《天然气分布式能源在油田领域的应用.》由会员分享,可在线阅读,更多相关《天然气分布式能源在油田领域的应用.(44页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、Company Logo 20142014年年8 8月月1818日日 天然气分布式能源 在油田领域的应用 一、能源与环境的现状 二、国内外三联供系统的发展状况 三、天然气分布式能源技术 四、石油石化领域用能特点 五、在石油石化生产过程中的应用 一、能源与环境的现状 能源利用现状 世界能源利用效率平均43%,发达 国家52-55%,中国33.4%); 我国能源消费占GDP的13.5%, 而美国仅占7%; 能源消费持续走高! 能源的现状 能源的现状 环境的现状 环境的现状 小结 冷热电联供是在热电联供的基础上发展起来的,属于分布式能源系 统的范畴,是分布式能源发展的主要方向和形式,也是世界第二代能
2、源 技术发展的重要方向之一。它是一种建立在能量梯级利用基础上的综合 产、用能系统,分散在用户端附近,首先利用一次能源驱动发电机组供 电,再通过各种余热利用设备对余热进行回收利用,最终实现更高能源 利用率、更低能源成本、更高供能安全性以及更好环保性能等多功能目 标。 我国把降低能耗、提高能源利用效率和减少环境污染作为21世纪的 能源战略依据。冷热电联供的优点符合当前能源、环境协调发展的总趋 势,受到了国内外越来越多的关注,研究不断深化。 二、国内外天然气分布式能源的发展状况 从国外情况看,发达国家通过规划引领、技术支持、优惠政策以及 建立合理价格机制和统一并网标准,有效推动了分布式能源发展。 发
3、达国家分布式能源占比相当之高。在丹麦已达60% 德国分布式发电装机达到20% 日本和印度分别达到14%和18% 美国已有6000多座分布式能源站,占总装机容量7.8%,以天然气热 电联供和冷热电联供为主。 这些国家的能源利用效率高达50%以上,而中国目前仅为33.4%。 发展状况(其他国家) 发展状况(美国) 发展状况(德国) 随着我国能源环境的紧张形势,国家相关部门加大了 促进天然气分布式能源事业发展的力度。特别是随着我国 大力开发和引进天然气资源战略的实施,以天然气为燃料 、以分布式为特征的冷热电联产事业在我国出现了极好的 发展前景。 但目前国内的三联供示范项目仍然不多,且由于采用进 口设
4、备造价和运行费用高、供货周期长、并网难等原因, 没有真正起到示范性的作用。 发展状况(中国) 关于发展天然气分布式能源的指导意见 发展建立1000个示范工程 2020年全国装机容量达到5000万千瓦 对试点项目将给与财政补贴 投资分布式能源的能源服务公司可列入可获财政补贴的能 源服务公司范畴 发展状况(中国) 国家政策支持 发改委能源20072155号文国家发改委关 于印发天然气利用政策的通知天然气利用顺序 : 优先类:城市居民、分布式热电联产、热电冷联产用户等; 允许类:集中式采暖用气(指中心城区的中心地带)、分户式采暖 用气、中央空调、工业燃料、调峰发电和部分天然气化工等 限制类:天然气发
5、电(非重要用电负荷中心)、天然气化工等 禁止类:天然气发电(十三个大型煤炭基地所在地)、部分天然气 化工 发展状况(中国) 2013年2月,国家电网公司出台了关于做好分布式能源电源并网服务工作的 指导意见,为10kV、6MW以下的中小型分布式能源项目破除了电力掣肘,对 产业发展具有重大助推作用。 2013年7月,国家发改委下发分布式发电管理暂行办法,明确对符合条件 的分布式发电给予建设资金补贴或单位发电量补贴。 以下文件已在征求意见中 民营资本投资鼓励政策 1000个示范项目评选办法 上海、长沙、北京等部分地方已经出台相关补贴办法 (北京针对分布式能源推出2.67元/m3 的优惠气价;2000
