油田集输系统利用地热伴热技术研究

• 作 者: 田玉江
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 梯级利用 油气集输 储油罐保温 管道伴热 数值模拟

本文主要针对华北油田丰富的地热资源,将废弃油井改造成地热井,利用地热水代替部分燃油,节能降耗。首先调查华北油田地热利用现状和可用资源量,对地热利用进行可行性研究。建立了地热井内地热水流动模型,求出地热水出口温度和井筒散热损失。同时建立地热水输送管线流动模型,计算保温管线对散热的影响,选择合适的保温材料及厚度,求出地热水到达联合站的温度。然后本着节约能源、保护环境的原则,对地热资源利用进行总体规划,按照油田需求进行合理分配。根据地热水的水质条件,采用地热间接利用,设计了两级换热系统。选择合适的换热设备,尽可能地提高换热效率和使用寿命。同时利用吸收式热泵提高地热水利用温差,加热部分热水用于供暖。根据油田集输流程的结构及工艺特点,对换热后热水提出四级利用方案,尽量提高热水利用效率。其中对原油外输加热、脱水加热、储油罐保温和输油管线伴热进行了重点分析,选择合适的换热设备,对热水进行梯级利用。在管道伴热计算时,建立原油管道伴热系统能量平衡分析模型。对管道伴热系统进行数值模拟,分析对比不同伴热方式下的伴热效果。同时,根据原油集输工艺伴热方式、管网形态和管线根数,采用流体力学、工程热力学等理论,研究建立伴热系统水力和热力分析计算方法。确定伴热水的温度、流量等参数,计算输油管道和伴热管线的热力损失、水头损失、集输系统效率以及系统的热能利用率等,并画出了地热利用系统的能流图,采用三环节法分析系统效率。最后对改造前后系统经济效益进行分析。