正在碳减排的时期命题下,一系列绿色低碳技艺正崭露头角。从根柢资料的冲破到举座体系的优化、从简单筑立的改革到全流程的再制,这些低碳处分计划暴露了科技赋能环保的无尽或许。这些改进不单消灭了高能耗、高排放的行业痛点,更以自然为师,用科技聪明完成完结果与环保的双赢。本版暴露了油田企业通过科技改进胀舞绿色发扬的活络实施,敬请眷注。
操纵超导体理念研发钨合金加热装备取代古代加热炉,完成降耗减排;模仿大自然呼吸研发二氧化碳氛围源热泵技艺,操纵氛围能量加热;模仿人工心脏搏动对混输泵实行升级改制,完成高气油比混输增压输送……近年来,西北油田石油工程技艺酌量院地面工程酌量所从糊口中获取灵感,改进搜索出一系列绿色低碳新技艺,为完成邦度“双碳”倾向和绿色油田扶植无间奉献聪明和力气。三大绿色低碳新技艺为西北油田可接续发扬注入无尽朝气。
“古代加热炉就像杀鸡取卵的‘吃气大户’,不单存正在筑立结果低、自然气能耗上等题目,况且会向大气排放二氧化碳和氮氧化物。”地面工程酌量所副主任师高众龙站正在采油一厂TK408井旁,望着呼呼燃烧的水套加热炉,算起了“节能减排账”。2024年头,他指挥绿色低碳节能团队调研时觉察,燃气加热炉的热气顺着烟囱白白溜走,输送的原油却时常因温度不敷导致凝管。
“节能减排,主题正在于低重热能通报损耗。能不行像超导资料淘汰电阻那样,让热能亲昵零损耗通报?”一次技艺研讨会上,高众龙精准捉住症结。刚入职的硕士吴林筱顿时扎进一线,带着这个思法跑遍成功油田、长庆油田,毕竟正在成功油田东强机电筑立有限公司找到冲破口:一种钨合金加热技艺,正在可完成变电流技艺的新型钨合金资料根柢上,操纵短道、漏磁、涡流三位一体电热转换,让电能更高效地调动为热能。
可引进之道并不服整。“这项技艺到我们戈壁里能扛住厉寒炽热和硫化氢腐化吗?”采油一厂的技艺处理员杨帆开初犯嘀咕。吴林筱带着筑立住进试验井场板房,日间顶着冷冽的北风调试筑立参数,黑夜正在灯下拾掇试验数据,毕竟让筑立正在液量动摇的工况下平稳运转。
2025年春,TK408中质油井和TK6127稠油井的试验评判数据显示:100千瓦负荷下,钨合金加热技艺较古代加热炉投资低重28%以上,能耗低重22%,碳排放量淘汰53%。相当于一口井一年少烧10万立方米自然气,每年淘汰4000辆汽车的尾气排放量。
处分了中低负荷加热困难,高负荷井场的“高耗能”又成了新的“卡脖子”合头。2024 年统计显示,古代电磁加热器固然热结果超90%,但年运转用度比古代加热炉高1.8倍。“节能不行只算‘减排账’,更要算‘经济账’。”地面工程酌量所副所长黎志敏把新能源团队拉到聚会室,又一次展开了脑筋风暴。
“自然界中的水通过植物根系被接收,又通过植物叶片蒸腾完工轮回往来的能量交流,热能是不是也能通过某种形式轮回操纵?”地面工程酌量所技艺酌量室主任孙永尧一句话点醒大众。团队顺着这个思绪调研,觉察清华大学研发的二氧化碳氛围源热泵,能像大树通过叶片呼吸相似,把氛围中的低品位热能“泵”成高品位热能。
可新疆冬季夜间温度低至零下20摄氏度,热泵会不会罢工?黎志敏带着冯盼等技艺员正在TK155井搭筑试验棚,把温度计绑正在筑立上,24小时轮班记载数据。正在凌晨两点最冷的时间,筑立制热结果消重,冯盼正在清华大学能动系工程热物理所党支部书记、副所长祝银海的长途指点下,一点点调节二氧化碳制冷剂流量,毕竟完成正在低于零下20摄氏度的境况温度下筑立平稳运转。
“这技艺就像给油田装上‘氛围充电宝’!”黎志敏看着数据外彰。与200千瓦加热炉比拟,能耗消重56%;与电磁加热器比拟,每年淘汰用电10万千瓦时。目前,该技艺已入选《邦度中心节能低碳技艺施行目次》,成为油田名副原本的“会呼吸的节能器”。
