油田单顶罐燃煤替油实验方案.doc

吉林油田油土环保型煤试验
介质加热循环储罐改造
实 施 方 案

辽河油田晨宇集团洁宇煤业有限公司松原分公司
2012年8月10日

吉林油田油土环保型煤试验介质加热循环储罐改造
实 施 方 案
一 改造目的及背景
目前，吉林油田的储油罐除了使用油、气及原煤作为燃料以外，还有以电或电加热介质间接加热储罐的方式。其中电加热介质给储罐升温的方法主要通过30KW电加热器对介质进行加热，介质再经过循环泵循环加热罐内油水混合物，使其升温，满足原油拉运需要。
该种加热方式在外界环境温度适宜时，尚可使用。当冬季外界环境温度较低时，特别是当储罐为冷罐，此时储罐与外界环境温度较为接近，且介质未进行循环加热。进油后，原油迅速降温，直至凝固，又由于储罐加热介质瞬间提升温度能力有限，造成原油升温较慢、流动性较差，难于装车外运。
此方案主要对介质加热的循环储罐进行改造，改造后的储罐能够确保罐内油水混合物温度不低于60℃，原油具有较强的流动性，满足拉运需要。并通过此次改造降低运行成本，节能降耗，为吉林油田节能环保事业做出一定的贡献！
二 方案改造的技术路线
我公司以前从事的油泥、油土制备环保型煤项目共分为三个部分：储存和回收部分、型煤制备部分、储油罐改造部分。其中储油罐改造主要采用由废弃的油泥、油土制成的环保型煤作为燃料，通过操作简便、高效节能加热炉对罐体进行直接或间接加热，使油井采出液进行快速加热升温，实现装车外运。
据不完全测算，单井罐可实现2.5吨型煤替换1吨原油。单罐投资回收期约为2.6年，经济效益和社会效益非常可观。
1、经计算当外界环境温度为-20℃间接加热储罐的功率需要如下表：
序号
项 目
单 位
技 术 参 数
1
介 质 类 型

导热油、水或其他导热介质
2
间接加热设备负荷
KW
50
80
126
200
300
KJ/N
18x104
28.8x104
42x104
72X104
108X104
3
储罐
介质
参数
储罐容积
m3
15
20
30
40
50
储罐温度
OC
60~90
热转换效率
η
70~75%
2、原介质加热循环储罐设计理念具有一定的先进性，例如原油装车及间接加热等都具有一定的优点，建议保留。
3、原介质加热循环储罐可以通过以下两种方案进行优化改造。以20m3介质加热循环储罐为例，其改造的主要技术路线有两种：
第一种为罐底敷炉式
罐底敷炉式单井储油罐技术路线：罐底敷炉式采用罐底敷炉+双回程烟道，即将燃型煤的加热炉敷于储罐底部与储罐直接接触，并用储罐中的双回程烟道作为加热流程。经计算该方案传热功率大于60KW能够满足加热需要。
主要改造内容：
l 新增燃煤高效节能加热炉1台；
l 去除储罐底部部分保温及基础底座，并将储罐安放于加热炉炉体耐火水泥上，形成“热炕”效应；
l 制作外部连接烟道；
l 制作炉体与罐体的连接平台。
第二种为外部热源式
外部热源式单井储油罐技术路线：在储罐附近安放燃型煤的加热炉+导热双油加热箱+回程烟道，即将燃型煤的加热炉置于储罐附近或底部与储罐无直接接触。加热炉给导热油加热，导热油通过原有的循环系统对储罐进行间接加热；加热炉烟气通过原储罐烟道进行换热，最终外排。经计算该换热功率大于60KW能够满足加热需要。
主要改造内容：
l 新增燃煤高效节能加热炉1台和导热油储罐1台；
l 去除原储罐加热器，将原循环加热系统连接于导热油储罐上，将储罐双回程烟道连接于加热炉烟道出口上；
l 制作炉体与罐体的连接平台。
l 增加罐内循环盘管受热面积（需动罐体）

改造名称

对比项目
改造方案一
改造方案二
改造形式
罐底敷炉式
外部热源式
罐体容积（m3）
20
20
采出液维持温度℃
≥60
≥60
加热炉相关数据
功率(KW）
80
80
热效率（η）
≥75%
≥70%
加热方式
直接加热
间接加热
加热炉燃料
型煤/天然气
型煤/天然气
烟气温度℃
≤200
≤200
改造主要内容
新增燃煤高效节能加热炉1台，形成“热炕”效应；
制作外部连接烟道；
制作连接平台；
去除底部部分保温及底座。
新增燃煤高效节能加热炉1台和导热油储罐1台；
制作外部连接烟道；
制作连接平台；
去除原有电加热器；
增加罐内换热面积盘管。
投资（万元）
17.8
19.6　
日平均燃料费用（元）
225.2
268.8
投资回收期（年）
2.53
3.31

