井场原油WHHN-40型撬装式气电智能加热装置的研究及应用

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

张强 江涛 许继峰 冯爱刚 谢正利

胜利油田鲁明油气勘探开发有限公司, 山东省 济南市 250000

摘要

针对井场原油外输加热需采用燃气加热炉和燃煤加热炉,造成的环境污染及加热效果不佳,以及采用伴热带加热或电热管加热时热效率低、地下设备损坏后维修不便等问题,本文研究了一种井场原WHHN-40型撬装式气电智能加热装置,并对其结构组成、加热流程和技术参数进行了详细介绍。实际应用结果表明,该加热装置具备加热效率高、安全性强、环保性能好以及节能效果显著等优点,能够有效替代传统的加热方式。


关键词

原油外输;WHHN-40型;撬装式;气电智能;加热装置;研究;应用

正文


引言

在石油开采中,石蜡沉积会缩小油管内径,降低产油和输油效率,严重时导致堵塞和检修。传统加热方法如燃气炉、燃煤炉等存在局限性。WHHN-40型撬装式气电智能原油加热装置可替代传统方式,解决这些问题。该装置标准涵盖技术参数、安全规范、操作流程和环保要求,适应复杂工况。

1 装置构成

WHHN-40型撬装式气电智能原油加热装置作采用模块化撬装设计,主体结构包含燃烧系统、电加热单元、智能控制柜、热交换器及安全防护组件。

1.1燃烧系统

燃烧系统是该装置的核心组成部分之一,负责提供主要的热源。它支持天然气与伴生气双燃料模式,可根据现场燃料供应情况灵活切换。燃烧器的设计确保了点火失败率低于1次/100次,火焰监测响应时间不超过3秒,从而提高了系统的可靠性和安全性。此外,燃烧系统还配备了高效的燃烧室和烟气排放装置,以减少污染物的排放,符合环保要求。
1.2电加热单元

电加热单元作为辅助加热部分,主要用于在燃料供应不足或特殊工况下的补充加热。该单元基于电磁感应原理,将电能高效转化为热能,热效率可达95%以上。通过精确控制电流和磁场强度,电加热单元能够在短时间内快速提升原油温度,开机仅需1分钟即可使金属管筒内的原油温度达到90℃。
1.3 智能控制柜

智能控制柜是整个装置的“大脑”,集成了先进的控制系统和传感器网络。它能够实时监测和调节燃烧系统、电加热单元以及热交换器的工作状态,确保装置在最佳工况下运行。控制柜内置了温度、压力等多参数监控模块,并具备自动控温功能,当温度达到设定上限时自动停机,低于设定下限时自动启动,实现了智能化操作。
1.4 热交换器
    热交换器是实现热量传递的关键部件,采用了高效的换热材料和优化的流道设计,最大限度地提高了热传递效率。其内部保温层使用硅酸铝纤维材料,导热系数小于0.12W/(m·K),有效减少了热量损失。同时,热交换器的结构设计充分考虑了维护便利性,便于定期清洗和检修。

1.5 安全防护组件
    为了保障装置的安全运行,WHHN-40型加热装置配备了完善的安全防护系统。其中包括输入管端口的进口温度传感器和输出管端口的出口温度传感器,用于实时监测原油温度变化;同时还设置了超温保护、过压保护和漏电保护等功能,确保设备在异常情况下能够及时停止运行,避免事故发生。

2 装置的使用方法

2.1 安装

装置的安装过程简单快捷,只需按照说明书完成基础固定、管道连接和电气接线即可投入使用。由于采用撬装式设计,所有组件均集成在一个整体框架内,大大简化了现场安装工作量。此外,装置底部配有移动轮,方便在井场内进行位置调整。

2.2 加热
在实际运行中,装置首先启动燃烧系统进行主加热,当燃料供应不足或需要快速升温时,电加热单元会自动介入辅助加热。通过智能控制柜的协调管理,两种加热方式可以无缝切换,确保原油温度始终保持在设定范围内。

2.3 运行
装置运行期间,智能控制柜持续采集温度、压力等数据,并根据预设程序自动调节燃烧强度和电加热功率。用户可以通过触摸屏界面查看实时运行状态,并对参数进行手动调整。一旦检测到异常情况,装置会立即发出警报并采取相应措施,确保运行安全。

3 现场应用

WHHN-40型撬装式气电智能原油加热装置已在多个油田进行了实际应用,取得了显著的效果。尤其是在解决复杂工况下的技术难题方面表现突出。以某低温地区油田为例,在冬季极端寒冷的环境下,原油输送过程中经常因温度过低而出现流动性下降的问题,导致管道堵塞、生产效率降低以及维护成本增加。传统加热方式(如燃煤加热炉或燃气加热炉)虽然能够在一定程度上缓解这一问题,但存在能耗高、污染大、运行不稳定等不足之处。而WHHN-40型撬装式气电智能原油加热装置凭借其先进的设计理念和技术优势,成功解决了这些问题。在实际应用中,该装置不仅保证了原油在低温条件下的正常输送,还大幅提升了整体生产效率,得到了用户的高度认可。具体应用效果如下:
1)高效节能
该装置采用电磁感应加热技术和优化的热交换设计,能够将电能高效转化为热能,热效率可达95%以上。与传统的加热方式相比,其能量利用率更高,能够在短时间内快速提升原油温度。例如,在上述低温地区油田的应用中,装置开机仅需1分钟即可使金属管筒内的原油温度达到90℃,显著缩短了预热时间,从而提高了整体工作效率。
 2)降低费用
通过重力热管内加热技术,该装置实现了长寿命、低维护的设计目标。由于其本身不直接产生热量,因此在长期运行过程中无需频繁更换核心部件,大大降低了维修和更换成本。此外,装置可根据实际需求自动调节加热功率,避免了能源浪费,进一步减少了运行成本。与传统燃气加热炉或燃煤加热炉相比,其综合经济性更为优越。
3)改善环境
WHHN-40型撬装式气电智能原油加热装置采用了清洁能源(如天然气和伴生气)作为主要燃料,并结合高效的燃烧系统和尾气处理技术,最大限度地减少了污染物排放。同时,电加热单元在辅助加热时完全无废气产生,符合现代环保要求。这种绿色、清洁的加热方式有效改善了油田作业现场的环境质量,赢得了用户的广泛好评。
 4)操作方便
装置采用模块化撬装设计,所有组件集成在一个整体框架内,安装过程简单快捷,只需完成基础固定、管道连接和电气接线即可投入使用。此外,装置配备了智能控制柜,用户可以通过触摸屏界面实时监控运行状态并进行参数调整。当温度达到设定上限时,装置会自动停机;当温度低于设定下限时,装置又会自动启动,实现了无人值守的自动化运行,极大地方便了现场操作人员的工作。
5)安全可靠
为了确保装置的安全运行,WHHN-40型撬装式气电智能原油加热装置配备了完善的安全防护系统。其中包括输入管端口的进口温度传感器和输出管端口的出口温度传感器,用于实时监测原油温度变化;同时还设置了超温保护、过压保护和漏电保护等功能,能够在异常情况下及时停止运行,避免事故发生。这些措施有效保障了装置在各种复杂工况下的稳定性和可靠性

 

结束语

 

综上所述,WHHN-40型撬装式气电智能原油加热装置以其高效节能、经济环保、操作简便和安全可靠等特点,在实际应用中展现了卓越的性能。无论是应对低温地区的特殊工况,还是满足常规油田的日常需求,该装置都能够为用户提供理想的解决方案,具有广泛的推广应用价值。

参考文献

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