“顺北、雅克拉凝析气藏的低压气井就像‘气短的病人’,这种压力低、气油比高的工况,螺杆泵、柱塞泵、双腔泵和古代压缩机都应付不了。”地面工程酌量所所长钟荣强正在顺北801井调研时,看着井口油压无间低重直皱眉,这类低压油气集输成了亟待处分的困难。
地面工程酌量所技艺员田剑正在查阅心脏瓣膜置换原料时突发奇思:给泵升级换代,像加强心肌紧缩力相似擢升泵血结果,同时让进液缸和排液缸同轴,似乎优化心脏的血流旅途,酿成能量轮回操纵的闭环,可能大大低重能耗。
然而第一台样机正在试验时屡次卡壳,油气夹杂物正在缸内酿成气锁,就像心脏里淤积了荆棘血流的气栓。他们联络采油四厂的教授傅正在泵体上开了个“排气窗”,似乎给心脏加装排气瓣膜,题目迎刃而解。原委半年优化,塔河7口井的实战数据显示:液压混输技艺集输液量擢升10%,能耗低重19%,比拟古代集输计划,不单节减工程投资10%以上,每年还节减用电30万千瓦时。
“现正在这些泵就像油田的‘强心脏’,把零碎的油气稳稳‘泵’进集输管网。”田剑眼里闪着光,拍着轰鸣的筑立说。
“咱们的技艺改进,都藏正在糊口细节里。”西北油田高级专家姚彬说,“钨合金加热技艺鉴戒了超导体低损耗道理,二氧化碳热泵技艺因袭了自然‘能量轮回’,液压式混输技艺改制灵感来自人工心脏的搏动,把这些道理改进性地利用到绿色低碳技艺中,就具有了破题的症结。”
下一步,西北油田将接续评判太阳能光热操纵、采出水余热操纵、压缩机余热操纵等技艺,充裕操纵区域上风资源,逐渐降低新能源比例,筑玉成财富链低碳树范油田,为古代能源行业转型供给了牢靠的“西北计划”。
以科技改进为引擎,大肆施行利用钨合金管式石油加热装备、液压式油气混输泵等主题绿色低碳技艺,并体系整合其他成熟节能减排计划,修筑起全方位、众宗旨的绿色低碳临蓐编制。
“这一系列技艺厘革不单明显擢升了油气开拓结果,变动在低重能耗、淘汰碳排放、胀舞可接续发扬方面博得了冲破性起色。”石油工程技艺酌量院副院长向俊科说。
正在濮城采油厂120号计量站,钨合金管式石油加热装备正高效运转。来自油井的原油经集输管线进入装备,通过钨合金管的高效传热,原油黏度明显低重,蜡质附着重积困难获得有用处分,从源流上保证了输送畅达。
油气集输加热合头历久面对能耗高、污染重的离间。古代燃气加热炉热结果低,排放大宗二氧化碳与氮氧化物,是油田碳减排的“硬骨头”。对准症结范畴,正在东濮老区率先引进利用钨合金管式石油加热装备,完成了加热工艺的倾覆性改变。
“该装备的主题上风正在于超高能效与低碳排放。通过精巧电磁计划,热转换结果大幅擢升,实测数据注明,较古代工艺能耗低重30%以上,碳排放量淘汰41%~53%。仅120号计量站,年朴素自然气就达6.3万立方米,运维本钱也明显消重。”濮城采油厂临蓐指点中央主任魏超勇算了一笔账。
其余,该装备的资料厘革与境况适当性也令人惊喜。钨合金具有高密度、高强度、耐高温氧化的性子,且该装备采用模块化计划,可知足分歧井场的活跃铺排需求,加倍处分了偏远井区冬季集输冻堵困难,大幅淘汰了扫线频次与人工过问强度。
这一技艺的凯旋利用,彻底回旋了集输加热高碳形式,为油气田每年朴素准则煤数千吨,成为绿色发扬的活络实施。
油气混输是油田临蓐的“血脉体系”。然而,跟着油田开拓进入中后期,油井疏散、管网庞杂,古代混输泵面对增压流程长、能耗高、适当性差等困难,加倍正在低渗出区块的庞杂介质输送中无能为力。
鉴戒前辈工业理念,改进研发并铺排液压式油气混输泵,对集输体系施行了一场高效“心脏升级”,明显加强了对高含气、高黏度、强腐化等庞杂介质的适当才华。
