喇601轉(zhuǎn)油站節(jié)能潛力分析及對策

朱艷華（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

喇601轉(zhuǎn)油站節(jié)能潛力分析及對策

朱艷華（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田已經(jīng)進入高含水開采后期，為降低轉(zhuǎn)油站系統(tǒng)能耗，以喇601轉(zhuǎn)油站節(jié)能挖潛為切入點，以調(diào)查研究和節(jié)能監(jiān)測為手段，開展節(jié)能示范站的研究工作。對轉(zhuǎn)油站工藝流程、機泵及加熱爐運行情況和節(jié)能計量設(shè)備完備情況進行詳細分析，按照系統(tǒng)節(jié)能的理念制定改造措施，對轉(zhuǎn)油站各系統(tǒng)耗能點進行整體優(yōu)化控制。綜合應(yīng)用成熟技術(shù)，合理匹配機泵、加熱爐、變壓器、照明等設(shè)備的各項參數(shù)，發(fā)揮技術(shù)和管理優(yōu)勢，完成了由措施節(jié)能、管理節(jié)能，向綜合節(jié)能的跨越，為集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗發(fā)揮了示范作用，為油田節(jié)能降耗提供了技術(shù)思路，促進了管理節(jié)能水平的進一步提高。

轉(zhuǎn)油站 能耗評價 節(jié)能措施

油田進入高含水期后，隨著產(chǎn)油量的下降，地面系統(tǒng)的剩余能力不斷增加，系統(tǒng)負荷率逐漸降低，部分轉(zhuǎn)油站偏離經(jīng)濟運行區(qū)間，轉(zhuǎn)油站設(shè)備不匹配、能力過剩的問題比較突出，直接影響系統(tǒng)能耗。2006年以來，隨著油田油井?dāng)?shù)量的增多，產(chǎn)量的上升與之相應(yīng)的產(chǎn)液量、注水量不斷增加，電能消耗也隨之不斷上升，新增用能負荷與節(jié)能空間減少的矛盾越來越突出，節(jié)能的難度越來越大，節(jié)能降耗的形勢比較嚴(yán)峻[1]。

1 轉(zhuǎn)油站能耗測試與評價

為進一步做好地面系統(tǒng)的節(jié)能精細挖潛工作，以喇601轉(zhuǎn)油站節(jié)能挖潛為切入點，開展節(jié)能改造測試、評價工作；以調(diào)查研究和節(jié)能監(jiān)測為手段，掌握設(shè)備運行效率和能耗狀況，對照《油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范》進行技術(shù)診斷。

1.1 集輸系統(tǒng)評價

1）外輸工藝流程存在節(jié)流損失。緩沖罐一般設(shè)有調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)緩沖罐的原油液位，保持緩沖罐工作壓力。外輸泵應(yīng)用變頻技術(shù)后，能夠自動控制緩沖罐液位，保證平穩(wěn)外輸。調(diào)節(jié)閥的存在，增加了壓力損失，浪費了能量。外輸爐停運后，外輸工藝沒有調(diào)整，外輸流程長，壓損大。

2）外輸泵存在富裕揚程大的問題。依據(jù)產(chǎn)能開發(fā)規(guī)劃，在2017年之前，喇601轉(zhuǎn)油站所屬區(qū)塊沒有新增產(chǎn)能。根據(jù)2012—2021年產(chǎn)量預(yù)測，2012年喇601站產(chǎn)液量達到最高3182 m3/d。喇601站日均外輸液量為3500 m3/d，利用仿真優(yōu)化軟件，按照目前液量對外輸壓力進行仿真計算。根據(jù)外輸距離、管徑、含水率、黏度等參數(shù)，通過計算，在目前流量下0.46 MPa壓力可滿足外輸需求。目前外輸泵揚程為150 m，高于實際需求，應(yīng)對外輸泵參數(shù)進行調(diào)整。

