打造新能源示范项目 推进工程“绿色”实施

朱长晟 王保绪 徐英杰 李德彬

胜利石油管理局有限公司新能源开发中心工程建设管理处 山东东营 257051

1 概述

随着国家和地方对安全环保重视程度越来越大，石油化工企业能耗结构调整、转型升级势在必行。 胜利油田积极履行社会责任，2013 年以来，先后成立了地热及污水余热资源开发利用工作推进领导小组、 地热余热资源开发项目部、新能源开发中心，全面推进地热、余热、太阳能、风能、生物质能等多能互补综合利用，培养和锻炼了一支有责任心、有能力、有优良作风的新能源队伍，树立了高度负责任、高度受尊敬的企业形象，推动了黄河三角洲生态文明建设。

近年来，中国石化集团全面推进“绿色低碳”战略，积极履行社会责任。 胜利油田认真落实中石化战略部署，践行绿色低碳发展，依靠科技进步和管理创新，实现了地热、余热规模化发展。 2017 年5 月，胜利油田把新能源开发利用作为油田十大品牌之一， 加快产业化发展，成立了新能源开发中心，全面推进地热、余热、太阳能、风能等新能源开发利用，持续推进节能减排，全力打造“油田+热田”，为建设绿色生态油田做出了积极贡献。

胜利油田横跨6 省8 市， 矿权面积近16 万km2，年产原油2300 万t，既是产能大户，也是耗能大户，而油田区内各类资源相当丰富。

1.1 余热资源

油区内地热储量约7388 亿GJ， 年可利用生产余热资源约1250 万GJ。 目前油田建有采出水处理站81座，日处理水量约91 万m3，水温32～65℃。其中，日处理水量≥20000m3的13 座，10000～20000m3的20 座。

1.2 太阳能资源

通过meteonorm 软件计算，东营地区全年日照辐射总量约 5000MJ/m2， 折合标准日照条件（1000W/m2）下日照峰值小时数为1390h，属于三类地区中太阳能资源最优地区。

1.3 地热资源

东营地区济阳坳陷及邻区整体地热资源以低温热水为主，主要分布在馆陶组和东营组。 地热资源探明储量大，为7388 亿GJ，折算标准煤252.4 亿t，相当于2016 年全国总用能量的6 倍； 分布面积广，达3483km2，占东营市总面积的70%；资源品位高，单井出水量为80～130m3/h，温度为50～95℃。

2 项目简介

乐安联合站“采出水伴生地热利用+光伏发电”多能互补项目， 是根据采出水伴生地热利用系统耗能实际，结合站内闲置屋顶及场地有利条件实施的。 其光伏发电系统自发自用，就地消纳，余电上网，实现了多能互补，进一步提高项目整体经济性。 详见图1。

图1 采出水伴生地热利用+光伏发电系统示意图

2.1 生产运行参数

乐安联合站进站液量约9500m3/d，可分离低含水油约3000～3500m3/d，沉降脱水后水温为5～70℃。

2.2 年用气量及用热负荷

乐安联合站属于典型稠油处理站，脱水温度高，加热炉升温耗能高，站内无伴生气，全年消耗外购天然气总量为458 万m3。

2.3 采出水伴生地热利用系统

采出水伴生地热利用系统采用“电动压缩式热泵+板式换热器”技术，通过三级换热实现资源利用最大化。 项目实施前，站内共有加热炉5 台、蒸汽锅炉2 台，年运行成本高达1500 余万元。 项目实施后，替代了联合站全部锅炉、加热炉，年节约标煤约5000tce，碳减排12400t。

2.4 分布式光伏发电系统

分布式光伏发电系统利用站内屋顶及闲置场地面积约10000m2布置太阳能板， 通过低压配电系统直接为伴生地热利用系统供电，剩余电量升压至10kV 电压等级就近接入电网，年均发电量87.43 万kW·h。

3 做好勘察设计阶段绿色节能管理

能否科学合理地设计光伏大电站项目， 在很大程度上影响了发电的性能，其原因主要是：光伏发电系统属于敏感型的发电方式，相较于热动力发电而言，光伏发电站作业时间更长， 同时对于周边的环境条件要求较高。 在本项目中，创新多能互补，示范引领体现在顶层设计上。

