冬季燃油节能降耗设备节能降耗试验总结

冬季燃油节能降耗设备研发及推广应用试验总结报告新疆石油节能环保科技有限责任公司2０08年12月30日一、项目概要１、项目研究的背景国内外市场对原油的旺盛需求，使原油供不应求。我国是能源消耗大国之一，随着工业化、城镇化的加速发展，能源供应紧张已成为制约经济社会发展的重要因素。同时我国能源消费不合理、利用效率低的状况也比较严重。随着建设节约型社会和推动发展循环经济,国家和社会对节能减排降耗的要求越来越高。一系列的政策表明，通过发展循环经济,落实节能减排,转变经济增长方式,已成为“十一五”期间的经济发展主题。温家宝总理在两会的政府工作报告中指出：“要把节能降耗、保护环境和集约用地作为转变经济增长方式的突破口和重要抓手”，并亲自任国务院节能减排工作领导小组组长,可见“节能减排”已提到政府工作中前所未有的重视位置。各地区各行业的高能耗企业都在不断探索节能减排的措施，经济增长方式正在逐步向集约型转变。在这样的大背景下，作为能源消耗大户的钻井行业，各油田针对钻井节能降耗都进行了大量研究。我公司在长期的生产实践中，针对新疆地区寒冷季节钻井作业存在的问题,提出本节能降耗项目。2、项目研究的必要性（1)顺应国家节约能源的政策导向7月23日，温家宝总理主持召开国务院常务会议研究部署加强节油节电工作和开展全民节能行动。会议指出,解决我国能源问题，必须坚持节约与开发并举、节约优先的方针，把节油节电工作摆在更加突出的位置。会议强调，要突出重点，抓住潜力大、见效快的关键领域,采取综合配套措施,形成有效的激励机制,大幅度提高能源利用效率。要突出抓好重点用电用油单位的节能工作，加强电力需求管理，落实节油节电的价格政策，依法查处各种浪费石油和电力的行为,保证各项节能措施的落实;要通过深入开展全民节能行动，进一步增强能源忧患意识和节能意识,在全社会大力倡导节约型生产方式、消费模式和生活方式,促进经济社会可持续发展.国家鼓励和支持企业使用高效节油产品，采用节油技术,减少石油产品的消耗量。(２）能源环境保护的需要石油是不可再生资源,保护开采和节约使用同等重要,同时冬季大量的油耗和尾气排放也对大气环境存在严重污染.国际上大力推行各种减少环境污染和加强环境治理的措施,对治理空气污染和温室效应工作尤其重视。尾气排放的执行标准越来越严格：由欧洲经济委员会（ECE）的排放法规和欧共体（EEＣ)的排放指令,２00０年起开始实施欧Ⅲ(欧Ⅲ型式认证和生产一致性排放限值）、2005年起开始实施欧Ⅳ（欧Ⅳ型式认证和生产一致性排放限值）.我国在“十一五”规划纲要中提出:“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低２0％左右，主要污染物排放总量减少10％。这是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择，也是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路。社会各界都在大力支持节能降耗技术和相关产品的研发推广。随着环保要求的日益严格和HSE管理体系的开展，相关环保法明确指出“谁污染谁治理"。因此要改变目前油区冬季高油耗和大量尾气排放，实现油区经济的可持续发展，保证勘探开发建设的顺利进行，钻井节能降耗减排工作就被摆到了重要位置,其环保达标治理工作已刻不容缓。(3）企业寻求低成本发展的需要克拉玛依油田公司年钻井进尺达到12０万米，钻井生产过程冬季作业耗－３５#柴油12０00吨左右，产生二氧化碳37４０0.４吨左右，油料的高价位和大量的尾气排放给钻井生产带来较高成本。企业亟需减少生产消耗,降低钻井生产成本。本项目在冬季作业欲用0＃柴油代替-３５#柴油，燃烧３kg的0＃柴油做功与燃烧4ｋg的－35＃柴油做功相当，即用0＃柴油在油量上节省25%,在同等油量上节省成本价钱２0％。本项目一次投入，低维护费用，成本回收时间只需冬季作业的6。5个月，成本回收快,效益显著；同时又减少了炼油、储油过程中的费用开支,在2012年我国实施国际二氧化碳的交易权上也可以取得好的优势。节能降耗减排钻井技术对企业在技术发展和整体发展方向上都是一种挑战，按照国家建立以技术为主导的企业方针，在全国进行节能减排的氛围中开展此项目也是企业的一种机遇。该设备研发成功后不仅可以在本地油田大显身手,还可以为国内外其它油田市场服务.二、项目总体思路及实施方案1、总体思路新疆钻井区是高寒地区,寒冷季节跨度长达半年,如果井队在寒冷季节作业,在气温低于-15º时，就要使用凝固点温度低的-35＃柴油。凝固点越低的柴油价位越高，这样就加大了钻井成本的投入。如果要使用０#柴油，就要解决低温情况下0＃柴油在供油管路内结蜡的问题,需对油路保温或使用加热装置。本项目通过柴油机的尾气回收装置对尾气进行回收,过滤气体中的杂质和水分。回收５００°C高温尾气中的热量，进行水罐加热，使水温达到60°Ｃ。然后将60°C的热水对0#柴油罐进行加热和保温,使油温达到3０°C。使最终到达柴油机的油温度大于15°C，并随着柴油机的持续运转进行连续保温.柴油机停机前,通过油路转换装置将-3５＃柴油打开,同时关闭０＃柴油油路，使—35#柴油充满柴油机的油路。