油田企业高效用热发展浅谈

巩帅林

胜利石油管理局有限公司热力分公司，山东 东营 257000

摘要：结合当前用热存在的问题，以及用热效率、效能、效益分析思路，对油田企业用热发展进行了展望。

    关键词：热能工程；高效用热；展望

一、当前用热存在的问题

用热管理粗放。一是传统加热方式占比高，现有热水点，采用燃气加热炉的占比较高，通过污水拉运及配套移动锅炉的占比约三分之一。二是加热装置信息化水平普遍偏低，管理相对粗放，基本无计量、无平台管理手段。三是区域热水点综合利用率低，现有热水点主要按单位辖区自行建设，自用为主。

高效用热差距较大。一是各用热单位由于缺少统筹规划，多限于单点试用，未能形成规模化、系统化推广应用方案。二是开展的“地面简化优化”项目，对工业用能有了更高的要求，规划到十四五末，能耗降低50%，而地面生产能耗主要是集输用热，用热需求较大，可能会出现供需不平衡、大马拉小车的情况。

用热缺乏精细化、专业化管理，节能潜力较大。在用加热设备额定总供热能力较大，根据被加热液量及温升测算以及生产用热总需求量，设备整体负荷率近40%。负荷率相对较低，存在供热需求与能力冗余，存在长时间低负荷运行、设备闲置等情况。现有油气生产过程加热用的设备管理，主要采用非专职托管方式，管理效率较低，因缺少针对性的能耗考核、激励机制、及专业性和信息化辅助，导致部分设备低效运行、超时超温加热。加热设备中，具有计量装置（含电力、燃气、热计量），占设备总数的四分之一。加热过程中，能实现远程温度监测的设备占设备总数的一半以上。设备计量等监测装置安装比例低，信息化调控手段缺乏，导致无法全面统计生产能耗数据，不能实时全面监测加热效果，并无法及时调整加热参数，存在热能利用不高效情况。

用热点多面广，热效率不均衡，绿能占比低。单井加热，存在燃气为主、面广点多的特点。通过对不同功率加热炉分析，加热炉效率呈现低功率设备热效率低，功率越大效率越高的情况，导致单位能耗居高不下。光热、余热等新能源的热能应用，在油气生产场景中积极推广，但受用热场景、场地面积、地质资源等影响，及技术标准不统一、运行模式多样等问题，多独立运行，目前仅占油田总热耗的十分之一，尚未实现用热系统的一体化调控及预警优化，热管控的系统化联动还未建立。

二、用热效率、效能、效益分析思路

选取分析对象。根据油气生产工艺和系统流程，分制热系统（加热设备）和耗热系统（采出液在管线运输过程中、三项分离器、沉降罐、集油罐等罐体）两种类型进行分析。

分析方法。加热设备采用热效率分析法；采出液在管线运输过程中、三项分离器、沉降罐、集油罐等罐体，计算出理论散热量后，采用实际散热量与理论散热量进行对比分析法。

影响效率效益的因素。查找加热设备效率过低的影响因素，对出现的问题进行改进，提高加热设备效率；采出液在管线运输过程中、三项分离器、沉降罐、集油罐等罐体纯耗热实际散热量较大时，查找影响因素，进行改进，降低散热损失。

传统加热设备采用热效率分析法：一般传统燃气加热炉或电加热，在一段时间内加热一定量的采出液，实际消耗了燃气量或电量。可以计算出加热设备效率：η=理论所需加热量Q需/实际发生加热量Q实*100%（理论所需加热量Q需=cmΔt，实际发生加热量Q实=实际消耗的燃气或电量折合热量）。效率η低于80%时可能存在以下问题：（1）燃烧不充分、排烟温度低 ；（2）炉内换热效果差（结垢）；（3 ）存在超时超温加热，

采出液在管线运输过程中的热耗分析方法：根据环境温度与采出液温度及管线保温情况计算出采出液在运输过程中单位长度理论散热量，最终可根据采出液情况折合单位长度理论温降值。一个系统中采出液在传输过程中实际温降值可以现场采集，实际温降值与理论温降值进行对比，如果温降值差距较大，可考虑管线保温存在问题（正在进行理论计算公式研究）。

三项分离器、沉降罐、集油罐等罐体热耗分析方法：三项分离器、沉降罐、集油罐等罐体或容器，根据不同类别的保温材料、厚度及容器内介质所需维持的温度，可以计算出每平方罐体或容器的散热量，然后再和罐体或容器表面积相乘，计算出总散热量。最终可根据容器内介质情况折算出一段时间理论温降值。容器实际温降值可以现场采集，实际温降值与理论温降值进行对比，如果温降值差距较大，可考虑存在问题。

三、用热发展展望

热能管控模块推进。按照“源-网-荷-储”一体化建设及柔性生产模式，执行“数据+平台+应用”信息化建设要求，对现有油田生产PCS、能源管控平台、新能源平台等热数据整合，从能源分类、业务流程等角度，实现油田辖区热资源的“源、荷、储”的集中监控；借鉴油气生产能流分析优化理念，开展热负荷效能分析及异常诊断，优化需求侧结构；按照市场化高效运营模式，构建热资源“源、储、运、用”的热资源调配策略及热管家服务模式，实现油田热资源的专业化高效管控。同步开展现场电表、燃气表等计量设备配套，构建并测试“能耗计量测算模型“软计量模式，逐步实现全链条热能关联统计，实现”热能”类“电能“的直接化管理。

融合能源与碳排双控工作，推动高效用热进程。明确onepage任务指标及责任分解，进度督导；加快“源网荷储-热能管控模块“开发部署，实现全流程热数据集成、优化调配；编制“油气生产业务流程刻画及技术图版“，提升热管控及分析能力；开展“光热”、“空气源”、“燃气（电）加热器”等技术参与交流，区域试验；建立热能提升潜力项目库。

推动热市场运维承接：编制并评估运维技术图版，涵盖安全运行、热效提升、智能化管控、合同能源管理等方面；加快热市场化运行机制及结算方式的制定；推动运维市场化参与深度，协助开展区域重点项目、优化提升项目的快速落地。开展类“热水点”等区域热源中心优化整合，推进热力独立区域的热市场化运营。

加快推进绿色低碳科技创新体系-高效用热模块建设：参考源网荷储及柔性生产模式，将高效用热管控模块，从热资源模式进行管理；加快高效用热新技术研究，新产品应用，推进科技项目立项、研究、推广应用。