3.1 采出水伴生地热利用系统供热技术方案

结合站内用热需求和余热资源分析， 对供热技术方案进行科学论证。 供热技术方案主要参数对比见表1。

经过表1 中3 种方案的论证，从建设投资、运维支出、安全环保和系统可靠性等因素进行科学对比，优选确定电动压缩式热泵+换热器供热技术为该项目的最优化实施方案。

3.2 分布式光伏发电系统设计方案

光伏组件所发电量经汇流并网柜接入低压电网，自发自用，向系统供电：用电量大于光伏发电量时，差额部分由国网补充；光伏发电量大于用电量时，余电上网。 详见图2 和图3。

3.3 独创自有技术

表1 供热技术方案主要参数对比

图2 分布式光伏发电系统示意图

图3 分布式光伏发电

3.3.1 防腐防垢高效换热技术

结合油田水质特点，开展不同类型、不同材质（石墨、碳钢、不锈钢、镀镍、钛材）换热器的换热试验研究，同时对换热器腐蚀结垢在线监测与过程控制进行科学分析，形成防堵塞技术、防腐蚀技术、防结垢技术等3个技术研究成果，开发适合油田水质的防腐、防垢高效换热技术， 为换热器选型设计提供科学依据与标准指导。

3.3.2 宽流道可拆板式换热器技术

采用宽流道可拆板式换热器技术基本解决了油液在板式换热器内结垢、沉淀堆积等问题，达到了均匀流动、防腐的效果，为油田采出水换热装备提供高效、节能、低成本的新路径。

3.3.3 板式换热器免拆清洗除垢技术

针对油田水质特点， 研究适合于板式换热器的免拆清洗除垢技术，通过专用清洗装置和除垢药剂，根据结垢情况，灵活调整清洗频率，提高了换热效率，降低了劳动强度。

3.4 加大设计深度、 增加设计与现场符合率

3.4.1 站场布局和谐化

（1） “发”与“用”的结合，实现了供给平衡。 光伏板块发电量全部用于余热板块热泵机组，实现了全额自发自用，就地消纳，避免了电能传输损耗。

（2） 选址更加和谐。按照“短流程、高效率”原则，光伏板块建设围绕余热站房进行科学选址， 充分利用站房屋顶、闲置空地进行搭建，减少线缆敷设长度，提高空间利用效率，项目布局整齐划一。

3.4.2 建设环节规范化

建设中查阅参考新能源管理规定及技术规范26项，新制定行业标准1 项、企业标准3 项，构建了完善的新能源项目技术标准体系，理顺了管理界面，发挥了良好的示范引领作用。

3.4.3 安全环保标准化

项目建设过程中，始终把安全环保工作抓在首位，强力实施“四全”安全管理，以标准化推动安全化，确保项目建设安全平稳。

3.4.4 设备选型科学化

热泵机组是系统核心设备，经过调研分析，选择型号为SSDR-1800/H 热泵机组（图4）。 此设备采用该领域国家军用设计标准， 采用适应高温工况的专用部件和专用冷媒。

3.4.5 构建智能运维系统

通过智能运维系统远程监控所有主要设备的运行状态； 自动采集系统关键节点和所有主要设备的运行参数；智能分析所有运行数据；自动预警、实时报警，对重要报警事件自动触发短信、邮件提醒，并记录报警处理时间、过程、人员和措施。

4 施工阶段绿色节能管理

图4 热泵机组

绿色施工是指在工程建设过程中，在保证质量、安全等基本前提条件下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源，减少对环境负面影响的施工活动，实现节能、节水、节电、节料和保护环境。 施工阶段在绿色节能管理方面的总体目标：实现电能源的有效利用；纸张、材料等资源消耗施工垃圾分类处理，做到100%回收利用；控制粉尘及废气排放，符合《大气污染物综合排放标准》规定；减少固体废弃物的产生，合理回收可利用建筑施工垃圾；生产及生活污水杜绝无组织排放，符合《污水综合排放标准》规定。