6、元/kW奖励补贴申请) 总体看来,天然气分布式能源产业政策环境和措施持续向好。 国家政策支持 发展状况(中国) l 现在全国正在运行的分布式能源三联供项目有50多座 2002年冷热电三联供系统应用于胜利油田 2003年北京燃气大楼三联供系统运行 2008年北京南站三联供项目建设完成 2013年胜动集团国家住建部冷热电联供节能示范项目投运 2014年中石油北京数据中心三联供项目即将投运 发展状况(中国) 三、天然气分布式能源技术 天然气热电冷三联供技术是一项高效的供能技术,实现了能量的梯级利用 ,效率达到80 90%,其中:30 40%的高品位能源(电能)和 50%的低品位 能源(热能)。 该技
7、术适用于油田企业分布式能源、边远井伴生气和无电源区域应用。可 替代油田企业天然气直燃水套炉,同时改善员工工作环境。中石化集团公司天 然气年产量约125亿立方米,按照2%的排空比例,可回收发电天然气2.5亿方, 发电10亿千瓦时,烟气-热水换热器可减少水套炉燃气约1.2亿立方米。 该技术利用石油抽采过程中产生大量的伴生气,在油田生产井、联合站、 集输站及偏远生产生活区有热电冷需求,在油气生产区就近建设适当规模的热 电联供项目,并逐步推广,对推进中石化节能减排工作有重要意义。 天然气分布式能源技术 辅辅 助助 系系 统统 余热余热 利用利用 系统系统 动动 力力 系系 统统 燃气轮机 燃气内燃机
8、微燃机 冰蓄冷装置 电制冷机 蓄热装置 燃气锅炉 热泵 余热锅炉 吸收式制冷机 换热装置 设备组成 天然气分布式能源技术 (20%) (30%) 天 然 气 补燃天然气 采暖负荷 制冷负荷 能源综合利用率能源综合利用率 80%-90%80%-90% (40%) 损失(10-20%) 热水负荷 燃气发电机组 余热烟气 冷却水 地源热泵机组 电力负荷 三联供系流程图 天然气分布式能源技术 安全、可靠 节能、环保 节约成本 管理方便 削峰填谷 增加防灾能力 燃气冷热电三联供已被欧美等发达国家广泛利用,尤其适用于高耗能企业及商务 区、医院等建筑 安全 节能 减排 经济 高效 移峰 填谷 天然气分布式能
9、源技术 大型电厂发电效率40-50%,由 于冷热传输受距离限制和庞大 输配系统能耗严重,50%以上的 能源被浪费。 分布式能源三联供系统分散在用户附 近,在获得35%-40%的发电效率后,可 将45%-50%的废热就近用于供冷供热, 能源效率达到80%-90%,输送能耗近于 零。与传统方式相比,可节能30-40% 。 天然气分布式能源技术 与常规供冷供热系统相比节能效果显著 采用燃气冷热电三 联供技术,可以有 效地缓解天然气冬 夏季峰谷差,提高 燃气设施的利用效 率,同时减少电力 设备的峰值装机容 量,具有很好的社 会和经济效益。 对天然气和电力具有双重“移峰填谷”作用 天然气分布式能源技术
10、天然气是清洁能源,相比目前我国以煤发电为主的模式,排放大 幅降低,一般每万平方米综合区域采用分布式三联供模式后,每年可 以减少二氧化碳排放400吨。 注:不同类型建筑的节能减排表 有利于环境保护 天然气分布式能源技术 天然气分布式能源技术 燃气发电机组选型性能参数 天然气分布式能源技术 机组 型号 发电量 kW 耗气量 Nm3/h 可利用热能 供暖面积 m2 供冷面积 m2 供热水 15至90 t/h 烟气 kW 高温水 kW 低温水 kW 300kW30084197125754963 34364.5 500kW5001403312081258300 57597.5 700kW70018541
