太阳能高温光热技术赋能浅层超稠油低碳开发

新疆油田公司近期在某井区开展高温光热制蒸汽与注汽锅炉耦合的先导试验,为稠油蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发提供低碳高品质蒸汽。先导试验的开展对油气勘探开发与新能源技术的融合具有先行示范意义。“双碳”目标下新疆油田公司稠油生产面临减少天然气消耗,降低二氧化碳排放的挑战。结合太阳能聚光集热技术、绿电+电极熔盐加热技术、高温储热技术,提出不同场景下浅层稠油开采中注汽工艺的新能源供能配置方案。为太阳能高温光热技术在新疆油田稠油作业区规模化应用提供了具体思路与解决方法,在减少自用天然气的同时尽可能降低蒸汽成本,对稠油油田低碳可持续开发具有重要指导意义。

潜热储能系统热力特性研究及应用分析

研究搭建了一小试规模的潜热储能系统,能对200~300℃的热量进行存储、释放,通过不同方式表征所使用相变材料的物理性质,研究其与应用场景的匹配性,同时分析所设计系统循环过程中的参数变化,研究系统热力特性。试验结果表明:所用二元硝酸盐能够稳定的储存温度200~290℃的余热,所使用的带螺旋型翅片换热管的潜热储能系统具有较高的热效率,试验台储热耗时51.75 min,完成47.809 MJ的能量储存,放热耗时43.5 min,释放出46.209 MJ能量,系统的储热效率为79.16%,放热效率为79.15%。在系统的循环过程中,系统累计输入能量60.398 MJ,输出能量36.578 MJ,循环效率为60.56%。

塔式光热技术在综合能源系统中的应用

为了支持塔式光热技术的设计、实施、优化及电厂的运行控制,创建了塔式光热系统吸热器热力学模型和小定日镜跟踪控制和校验系统,并成功应用于子系统性能以及发电厂总产量的预测,保障了电厂运行期间定日镜的高追踪精度和高可利用率。在光热项目开发中,这些模型发挥了关键作用。比如36.6 MW的SunDrop太阳能发电站,自2016年夏天投产以来,收集了大量运行数据,以评估各子系统性能模型的准确性。将系统各项能量损失预测值与实际运行中的测量值进行对照,结果表明实测吸收功率超出预测吸收功率,相比预测吸收功率,裕量分别达到-1.4%、+8.3%、+5.3%和+0.3%,完全位于预期置信度区间内,电厂性能不仅达到预期,实际上在调试阶段已大大超出预期。在每种情况下测量的实验数据都能高度准确地验证模型预测。对Sundrop农场项目,可用率保证值为98%,商运期间可用率达到了99.5%以上。

天然气储气库压力能发电耦合冷能利用工艺设计与研究

结合储气库天然气压力能发电及伴生冷能利用,提出适用于储气库场景的天然气压力能发电耦合冷能利用工艺,冷能用于天然气液化,提高能源转化效率的同时提升项目经济性。通过Aspen Plus软件进行工艺建模,以[火用]分析方法对比优化前后方案性能。结果表明,天然气压力能发电耦合冷能利用工艺既提高发电功率,系统[火用]效率提高24.56%;回收冷能用于作为LNG工艺冷源,每年可节电3.433×10^(7)kWh,节能降碳效果良好。

光热+锅炉联合注汽管网稳定性分析研究

塔式光热系统可利用太阳能为油田提供零碳蒸汽,但受光资源影响大,供汽存在波动性,影响供汽管网及用汽井口蒸汽稳定性。设计一种新型联合供汽系统,通过将光热与锅炉联合接入注汽管网,保证供汽稳定性。针对不同管网类型以及光热接入位置,分析了光热蒸汽波动时管网的稳态及瞬态工况。结果表明:相比环形管网,光热流量变化对树形管网井口流量影响较大;光热制汽接入管网母管位置时,光热波动对管网稳定性影响明显小于接入管网远端位置;光热与锅炉联合运行,可以平抑光热波动带来的管网波动问题。