油气集输系统能耗与能量综合利用
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摘要：
油气集输伴随着大量的能量的使用和损耗，油气集输系统能量的合理利用是降低油田开采成本，提高油田开采经济效益的重要环节。可再生资源代替非可再生资源是油田油气集输系统发展的未来趋势。本文简述油气集输系统的能量损耗评价，综述太阳能和风能在油气集输系统中的综合利用。
关键词：油气集输；节能；能耗评价；风能；光能
引言
油气集输系统包括油井采出液汇集、处理和输送等三个工艺处理系统，整个生产过程需要消耗大量的电能、热能。油气集输既是油田生产的重点，也是油田能耗的主体，是油田节约用能的主要对象。测试油气集输系统节能能力，监测、评价其用能状况，研究其能耗分布规律，计算其节能潜力，分析其能损薄弱环节，为改进油田系统的用能提供依据是油田节能的重要环节[1]。将油气集输系统的用能单元分解为具有外界供给能量的各类站和消耗能量的各类管道两类研究体系。以测试分析为基础，进行平均加权，最终得到整个油气集输系统的能耗评价与分析结果[2]。油气集输系统消耗大量能源，油气集输系统节能降耗是油田生产降低成本，提高经济效益的重要途径[3]。在油田油气集输过程中，原油加热传统技术使用燃烧煤、天然气、油加热和电加热方法来实现，会造成能源的大量损耗和环境的严重污染，在目前能源日益紧张的环境下，利用可再生能源减少对不可再生资源的消耗具有很大的研发潜力，是油气田开发的可持续发展路线。太阳能和风能的综合利用是石油集输新能源开发的一项新技术[4]。
1油气集输系统的能耗
依据能量守衡与转换的基本定律平均加权得到系统的能耗评价指标，同时选择热损率和压损率作为集输系统的能耗指标，从纵向和横向两个层面对油气集输系统做用能评价和分析，以此为基础得到合理、有效的节能潜力预测。
1.1能耗评价指标
根据能量守衡与转换的基本定律，以油气集输系统能量平衡模型的基础，可推导出油气集输用能评价的计算指标[5]。站的能耗评价指标包括能源效率、热能利用率、电能利用率、单位处理液量气耗、单位处理液量电耗及单位处理液量综合能耗；管道的能耗评价指标包括进入管道能量的比值百分率的能损率、介质进出管道消耗的能量及单位质量介质在单位长度上消耗的能量；系统的能耗评价指标包括单耗、效率及平均管线能损率。
1.2能损分布分析
油气集输系统的能耗分析指标能解决评价指标只能在宏观上评价用能设备或系统的整体耗能状况，却不能判别用能过程的各个环节是否合理的不足，辨识能量转换、传递和使用过程合理性[6]。集输系统能损主要分布在各个接转站、各类管网道和集中处理站。找出各部分能损在总能损中所占比例，并深入分析各部分能损中的结构组成，对节能改造具有重要的指导意义，因此，可选择系统各部分损失的热能与系统损失总能量的比值百分率和系统各部分损失的压能与系统损失总能量的比值百分率即热损率和压损率作为油气集输系统各部分的能耗分析指标。
2油气集输系统中新能源的综合利用
石油矿区一般都处于具有丰富的风能资源和太阳能资源的地理区域，大力发展风能、光能等可再生能源是油田大幅度节能、降低采油成本的一步重要探索。将风能和太阳能统合应用于石油集输环节具有很大的应用潜力。太阳能可以直接转化为热能，对开油气集输管线进行加热[7～8]；风能可利用其进行风力发电，利用电加热系统[9]。将这两项可再生能源互相补充使用，实现节能降耗。主体上使用太阳能加热，夜间太阳能能量不足时启动风力发电储存的电能，利用电加热炉对油气集输系统供热。多余的电能采用对水管线加热或者照明设备供电，使太阳能和风能得到充分利用。
2.1太阳能和风能综合利用系统构成
采太阳能和风能综合利用技术对天然气、煤能能源贫乏的偏远采油井区显得尤为重要。将太阳能与风力发电技术综合使用，使两者相对独立又互相补充。太阳能加热系统主要由导热媒、换热器、太阳能集热器阵列、蓄热箱、循环泵以及温度检测设备构成。风力发电系统主要由逆变器、风力发电机、电换热器等设备组成。两者以温度监测数据为依据，通过综合调度协调配合。
2.2太阳能和风能综合利用控制系统
太阳能和风能综合利用控制系统由太阳能集热系统控制、风机系统控制、电加热炉控制三个部分组成，全程自动控制，随内外部各种条件的改变而变化。根监测原油出口温度，对进口温度与蓄热箱温度进行比较。当蓄热箱温度高于进口温度时，采用太阳能加热系统。反之停止太阳能加热系统，自动切换电加热炉进行加热。同时在风机运行过程监测和记录风电机组的运行状况，同时自行判断异常情况，并采取相应的保护措施。如果两种能源都不足时，系统自动启动后备电能，保障生产。
3、结语
太阳能和风能综合利用技术是具有很大应用潜力的储备技术。大力发展太阳能和风能等再生能源，可使油气集输系统大幅度节能进而降低油田采油成本。太阳能与风能综合利用，互相补充，可在满足生产要求的同时缓解市电供应压力，是一项环保、节能的新型实用技术。油气资源与风能、太阳能资源综合利用开发，可降低油田综合成本、提升经济效益、增长社会效益,，是油田长期可持续发展的战略性策略。
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