3）熱洗泵存在流量大、揚程大的問題。根據(jù)調(diào)查和測試結(jié)果，熱洗泵排量15～25 m3/h、壓力2.0～4.5 MPa之間就可滿足螺桿泵井和部分抽油機井需求。目前站內(nèi)熱洗泵排量在45～48 m3/h之間，揚程為600 m，熱洗泵無法滿足個性化洗井需求，導(dǎo)致洗井能耗增加。

4）摻水泵存在排量大的問題。油氣集輸設(shè)計規(guī)范規(guī)定單井平均摻水量應(yīng)在0.7 m3/h。目前摻水泵實際排量為68 m3/h，單井平均摻水量為1.7 m3/h，高于規(guī)范要求。根據(jù)大慶油田公司采出液凝固點進站的節(jié)能理念，喇601轉(zhuǎn)油站單井摻水量有一定下調(diào)空間。采用閥門調(diào)節(jié)的方式來控制摻水量，不僅工作量大，而且控制精度也不高，導(dǎo)致了摻水泵泵管壓差增加，節(jié)流損失增大，浪費電能。

5）加熱爐節(jié)能潛力分析。經(jīng)測試調(diào)查：一是煙氣中含氧量高達13.1%，進入冷空氣過多，不符合節(jié)能要求；二是加熱爐最佳過?？諝庀禂?shù)為1.6，過?？諝庀禂?shù)超過1.6的有3臺；加熱爐存在節(jié)能空間，建議采用風(fēng)量調(diào)控技術(shù)，控制好過剩空氣系數(shù)，減小排煙損失，提高加熱爐的熱效率。

1.2 供配電系統(tǒng)評價

1）站內(nèi)變壓器均為S7-500/6型，屬于高耗能變壓器，常溫集輸后變壓器負荷率降低[2]。目前變壓器負載率為10.8%～31.9%。

2）站內(nèi)2#無功補償裝置老化，電容器鼓包，不能運行，無功損耗較大。

3）轉(zhuǎn)油站應(yīng)用變頻技術(shù)后，諧波問題比較突出。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14549—1993規(guī)定諧波電壓在5%以內(nèi)；根據(jù)三相四線制配電系統(tǒng)情況，電流諧波應(yīng)控制在33%以內(nèi)。站內(nèi)電流諧波為30.9%，電壓諧波為67.2%，因此轉(zhuǎn)油站電壓諧波超標(biāo)，需進行治理。

1.3 照明系統(tǒng)評價

泵房、配電間燈具和站內(nèi)路燈屬于非節(jié)能型燈具。站內(nèi)燈具功率大，耗電量相對較高。如應(yīng)用低功耗LED燈具，照明用電量可降低60%～80%。

1.4 采暖系統(tǒng)熱能損失較大

DB23/T 120—2001《黑龍江省民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)實施細則（采暖居住建筑部分）》規(guī)定，大慶地區(qū)建筑外墻傳熱系數(shù)K＜0.4。目前配電值班室、庫房、維修間及泵房墻體為大板結(jié)構(gòu)，墻體散熱系數(shù)達到1.27 W/(m2·K)，損失的熱能較大，增加了采暖爐的熱負荷，導(dǎo)致采暖耗氣量上升。

1.5 計量儀表不完善

站內(nèi)沒有熱洗和摻水流量計，無法按照洗井需求控制熱洗泵排量和單井摻水量調(diào)控，不利于實施精細管理節(jié)能。

2 節(jié)能改造措施

針對上述問題，按照系統(tǒng)節(jié)能的原則，突出節(jié)能技術(shù)的綜合運用，創(chuàng)建節(jié)能管理平臺，制定節(jié)能改造方案。

2.1 集輸系統(tǒng)節(jié)能改造

1）外輸流程優(yōu)化簡化，降低壓損。取消調(diào)節(jié)閥，保留浮球液位計，泵出口匯管與流量計進口連接管線，見圖1。

2）針對外輸泵存在富裕揚程過大的問題，經(jīng)調(diào)查和測試，3#外輸泵為低效泵，因此更換3#外輸泵，排量為150 m3/h，揚程為100 m。

3）針對熱洗泵存在流量大、揚程大的問題，更換1臺小排量、低揚程熱洗泵（排量25 m3/h，揚程為500 m），降低洗井排量和壓力，滿足個性化洗井需求。

4）針對摻水泵存在排量大的問題，2010年將1臺100 m3/h摻水泵更換為46 m3/h的摻水泵。2011年安裝摻水泵變頻器后，進一步降低了摻水系統(tǒng)能耗。