其他情况说明

拆除 “热炕”部分罐体受热温度较高，必须做好耐火涂层方可实现
次方案必须增加罐体循环介质盘管的换热面积方可实现

4、罐底敷炉式和外部热源式单井储油罐均采用滑车式炉排+多回程烟道供热，此装置了可以广泛应用于原有储罐改造亦可适用于新建储罐。改造后的储油罐热效率高，设备结构合理，节能效果显著。设备安全可靠，亦可附带油井伴热、站厂采暖。
三 新增设备的特点及原理
1、燃煤高效节能加热炉的结构特点
结构特点：卧式结构，烟气三回程，锅炉有以下几件部套：炉堂（燃烧室）（一回程）、二回程烟室、三回程烟管、排烟口（烟囱）、锅炉底座等。燃料在炉堂内燃烧，火焰温度高达1000多度，在炉膛内完成辐射传热过程，生成的烟气进入二回程烟室，在烟室内完成二回程的对流传热，此时温度已降低到450～500℃，在此，烟气转折180度进入三程烟管，并继续进行对流传热过程，完成传热过程后烟气经排烟口排出，此时的排烟温度约在180～200℃。
二回程烟室
三回程烟管
炉膛
（一回程）

2、燃煤高效节能加热炉的燃烧控制过程
该设备燃料供给方式为：半自动进料方式，炉排使用半自动活动炉排，型煤经半自动炉排进煤；进入炉膛后在炉篦上燃烧，燃烧所需的空气由炉篦下部的风室进入，安装在尾部烟囱自然形成炉堂燃烧所需的负压，空气在内外压差的作用下进入炉内助燃。设备底部设有烟道调节门，调整调节门可以调节锅炉的配风量，实现适当的空气过剩量，炉排下设有自卸式出灰斗，可自行清灰出渣。
四 改造后遗留问题及处理方案
问题一：改造后双回程烟管内部积灰，阻塞烟道。
采用法兰封堵

炉体与罐体连接的烟道改造后，采用法兰封堵
解决方案：外露部分“U”型烟管采用法兰连接，定期监测烟道温度，并及时清灰，清灰采用大功率吹风机及机械清灰器可以实现。
问题二：改造时对加热炉结构进行部分改造，造成热源集中。
解决方案：将 “热炕”温度较低部分破拆，采用耐火涂料喷涂，防止局部升温过热。见下图一
破拆部分，罐体喷涂耐火涂料

五 项目实施的前景展望
我公司在吉林油田及采油厂相关部门的大力帮助下，经过多次调研，确立了以油泥、油土的处理为主线的一整套处理方案，确立了落地油泥处理、回收、制备型煤、储油罐改造等一条龙的改造工艺流程。该项目不仅可以实现对油泥的无害化处理及资源化利用，亦可将因污染造成的损失降到最低，使其变废为宝。
改造后原油储罐的燃料主要采用由落地的油泥、油土制成的环保型煤，成本低、热值高。据测算，燃煤成本是用电的2/3，亦可实现2.5吨型煤替换1吨原油。
据吉林油田不完全统计，用于生产过程中的储油罐燃油消耗量每年接近5万吨原油，随着国家对石油能源安全和节能需求增强，油田生产耗能燃料结构调整暨以煤基燃料-型煤代油气燃料成为节能降耗主要出路。该项目实施完毕后将大大改善吉林油田用能结构，使吉林油田的能源管理水平得到较大的提高。即节约了大量的能源资金的投入，随之产生较大的经济和社会效益，环保效果更加突出，同时更具有显著的示范效应。

辽河油田晨宇集团洁宇煤业有限公司松原分公司
2012年8月10日

序号
项目名称及规格型号
单位
数量
单价
合价
备注

一
主要设备

1
燃煤高效节能加热炉 (60KW)
台
1
6.8
6.8
三回程

2
螺旋型煤推进器及炉排附件
套
1
0.85
0.85

3
电机及控制箱
套
1
0.45
0.45

4
原油储罐20m3
台
1
5.8
5.8

5
顶装式原油双色液位计
台
1
0.6
0.6

6
加热炉结构支撑
套
1
0.5
0.5
1800*2500*3500

7
呼吸阀
套
1
0.3
0.3

8
排气阀
套
1
0.3
0.3

9
阀组若干
批
1
0.6
0.6

小计1：

16.2

二
其它费用

1
设备安装调试费
项
1
16.2
1.0
设备费的6%，含吊装

3
大件运输费用
辆
1
0.7
0.7

小计2：

1.7

合计总金额：

17.85