4.1 施工现场绿色布置

4.1.1 施工工序

合理安排施工程序，进行施工场地规划，将施工对周边环境的影响程度降至最小， 将现有场地的作用发挥到最大。

4.1.2 施工总平面布置

施工总平面布置总体坚持阶段性、适用性、灵活性的特点。

4.1.3 现场布置

现场布置既要满足施工要求，方便施工管理，又要确保施工质量、安全、进度和环保的要求。

4.1.4 现场措施

施工现场布置整洁、有序，做好防尘措施，建设文明施工工地。

4.1.5 布置原则

场地布置遵循“三防”原则，防火、防水、防盗设施齐全布置合理，消除不安定因素。

4.1.6 现场“三区”隔离

施工区、生活区、办公区“三区”隔离。“三区”设置符合安全标准，标示清楚醒目。 现场办公室设置在明显位置， 设施符合施工条件要求， 做到各项管理制度齐全、上墙。

4.1.7 执行标准和规范

现场施工用电与用水情况执行国家及市政标准规范，做到安全用电、安全施工，节约水电资源。

4.1.8 专项风险分析和识别

从材料进场、组件安装、结构预制、结构吊装等方面，对潜在危险事件进行了风险识别，并制定了相应安全措施。

4.1.9 对危险源和环境因素进行辨识

在施工组织设计编制、审查期间，结合现场实际情况，对危险源及环境影响因素进行了识别，通过单项程序文件制定相应控制措施。

4.1.10 HSE 管理

严格实施全过程HSE 管理，落实责任，明确措施。提前审查施工单位HSE 管理体系及HSE 保证措施，并督促监理单位、施工单位在各环节上落实到位。

4.1.11 监督检查

通过现场巡检查看、制定专项技术保障措施、召开专题会议、生产会议等形式，督导落实HSE 管理措施。

4.1.12 关键工序、重点环节施工许可制度

对于构件吊装、高空作业、动土作业等环节，要求施工前必须办理施工许可证，明确工程项目HSE 工作目标，编制HSE 作业指导书、HSE 检查管理程序，提前落实应急抢险措施，确保施工安全。

4.2 现场绿色施工方案

在绿色施工过程中对整个施工过程实施动态管理，加强对施工策划、施工准备、材料采购、现场施工、工程验收等各阶段的管理和监督。项目施工组织设计编制和审查过程中贯彻“高效、低耗、环保”理念，完善项目施工管理体系和职责；在人员安全健康和粉尘、噪声、光、水污染等防控措施，以及节能环保材料应用、施工机具和用电、用水降耗等方面完善管理，在项目的全寿命周期内，最大限度地节约资源、保护环境和减少污染。

4.2.1 节材方案

根据施工进度提前做好材料采购计划， 合理安排材料采购、进场时间和批次，减少库存；材料进场后摆放整齐，一次到位，减少二次搬运；施工措施料采购时，选用可拆卸、可回收、可重复利用的绿色环保材料，并制定相应的材料管理制度；加强现场施工管理，减少因人为因素造成的材料损耗； 施工现场材料回收设专人回收，确保回收率达到100%；优化安装工程的预留等方案，优化钢结构预制和安装工法，光伏组件支撑结构采用现场分片预制、组装合拢、现场拼装等安装方法，减少方案的措施用材量。

4.2.2 节能方案

合理选用吊车、焊机等施工机具，杜绝使用不符合节能、环保要求的设备、机具和产品，选择的设备功率与负载相匹配， 并合理安排施工工序，提高机具使用率和满载率，降低单位能耗；加强施工机械管理、车辆管理， 做好设备维修保养及计量工作，并做好相应的记录；加强对施工和生活用电、用水管理，做好临时用电和工业用电管理和计量，临时用电优先选用节能电线和节能灯具，临电线路合理设计、布置，工业用电做好焊机等用电设备功率匹配； 根据作业性质合理选择水源，明确节水指标，合理布置供水管网，实现水资源的有效循环利用。

4.2.3 环境保护

施工现场做好防尘遮挡等防护措施， 并对非作业区达到目测无扬尘的要求， 施工区垃圾设专人定期清理，确保现场环境干净整洁。 施工作业时使用低噪音、低振动的机具，采取隔音与隔振措施，避免或减少施工噪音和振动；焊接作业时采取遮挡措施，避免电焊弧光外泄；对于施工区域的施工人员，不同的施工岗位必须佩戴相应地防护设备；杜绝现场“跑冒滴漏”机具设备的使用，做好进场管理和维护保养，做好污油、污水等污液的现场回收，做到零排放，生活垃圾实行袋装化，及时清运处理。

5 项目综合效益

图5 经济效益示意图

5.1 经济效益

项目实施后，年代气458 万m3；节约岗位用工12人；油田年收益554 万元，成本节约率36%。 详见图5。

5.2 社会效益

项目实施后， 年节约标煤5325t； 减排CO213275t，污染物零排放；形成行业标准1 项、企业标准3项；消除了联合站加热系统安全环保隐患。

6 结束语

胜利油田新能源开发利用前景广阔，任重道远，当前随着建设规模的不断扩大， 对项目管理的要求也随之提升。 今后要充分发挥资源、人才、装备和技术优势，践行社会责任，勇于探索创新，高效开发利用好新能源资源，为国家绿色生态文明建设作出新的更大的贡献。