5）加熱爐節(jié)能技術(shù)改造。對運行時率較高的熱洗爐安裝擋板調(diào)節(jié)裝置、排煙溫度表，通過及時調(diào)節(jié)合風(fēng)和煙道擋板，控制空氣系數(shù)、排煙溫度，達到提高爐效的目的。

2.2 配電系統(tǒng)節(jié)能改造

1）變壓器節(jié)能改造。將2臺S7-500型變壓器更換為S11-400型變壓器，變壓器鐵損降低47%，銅損降低37.6%。

2）對站內(nèi)諧波進行治理，改善電網(wǎng)的三相不平衡度，降低了負載電流有效值。

3）更換1套無功補償裝置，提高無功補償裝置運行時率，降低無功損耗。

2.3 照明系統(tǒng)節(jié)能改造

在轉(zhuǎn)油站泵房內(nèi)安裝10套LED防爆平臺燈，配電間安裝3套LED平臺燈。改造后燈具功率由1740 W降到468 W。金鹵燈和LED燈電能消耗測試情況見表1。

表1 相同照度下金鹵燈和LED燈工作參數(shù)對比

從表1可以看出，在相同照度情況下，LED燈與金鹵燈相比，電流降低80.5%，功率降低81%，節(jié)能效果顯著。

2.4 采暖系統(tǒng)節(jié)能改造

在配電值班室、庫房、維修間及泵房外墻增設(shè)苯板進行保溫，墻體散熱系數(shù)由1.27 W/（m2·K）降至0.392 W/（m2·K），改善了墻體的保溫性能，降低了采暖爐熱負荷，節(jié)約了燃氣。

2.5 計量儀表完善

對轉(zhuǎn)油站進行工藝改造，完善計量儀表。安裝熱洗和摻水流量計，控制熱洗泵排量和單井摻水量，降低系統(tǒng)能耗。

3 效果分析

實施節(jié)能改造后，預(yù)計年節(jié)電34.04×104kW.h，年節(jié)氣6.5×104m3。加熱爐用氣均為濕氣，濕氣按0.90元/m3計算，電價1 kWh按0.5946元計算，年節(jié)約成本25.31×104元。改造總投入為101.5×104元，投資回收期為4.01年。

4 結(jié)語

1）節(jié)能監(jiān)測是節(jié)能改造不可缺少的前期工作。節(jié)能監(jiān)測能夠?qū)δ茉蠢脿顩r進行定量分析，掌握能耗設(shè)備運行效率，使節(jié)能工作做到有的放矢。

2）利用“油田集輸系統(tǒng)能量分析與仿真評價平臺”軟件，對轉(zhuǎn)油站進行能流動態(tài)分析，對能耗節(jié)點進行系統(tǒng)優(yōu)化，達到節(jié)能投資最小化、節(jié)能效益最大化的目的。

3）轉(zhuǎn)油站耗能點的整體優(yōu)化和能耗設(shè)備的節(jié)能改造，能夠提高機、泵、爐等主要耗能設(shè)備終端能效，降低系統(tǒng)能耗。

4）通過創(chuàng)建喇601節(jié)能示范站，搭建了管理節(jié)能平臺，促進了管理節(jié)能水平的進一步提高，為集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗發(fā)揮了示范作用。

[1]李學(xué)敏.輸油系統(tǒng)節(jié)能降耗途徑探討[J].油田節(jié)能,2006(1):19-20.

[2]張麗萍.淺談變壓器節(jié)能措施[J].油氣田地面工程,2009,28(4):51-52.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.01.016

朱艷華，2007年畢業(yè)于黑龍江大學(xué)，助理工程師，從事規(guī)劃設(shè)計研究工作，E-mail：zhuyanhua@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田第六采油廠規(guī)劃設(shè)計研究所，163000。

2011-10-12)