当柴油机再次启动时用-3５#柴油进行柴油机的发动预热使管路温度上升，达到0#柴油的使用温度要求后,切换油路进行0＃柴油的加注使用(注：０＃柴油在运输中是不结蜡的,但当运输车辆停止运动后油罐开使结蜡.可以不考虑运输结蜡问题.)2、实施方案提出设计思路提出设计思路设计进行设备生产制造设备运行测试申请设备鉴定推广应用设备装置持续改进现场环境运转调试不成功成功成功不成功１、工艺流程设计（1)新型保温热循环高架油罐部分①罐体保温材料的筛选②罐内加热方式的选择③供回循环油路设计:管路的回流参数计算和管路的温度散失计算④过热保护设计（2）尾气热回收工艺①热交换器的选型上图为高能热交换器，通过高能热交换器,对尾气热收集后进行罐保温。罐内使用盘管并在盘管上加装散热片使散热的效果更好,如下图:单位长度的改进管换热面积是普通光管的6—8倍左右。体积、重量大幅度降低，因而,在相同换热面积下，设备投资减小，在设备布置安装和吊装等方面，也提供了很大的空间.②热交换管路的设计③过热保护设计（３）控制回路设计分液装置的人工控制设计（4）安全防爆设计①防爆电机的选型（5)技术路线余热利用工艺技术路线示意图：三、主要技术指标和参考标准(单台设备）现设备及使用－３５#柴油情况使用燃油节能减排设备后整体设备性能及用0#柴油情况备注技术指标用油密度0.８2g／cm³０．84－０．86g／cm³含碳量百分比0．8２5０。８5～0．８55热值３。3×J/kg４。28×Ｊ／ｋｇ整机怠速时间２0~30ｍｉn1０～１5miｎ尾气温度5０0°C600°C日耗油量4．５~5ｔ３.5~4ｔ日排放量（ＣO2）14．025～15．5８４ｔ10．908~1２．4６7ｔ经济指标日耗油费用最小差值５０００元日CO2交易差值45美元每吨１5美元安全指标闪点4５°C55°Ｃ防爆措施电机防爆电机、操作箱防爆安全温度15°C～２５°C25°C～３５°C参考的标准(1）GＢ２5２－２０00轻柴油质量指标；（2）ＧB３０9５－1９96环境空气质量标准;(３)SY／Ｔ５2２5-２００5石油天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程。试验总结项目试验从2008年12月２６日晚进入现场设备的调试，首先进行蓄热车对冷车供热启动，由节能环保公司工作人员安装蓄热车管路通过用移动式蓄热供热车给柴油机水箱加入80℃热水,使柴油机具备冬季启动的必要条件；用移动式蓄热供热车的热能给柴油机油底壳润滑系统连续加温到15℃，实现了柴油机在低温环境下的冷启动；2号机在没有加装热水情况下起动５次，都未见发动机启动，为了避免将气马达打坏，没次启动连续不超过40秒，检查机器部件都正常。根据张师傅经验这种常见的冬季热车所发生的现象是因为车油底壳润滑油太凉，发动机润滑不足，各部件摩擦大,消耗动力大；并且柴油低温与空气的燃烧不完全,产生的有用功小。我们进行蓄热供热车加入80℃热水到水箱，两次就将2号机启动，效果很理想。同样对１号机进行柴油机油底壳润滑系统连续加温到1５℃，两次就将１号机启动起来,启动很轻松，也没有冷车启动时的较大的噪声和震动.2008年1２月27日4:３0分进行0#柴油的结蜡溶解试验，先由2号车通过烟气换热器产出的热水给油罐热水盘管加热，使油罐0#柴油的油温上升结蜡融化。从上图可知在2号机不带负载，转速在1０５０ｒ／mｉn情况下,烟气量是带负载时的四分之一左右的情况下(尾气温度在１８５.３度），通过５个小时的连续作业将水温从５度升高到38度。上图为０＃柴油的结蜡情况在０8．１2。27日21：36,使用双机并联对供热盘管的水进行加热，经过30分钟的双机并联，0#柴油的结蜡全部融化,一个小时使油温达到20度。0＃柴油结蜡溶解燃油替换各机性能图表１号机的机械性能图表２号机的机械性能图从上各图表可知,使用“冬季钻井燃油节能降耗设备"，0＃柴油替换-35#柴油机器的使用性能平稳,震动和噪声都较小,热起又减少了发动机的损耗。提高高了使用寿命，降低了维护费用,主要是减少燃油的消耗。此次试验每台发动机使用—35#柴油５0ｋg／小时,而使用0#柴油在37ｋg/小时左右，节省了近2５％的油料。油品的热量散失情况;0＃柴油的热散失在外界气温２8日风力３级，－1０°～-16°;２9日风力3级，—１０°～－1６°;30日风力3级，—1０°～-16°12月31日风力３级,-1０°～-15的情况下,从48度下降到5度经历了７7个小时(3.2天),一般的搬家时间在4８小时即2天,因此在搬家期间不用考虑0#柴油的结蜡问题,如果搬家较近,在起动柴油机时可以直接使用0#柴油。试验工作情况通过5０多小时的连续工作，取得了良好的效果，以下是工作场面：加装热水夜晚数据采集夜间管路巡查通过西部钻探钻井公司装备部领导的检查验收,“冬季钻井燃油节能降耗设备”性能优良，完全达到设计的要求，受到检查领导的高度好评.总结试验成功，证明“冬季钻井燃油节能降耗设备”设计思想的正确性，也体现出该设备有广阔的市场前景,在经过优化后将使钻井行业的用油方面达到自动化,精良化,节约化。在经济方面明显减少冬季钻井的耗油量大,设备损耗严重的问题；在从社会方面提高油品的使用、运输过程的安全，减