(3) 式中: t1 为原油进罐温度(℃);
t2 为原油出罐温度(℃);
ta 大气温度(℃);
K 为大罐传热系数(W/ (m2 ·℃) );
T 为存放时间(s);
G 为被加热油品的总质量(kg);
C 为原油的比热(J / (kg ·℃) );
其中传热系数ks为:
ks = λ / δ
式中: λ ——保温材料导热系数, W/ (m2 ·℃);
δ ——保温层厚度, m。
由公式(3)分别计算得出稀油和稠油处理站的储油罐在不同进口温度、不同停留时间下的出口温度见图3:
图3 储油罐不同进口温度、不同停留时间下的出口温度曲线
由上图可以看出,随着进罐温度和停留时间的不同,出罐温度有不同程度的下降。一般来说,进罐温度越高,停留时间越长,温降也越大。
稀油在净化罐中停留3天左右交油时,夏季进罐温度在40℃左右时,出罐温降约为1℃左右;进罐温度在60℃左右时,出罐温降约为2℃左右。冬季进罐温度在40℃左右时,出罐温降约为3~4℃左右;进罐温度在60℃左右时,出罐温降约为4~6℃左右。
稠油在净化罐中停留3天左右交油时,夏季进罐温度在70℃左右时,出罐温降约为4.5℃左右;进罐温度在90℃左右时,出罐温降约为8℃左右。冬季进罐温度在70℃左右时,出罐温降约为8℃左右;进罐温度在90℃左右时,出罐温降约为13℃左右。 3 新疆油田储罐能耗损失现状分析由于很多交油点没有筛选出合适的低温破乳剂,原油脱水温度过高,导致实际交油温度不能降至推荐交油温度。原油脱水温度过高,会造成罐内介质与外界环境温差增大,不仅散失于周围环境中的热量较大,同时也会造成蒸发损耗增大。
表3-1 各处理站实际和推荐交油温度 名 称 陆梁集中
处理站(℃) 石南21集中
处理站(℃) 百口泉注输
联合站(℃) 百重7稠油
处理站(℃) 油品的实际交油温度(夏季) 41 42 59 42 油品的推荐交油温度(夏季) 30 30 40 50 油品的实际交油温度(冬季) 45 47 82 78 油品的推荐交油温度(冬季) 45 45 45 70 3.1实际交油温度和推荐交油温度下储罐的蒸发损耗量由公式(1)计算可得,油品在实际交油温度和推荐交油温度下的“小呼吸”蒸发损耗量见表3-2:
表3-2 每年节约的“小呼吸”蒸发损耗量 名 称 陆梁集中
处理站 石南21集中
处理站 百口泉注输
联合站 百重7稠油
处理站 油罐的小呼吸油品蒸发损耗
量(实际交油温度下)kg /a 22617 20715 32088 21.44 油罐的小呼吸油品蒸发损耗
量(推荐交油温度下)kg/a 18996 17351 15046 9.74 油罐每年节约的小呼吸
油品蒸发损耗量kg/a 3621 3364 17042 11.7 处理站每年节约的小呼
吸油品蒸发损耗量kg /a 14484 13456 34084 23.4 由表3-2可知,目前各处理站的实际交油温度比较高,没有严格执行推荐的交油温度。如果严格按照推荐的温度交油,各处理站每年可减少的油品“小呼吸”蒸发损耗量,稀油约为13000~34000 kg,稠油约为23kg,对于减小储油罐能耗损失,提高热能利用率有重要作用,特别是对稀油。
由公式(2)计算得,收油作业时,油品“大呼吸”蒸发损耗量如表15:
表3-3 每年节约的“大呼吸”蒸发损耗量 名 称 陆梁集中
处理站 石南21集中
处理站 百口泉注输
联合站 百重7稠油
处理站 油罐的大呼吸油品蒸发损耗
量(实际交油温度下)kg /a 2032 3452 1754 0.253 油罐的大呼吸油品蒸发损耗
量(推荐交油温度下)kg /a 1796 3042 1463 0.081 油罐每年节约的大呼吸
油品蒸发损耗量kg /a 236 410 291 0.172 处理站每年节约的大呼
吸油品蒸发损耗量kg /a 944 1640 582 0.344
由表3-3可知,如果把实际的交油温度降低到推荐的交油温度,各处理站每年可减少的油品“大呼吸”蒸发损耗量,稀油约为600~1600 kg,稠油约为0.34 kg。虽然降低油品进罐温度对于减小储油罐的大呼吸蒸发损耗量没有小呼吸那么明显,但是对于减小储油罐能耗损失,提高热能利用率也有一定作用。 3.2实际交油温度和推荐交油温度下储罐的散热损耗量 油田单位 实际交油温度下油
罐每年散热量(J/a) 推荐交油温度下油
罐每年散热量(J/a) 油罐每年节约
散热量(J/a) 处理站每年节
约散热量( J/a) 陆梁集中处理站 1.7×1012 1.5×1012 0.2×1012 0.8×1012 石南21集中处理站 2.5×1012 1.9×1012 0.6×1012 2.4×1012 百口泉注输联合站 2.5×1012 1.9×1012 0.6×1012 1.2×1012 百重7稠油处理站 2.7×1012 1.8×1012 0.9×1012 1.8×1012
表3-4 原油储罐每年的散热量
通过表3-4可知,目前各处理站的实际交油温度较高,每罐油品每年的散热损失在1.7×1012~2.7×1012 J;如果严格按照推荐的温度交油,每罐油品每年的散热损失在1.5×1012~1.9×1012 J;各处理站每年节约的散热损失约为0.8×1012~2.4×1012 J,几乎相当于两个油罐一年的散热损失。
由以上计算推广到整个新疆油田21个原油交油点可知,把实际交油温度降低到推荐交油温度交油,每年可节约蒸发损耗量5.73×105 kg /a,节约蒸发损耗量2.35×1013 J/a。按挥发气密度1.4kg/ m3,天燃气价0.98元/m3计算,全新疆油田每年由蒸发损失和散热损失可节约的资金约为106万元,不仅节约了大量资金,还可以提高能源的利用率,对节能降耗会起到明显作用。 4结论及建议(1)随着进罐温度的升高,油品的“小呼吸”和“大呼吸”蒸发损耗量都在不断增大,但增加的幅度不同,这与油品本身的性质、罐容、大气日温差和油品的收发次数有关;
(2)随着进罐温度和停留时间的不同,出罐温度有不同程度的下降。在停留时间不变的情况下,控制原油的脱水温度,可以有效降低储罐的进出口温差,减少原油的散热损失;
(3)通过对储罐能耗损失的计算可知,控制交油温度可以降低原油的脱水温度,是降低油罐能量损失的主要措施。全公司每年可节约近百万元,对提高能源利用率和节能降耗会起到明显作用。
参考文献
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