以文72-平1井为例,动作该断块终局油井,其集输管线千米,外输压力一度高达2.2兆帕,通常需求扫线以庇护集输管线畅达,保证油气平常外输。技艺职员正在该井井场新筑液压式混输装备后,井口回压大幅降至0.07兆帕。
“该井回压低重,增进了泵的重没度,淘汰了抽油泵和井下管柱漏失,降低了机采体系结果,大大耽误了检泵周期。”文留采油厂技艺处理室副主任聂兴说。
该装备同时完成了输送结果跃升与能耗低重。正在文72南断块油藏的验证中,集输液量擢升10%、能耗低重19%,工程投资节减10%以上,彻底处分了偏远井区因管线长、回压高导致的“躺井”题目,充裕隔释了单井产量,还低重了支线穿孔危害和庇护本钱。
这一技艺的领域化利用,凯旋冲破了长刻期制油气田稳产上产的输送瓶颈,每年为两大主力产区朴素电量数百万千瓦时,成为支持油气田绿色开拓的主题配备。
本年上半年,低碳发扬范畴喜报频传:绿电发电量冲破2亿千瓦时,完工终年斗争倾向职责的62%;采出水余热操纵骨气115万立方米,逾额完成半年倾向;绿氢产销量达100吨,完工终年规划的56%……一串串亮眼数据,是油田以绿色转型为笔,正在能源革命海潮中写下的活络答卷。
正在光伏电站,主动化除草洗濯机械人穿梭功课,光伏板正在智能筑立的擦拭下愈加清亮。“引入智能化运维筑立后,电站运维结果擢升50%,体系结果从82.4%降低至85.2%。”运维职员先容。通过搭筑光伏智能运维体系,长途监控、障碍预警、结果说明完成“一键掌控”。
正在明一、明二中转站,余热操纵项目扶植正酣;正在黄庄变电站,新能源高比例接入优化项目跑出“加快率”;正在绿氢临蓐车间,纯度达99.999%的氢气源源无间产出……从图纸到现场、从计议到落地,一个个中心项目高效推动,一项项改进技艺让油气临蓐越来越绿色低碳。
“咱们正聚力攻合主题技艺,力求让更众邦产化绿色配备正在油田落地生根。”新能源开拓中央司理张诚说。
8月11日,江汉油田江汉采油厂广斜77井场上,油田首个“光热+众能互补”明净能源装备用两小时将储油罐油液温度由28摄氏度降低至50摄氏度,抵达原油拉运油温央求,原油装卸顺手完工。
油井众能互补储罐加热技艺通过两排集热器,操纵太阳能给储油罐加热,加热工夫由8小时缩短为2小时,一次加热用电能耗由320千瓦时降为30千瓦时,大大低重能耗和本钱。
该技艺由江汉油田改进定约担任人张义铁指挥技艺团队攻合研发,通过“光热+氛围源+井口伴起火低氮燃烧+电加热”等众能互补形式,力求完成油气临蓐明净能源取代。
团队优先遴选光热动作热源,操纵太阳能集热器将太阳能转化为热能存储至蓄热罐,体系运转时通过换热器对拉油罐内原油加热,太阳能缺乏以知足需求时,再顺序启动低氮燃烧器和电加热筑立。
该技艺原先首要用于稠油举升节能,改进定约成员群策群力,正在原技艺的根柢上升级拓展利用限制,将其用于边远站拉油点。
他们前期以“光热+低氮燃烧+电加热”发轫配合江汉油田老区特有的利用场景,后续遵循需求再集成氛围源等其他技艺。原委频频比对论证,技艺计划敲定,正在两个月危急施工后,油田首个“光热+众能互补”明净能源装备树范项目凯旋落地。
随后,团队原委一年工夫的改革和试验,太阳能加热从素来通过电加热棒套管内水轮回导热形式改为铜棒、集热槽导热形式,纵使境遇突发境况也不影响平常运转,项目技艺途径原委优化后,愈加适当江汉油区临蓐境况。
6月19日,操纵油井众能互补储罐加热技艺研制的广斜77井“光热+众能互补”明净能源装备试运转,合联参数平常,正式进入临蓐,标识着江汉油田光热利用树范初战得胜。
张义铁先容,该技艺装备采用主动化、讯息化技艺,完成能源体系的智能识别、智能遴选参数、主动调控等功效,通过施行优化能源设备、降低众种能源操纵结果及强化运维处理等手段,淘汰对简单能源的依赖,可能大幅低重油井临蓐进程中的能耗,助力油田绿色低碳转型。
