遼河油田設(shè)計院電熱熔鹽儲能團隊推動中國石油電熱熔鹽新型儲能方式“從0到1”的突破—— 遼河油

　　5月7日，在遼河油田歡喜嶺采油廠齊40塊，世界首座電熱熔鹽儲能注汽站把夜間谷電轉(zhuǎn)換為熱能，每天將120噸蒸汽注入不遠處的蒸汽驅(qū)井。

　　這是中國石油電熱熔鹽新型儲能方式“從0到1”的突破，推動蒸汽生產(chǎn)用能從天然氣加熱到電加熱發(fā)生革命性變化，引領(lǐng)稠油綠色開采邁出關(guān)鍵一步。很難想象，這個“第一”出自平均年齡僅有35歲的設(shè)計團隊之手。一年多來，遼河油田設(shè)計院電熱熔鹽儲能團隊以超乎尋常的膽識、勇往直前的毅力，打響了稠油熱采綠色革命“第一槍”。

　　匠心獨運

　　世界首座電熱熔鹽儲能注汽站問世

　　遼河油田作為國內(nèi)陸上最大稠油熱采油田，注汽開發(fā)產(chǎn)量占54.5%，注汽能耗占總能耗的75%。“雙碳”背景下，傳統(tǒng)燃氣生產(chǎn)蒸汽的方式難以為繼。如何實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型，成為石油人必須面對的時代之問。

　　一年前，51歲的遼河油田一級工程師趙興罡領(lǐng)到了這個時代命題。他以設(shè)計院新能源所各專業(yè)年輕骨干為班底，向這一世界級難題發(fā)起沖擊。

　　電熱熔鹽儲能技術(shù)在石油開發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用，尚無先例。選什么樣的熔鹽？怎么實現(xiàn)熱交換？設(shè)計多大排量？一連串的問題需要解答，但從接到指示到交出可研初設(shè)的時間只有短短40天。趙興罡帶領(lǐng)團隊成員與時間賽跑。蒸汽發(fā)生系統(tǒng)是儲能注汽站最關(guān)鍵的一個部分。團隊在設(shè)計中發(fā)現(xiàn)，電熱熔鹽儲能熱量釋放具有波動性，如果采用傳統(tǒng)的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)抽水流程，不僅用水量大，生產(chǎn)參數(shù)波動也大，直接影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。

　　面對困難，趙興罡帶領(lǐng)團隊成員開展“頭腦風(fēng)暴”：能否在蒸汽發(fā)生器出口抽一部分蒸汽，給低溫進水預(yù)熱？這個想法激發(fā)了團隊的靈感，在最終決定使用“抽汽流程”替代運行50余年的“抽水流程”后，團隊明確分工，計算工作量、模擬流程、模擬數(shù)據(jù)同步進行。團隊成員加班加點，歷時7天，在不斷模擬、論證、推翻、再論證中，突破重重關(guān)隘。事實證明，儲能注汽站能夠平穩(wěn)運行，抽汽流程的設(shè)計起到了關(guān)鍵作用。

　　短短11個月，這個團隊成功攻克了電熱熔鹽儲能換熱循環(huán)工藝、蒸汽發(fā)生器干度精準(zhǔn)調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，綜合效率從光熱熔鹽發(fā)電的35%提高到90%以上，實現(xiàn)了熔鹽儲能技術(shù)在油田應(yīng)用“0”的突破。

　　精益求精

　　設(shè)計施工全環(huán)節(jié)不留一絲遺憾

　　設(shè)計沒有唯一解，只有最優(yōu)解。完美設(shè)計的背后，離不開團隊成員300多個日夜無私無悔的付出。電熱熔鹽儲能關(guān)鍵在于熔鹽的選擇。面對林林總總的熔鹽，團隊部分成員傾向三元鹽，認(rèn)為凝固點低，便于管理和運行。趙興罡卻堅持做二元鹽和三元鹽兩條路線的計算。如果單純選擇三元鹽，團隊只需要按照屬性設(shè)計各個參數(shù)即可。兩條路線優(yōu)選意味著需要更多的精力來論證，但也多了一種選擇。

　　“無論付出多少，一定要找到最好的方案！”趙興罡斬釘截鐵地說。為了不留遺憾，經(jīng)過6天鏖戰(zhàn)，團隊拿出百余頁計算紙，得出了出人意料的結(jié)果——前期不被人看好的二元鹽，在經(jīng)過系統(tǒng)測算后更為經(jīng)濟適用，成為最終選項。

　　電熱熔鹽儲能設(shè)計能否精準(zhǔn)落地，現(xiàn)場施工階段是關(guān)鍵。為提高設(shè)計方案與施工的匹配性，團隊全天候派人值守現(xiàn)場。電熱熔鹽對保溫要求極高，溫度不能過高也不能過低，保溫必須做得“超常規(guī)”。由于現(xiàn)場盯得緊，總能第一時間發(fā)現(xiàn)一些關(guān)鍵性問題，減少了很多返工。一年下來，趙興罡瘦了許多，頭發(fā)白了一片，但他覺得值：“設(shè)計一輩子能干幾個第一？既然有機會干了，就必須干好！”

　　代代傳承

　　啃硬骨頭彰顯科學(xué)家精神

　　大項目是鍛造青年人才的熔爐。首座電熱熔鹽儲能注汽站，是設(shè)計院不同年齡段技術(shù)人員并肩奮戰(zhàn)、集智創(chuàng)新的結(jié)晶。

　　遼河油田首席專家李明輝是電熱熔鹽儲能注汽項目總工程師，他是臧振勝的師傅。在項目中，臧振勝負責(zé)自控儀表系統(tǒng)的設(shè)計。身為首席專家，李明輝平日很忙，但電熱熔鹽儲能項目始終在他心中占據(jù)重要位置。

　　盡管不在一處辦公，李明輝也常常前往徒弟辦公室，兩人專心探討電熱熔鹽自動控制流程，對晝夜溫差等所有影響因素，二人一條一條地過。“我是搞儀表專業(yè)的，有時眼界會窄，師傅會從整體項目運行情況出發(fā)，全盤考慮問題，讓我有豁然開朗的感覺。”臧振勝說。

　　團隊中的另一對師徒是趙興罡和技術(shù)骨干張馨。他倆一起攻關(guān)儲能注汽站工藝流程設(shè)計。由于計算量大，負責(zé)計算的張馨出現(xiàn)微小偏差都會導(dǎo)致返工再算，趙興罡連熬4宿，自己也算了一遍。當(dāng)張馨拿出結(jié)果給師傅時，趙興罡也從桌上拿出了厚厚一沓自己手算的計算紙，計算結(jié)果幾乎一致。張馨當(dāng)場就沒忍住，紅了眼圈。“電熱熔鹽設(shè)計目前還沒有計算軟件，全靠自己編程手算，迭代計算很多，邏輯非常復(fù)雜，計算過程需要幾百個步驟，年輕人算下來一遍，都覺得身心疲憊，我?guī)煾?0多了，難以想象他是怎么熬過來的。”張馨說。

　　一代人有一代人的使命，一代人有一代人的作為。在推動稠油熱采綠色革命的道路上，設(shè)計人薪火相傳、接續(xù)奮斗，為油田打造新質(zhì)生產(chǎn)力、加快轉(zhuǎn)型發(fā)展努力拼搏著。