余热制冷技术在海上平台节能的运用x

1、余热制冷技术在海上平台节能的运用海上油气田开发项目的能源利用率大约在20%30%,相较陆上 项目普遍偏低，究其原因是由于平台空间有限、重量控制严格，海上 平台发电机组效率和余热资源的利用还处于相对较低的水平。海上设 施大多安装发电机组，为本平台和周边依托平台提供电力，燃料消耗 来自于自产油气，其能源消耗占海上生产设施综合能源消耗的比重很 大，属于主要耗能设备。从项目统计数据可以看出，海上设施采取发 电机组余热回收项目的整体能源利用率比未采用余热回收的项目高 10%25%左右。目前，加强海上平台大型电站烟气余热利用是直接 提高开发项目的能源利用率和经济效益的最有效方式。1海上油气田开发余热资源利

2、用途径海上油田开发项目和气田项目相比，油田的用热负荷要远高于气 田的用热负荷，气田的烟气废热（特别是气田后期的地层压力衰减后 启动湿气压缩机保产阶段）要高于油田。海上油气生产装置（含陆地 终端）可利用的主要余热资源有：燃气透平高温烟气废热；燃气、燃 油往复式发动机烟气废热；热介质炉、加热炉、蒸汽或热水锅炉等低 温烟气废热；高温生产水以及主机缸套水废热等。同时，海上平台存 在众多用热及用冷环节，例如：油气处理、输送与储存工艺的保温, 海水低温闪蒸制淡，工艺、生活空调等。目前，海上开发项目余热回 收后的主要用途分为4类：1）替代各类热站（含蒸汽热水锅炉、热 介质炉、加热炉等），例如，海上平台将透平

3、发电机排烟引入余热锅 炉加热盘管中的导热油从而替代热站。2）替代电驱压缩机制冷和电 加热空调的余热驱动浪化锂吸收式制冷、制热空调。3）替代电加热 生活热水系统。4）余热驱动的蒸发式海水淡化装置等。2海上气田开发生产装置冷量需求在海上油气开发过程中，自带燃气透平电站或者原油发电机组的 中心处理平台存在大量的高温烟气余热，燃气透平电站排烟温度高达 4000,余热利用潜力很大。不同于油田开发加工需要大量热源用于工 艺流程，气平台的热用户很少，在负荷小的情况下一般不对燃气轮机 排气进行余热回收，直接采用电加热器更为灵活、便利，所以对于气 田来说，因为大量余热资源没有合理利用，项目能源利用率往往偏低。

4、海上油气田开发过程中Y空调系统需要冷量的提供，海上平台的生活 区和生产区工作间是在封闭的室内。空调设备为这些区域的工作人员 提供舒适的工作生活环境，同时保障封闭室内的设备正常运转环境。 以往多是采用电驱动压缩式制冷装置来提供这些冷量，冷量的获得通 常需要消耗很多能量。考虑利用平台余热服务冷用户，回收余热同时 减少能源消耗。以浪化锂吸收式技术为基础的制冷机组由热能驱动运 行，驱动热能可以是蒸汽、热水、直接燃烧燃料（燃气、燃油）产生的 高温烟气或外部装置排放的余热烟气、余热热水，制取5回以上冷水 用于满足各工艺用冷及舒适性空调，有效回收利用低温热能，在海上 平台余热节能技术领域发挥了重要的作用2-

5、3。中海油与康菲石油共 同开发的西江某平台利用900左右含油污水作为热源，驱动澳化锂空 调机组，用于机房及生活楼供冷，是迄今国内第一家在海上平台应用 吸收式制冷机的项目。此外，位于南海西部海域某气田开发项目采用 回收透平发电机组产生的450囱左右高温烟气作为澳化锂吸收式制冷 机的驱动热源，为平台生活楼提供冷源。从经济效益上看，生活楼供 冷耗电量占平台电耗比例很小，且受使用时间的限制，考虑到安装浪 化锂制冷系统带来的一系列改造，包括平台结构以及管线上的改造, 浪化锂制冷技术的应用虽然减少了燃气消耗及温室气体排放，但节能 效果有限，需要结合投资回收期综合考虑。结合海上气田开发项目能 源实际需求，在

6、充分考虑技术可行、经济合理基础上，余热制冷需要 拓展新的思路，挖掘节能潜力。3余热制冷在怪露点控制系统改造中的应用南海某高凝析气田开发项目拟新建3座平台，包括2座中心平台 和2座井口平台，中心平台设有气液分离系统、湿气压缩系统、凝析 油处理系统、TEG脱水系统、怪露点控制系统、干气压缩系统、公用 系统等。中心平台接收并处理本平台和周边井口平台物流，经处理后 合格干气经外输气压缩系统增压后通过海底管道外输送往陆上终端 外销。对天然气输配系统的操作而言，坯露点是一项重要指标。因为 液坯在管道内冷凝并积聚后会产生两相流而影响计量的准确性，加大 管道阻力，造成生产操作方面的安全隐患。此外，天然气夹带的

7、液怪 也会影响燃气透平的操作，对压缩机组的运行造成不良影响。国家标 准GB17820-2012天然气以及GB50251-2015输气管道工程设 计规范中明确规定，在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气 中应不存在液态坯4。因此，天然气处理环节设有坯露点控制系统, 除去天然气中的重坯组分，以保证销售气坯露点满足质量指标要求。 工艺外输天然气坯露点控制常规做法是通过J-T阀对天然气进行节流 降温，原理是通过气流产生焦耳-汤姆逊效应，节流降压来实现降温, 该项目采用常规J-T阀方案，具体流程见图lo TEG系统脱水处理后 的干气分为两股，分别经干气/低温气换热器和干气/低温液换热器换 热后汇合，经J-T阀节流降温后进入低温分离器气液分离脱除重坯， 脱坯后的低温合格气先后与脱水后的干气和脱水前的湿气换热升温， 进入外输干气增压系统，分离的重坯与脱水后的干气换热升温后进入 凝析油闪蒸罐。4结论针对南海某项目天然气坯露点控制环节拟采用浪化锂吸收式制 冷机，充分利用透平余热，替代部分J-T阀作用对天然气降温冷却方 案进行