截至目前,该技艺利用已淘汰电耗4000众千瓦时。团队将跟踪技艺装备运转参数,对其技艺性、经济性实行总结,合时再引进氛围源技艺,对技艺体系进一步集成,待前提成熟后,将优先挑选耗电量高的站点实行施行试验。
近年来,江汉油田大肆利用绿色低碳技艺,助力降碳减排。正在涪陵工区进入行使背压阀进站测试技艺,完成气井边测试边进站临蓐,让底本放空燃烧的页岩气进入采气临蓐流程。本年从此,江汉油田已正在涪陵页岩气田34口井利用该技艺,累计接管自然气600众万立方米、淘汰二氧化碳排放1300众吨。
正在江汉老区,遴选伴生水量最大的王场联络站,充裕隔掘联络站余热资源,操纵展开地面工程优化简化提效契机,利用“余热+光伏”技艺擢升电气化水准,取代现有加热炉及临蓐用电,胀舞临蓐进程化石能源泯灭逐渐由新能源取代,完成净零排放,每年取代自然气超30万立方米、消纳绿电800万千瓦时、碳减排4500吨。
正在清河工区,投用“一机双井”智能液压抽油机,通过双井能量互馈技艺,储能缸将抽油杆消重时的动能转化为液压能积储,再通过双向液压泵驱动另一口井的抽油杆上升,完成能量轮回操纵,避免空抽损耗,本质节电率正在30%以上。
答:近年来,正在“双碳”倾向驱动和策略茂密维持下,我邦绿色低碳供热技艺已进入“众元冲破、场景落地”的速捷发扬期,闪现出技艺众元化、利用领域化、策略编制化的特色。
从技艺类型看,如今邦内绿色低碳供热技艺酿成了“以热泵为主题,余热接管、可再生能源供热为增加”的形式。
策略编制方面,除《胀舞热泵行业高质料发扬作为计划》外,地方层面也出台了针对性手段:河北对工业热泵项目赐与30%的投资补贴,江苏将余热接管纳入绿色工场评判目标,山西试点“光伏+热泵”供暖电价优惠策略。这些策略胀舞技艺利用从试点走向领域化,2024年工业范畴低碳供热技艺普及率较2020年擢升了23个百分点。
但是,行业发扬仍面对离间:一是高温范畴技艺瓶颈,现有热泵正在150摄氏度以上供热场景(如炼化反映釜)能效比缺乏2,难以取代燃气汽锅;二是主题部件依赖进口,如二氧化碳压缩机的精巧轴承首要来自德邦、日本,邦产化率缺乏30%;三是本钱题目,跨临界二氧化碳热泵初期投资比古代电加热高50%~80%,个别中小企业难以担当。
总体而言,邦内绿色低碳供热技艺已进入“技艺冲破-策略胀舞-场景验证”的良性轮回,跟着高温热泵、邦产化部件等技艺的成熟,异日3~5年将迎来更大领域的利用产生。
答:我邦动作制作业大邦,工业能耗约占社会总能耗的2/3,个中供热合头是能耗与碳排放的 “重灾区”。以石油石化行业为例,其临蓐链条长、工艺庞杂,从原油开采到炼化加工,众个合头依赖高温供热:原油集输中,因油井漫衍疏散、管线跨度大,需接续加热以防御原油固结,古代水套炉加热技艺不单能耗高,每台筑立年碳排放可达数百吨,还存正在热结果低(时时缺乏80%)、燃料糜掷要紧等题目。
绿色低碳供热技艺对企业高质料发扬的助力,呈现正在三个维度:一是降本增效,通过高效操纵能源(如热泵技艺能效比可达 3以上,即1千瓦时电可发作3千瓦时电当量的热量),直接低重企业能源开销;二是合规升级,跟着 “双碳” 倾向推动,碳排放权买卖、碳合税等策略逐渐收紧,企业采用低碳供热技艺可淘汰碳配额开销,规避 “高碳惩办”;三是角逐力擢升,正在环球财富链绿色转型的靠山下,采用绿色低碳供热技艺的企业能更好知足邦际市集的 “碳影踪” 央求。
是以,绿色低碳供热技艺不单是企业反映邦度策略的必定遴选,更是降本、提质、增效的主题抓手,为企业高质料发扬注入悠久动力。