11、727316610700 73329.5 1200kW120030267443225817050 1178615.5 注:供暖按80w/m2,供冷按100w/m2计算。 四、油田领域用能特点 电动机是石油生产的主要动力,其耗电量占原油生产 的比重很大,机械采油、注水、油气集输三大系统的电力 驱动装置几乎全部为电动机,因此可以说电动机是油田的 主要用电设备,占油田总耗电量的80%,是名副其实的电老 虎。我的能源网 油田领域用能特点 油田领域用能特点 在油田采油、储油、输油过程中有稳定的热量需求, 并具有以下特点: 能源需求种类多:主要为蒸汽和热水;用热范围大多在50 140之间。 温度恒定:温度
12、要求变化范围较小,一般在60 90之 间。 用能连续、安全性要求高:工作时要求热量必须连续的供 给,供能不能中断, 避免影响生产。 用能时间长、能耗波动小:主要为生产工艺用能,主要与 计划生产量有关,能耗随季节或时间等波动较小。 综合上述,我国石油、石化企业目前普遍存在持 续大量的电、热需求,这种情况非常适合开展热电联 供项目,在不增加或少量增加能耗的前提下,首要满 足热需求,同时能够产生额外相当可观 的电收益。 小结 五、在石油石化生产过程中的应用 油田某联合站热电联产项目 示例一 项目概述: 电负荷:该联合站主要用电设备包括注水泵3台(2用1备),热水循环泵及 生产办公用电,日用电量850
13、0kW.h,考虑联供项目增加部分用电负荷,整个 联合站电负荷约350kW左右。 气量:联合站夏季伴生气产量9000m/d,大部分用于加热;冬季天然气产 量7000 m/d,全部用于加热。 用热情况:主要包括工艺用热及采暖,站内1#燃气蒸汽锅炉主要用于来液 加热,2#燃油蒸汽锅炉用于冬季来液补充加热,3#燃油水套加热炉用于储油 罐维稳和部分来液加热,4#燃气水套加热炉主要用于外输原油加热。联合站 每天来液量为2500-2800 m/d,温度45-50,含水量85%左右,加热至 63,进行三相分离。 油田某联合站热电联产项目 示例一 项目概述: 用热情况: 夏季(4月-10月):用热负荷约为250
14、0kW,每天消耗伴生气9000m(燃气 热值31.5MJ/m3,锅炉效率75%计算); 冬季(11月-3月):考虑到储油罐等设备散热,热负荷需求有所增加(联合 站现有储油罐5座,容量2000m3/座,散热面积按照3000m2计算,夏季散热 25W/m2,冬季散热100W/m2,,冬季比夏季多散热200kW。加之管线散热等,总 负荷比夏季大300kW)用热负荷约为2800kW。 随着冬季产气量的减少和热负荷需求增加,冬季开启燃油锅炉补充热量的可 能性较大。冬季按照产气量7000m计算,约有800kW热负荷缺口,需要燃油2t/天 。 油田某联合站热电联产项目 示例一 根据项目各项需求及条件选配2台
15、500GFZ1-PwT燃气发电机组匹配相应余 热利用系统: 油田某联合站热电联产项目 示例一 简要流程图: 油田某联合站热电联产项目 示例一 综合计算1、发电量: 本项目用电电价0.75元/ kWh,上网电价0.4/ kWh元计算。 夏季,单台发电机组运行功率500KW,满足联合站和离心式热泵用电,其余电力并入大网。 发电量 500kW224h210天/10000=504万kWh 节省自用电收益:350kW24h210天0.75元/ kWh=132.3万元 上网售电收益:(500kW2-350kW-260kW)24h210天0.4元/ kWh=78.6万元 冬季,单台发电机组运行功率400KW,满足联合站和离心式热泵用电,其余电力并入大网。 冬季发电量 400kW224h150天/10000=288万kWh 节省自用电收益:350kW24h150天0.75元/ kWh=94.5万元 上网售电收益:(400kW2-350kW-260kW)24h150天0.4元/ kWh=27.3万元 全年电收益=132.3+78.6+94.5+27.3=