），被加热后拉运时，温度由25℃加热到55℃，其工艺条件和物理参数见表1 原油工艺条件及物性参数 表1 原油成分 油罐总储量 （m3） 温升 （℃） 密度 （g/cm3） 比热 （kcal/(kg·℃)） 传热系数 （W/（m·℃）） 粘度 （mpa·s） 油 40 30 0.8665 0.5 1.1 71.86 根据上表计算，每日原油加热耗热量为145kwh；油罐散热量为95kwh，每日总耗热量为240kwh，平均每小时热负荷为10kwh。系统投运后，经过近1个月的现场运行，使用效果良好，能满足原油拉运工作的要求。 4.3经济效益评价 4.3.1燃煤加热系统。如塔3井采用燃煤锅炉加温，需消耗煤炭0．04 t／d，年加热天数约180天，燃煤价格800元／t，年投资费用：0．04×180×800