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油气集输能量系统的热力学评价与分析

袁永惠  
【摘要】: 随着油田多年的开采,引起了油气集输系统与原油产量不协调,导致系统的能耗费用逐年上升。热力学分析应用能的传递和转换理论来分析用能过程的合理性和有效性,利用其方法对油气集输系统进行用能评价与潜力分析,对于有效降低系统能耗有重要的现实意义。本论文主要从以下几个方面进行论述:①介绍油气集输系统的过程生产环节、常见工艺流程及能耗状况。②阐述能量系统的基本概念,从热力学角度全面了解油气集输系统能量使用过程,对油气集输能量系统进行界定;在详细分析系统中各耗能部分用能特点的基础上,将其简化后绘制出能量系统能流图。③由能的科学概念入手,指出能量系统的全面用能分析应包括能量平衡分析和(火用)分析。考虑到油气集输能量系统用能特点,使用能量平衡分析法对其进行能分析即可。④建立油气集输系统的能量平衡模型和平衡方程,给出评价准则和分析准则。与以往方法相比,本文增加了分析指标“能耗率”、“有效耗能率”和“能损率”,重新定义了管道的用能评价指标。⑤基于热力学分析的油气集输系统节能管理体系由节能潜力、节能量和定额构成。本文给出油气集输系统的节能潜力的定性判别和定量估算的方法、节能量计算方法、定额研究的内容以及定额管理的基本程序。⑥以大庆油田采油三厂北二二集输系统为例,运用能量平衡法其进行能量平衡测试,计算出效率和能耗等指标,给出集输系统的能损分布规律,提出节能技改措施,并预测其节能潜力。预测结果表明,此集输系统经过节能改造后,年节省电量8.22×10~5kW·h,年节省天然气3.83×10~5 m~3。


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