簡談?dòng)吞锏孛婀こ虄x表節(jié)能技術(shù)措施

許化文（大慶油田自動(dòng)化儀表有限公司）

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簡談?dòng)吞锏孛婀こ虄x表節(jié)能技術(shù)措施

許化文（大慶油田自動(dòng)化儀表有限公司）

摘要：從自動(dòng)化儀表節(jié)能降耗促進(jìn)油田企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的角度，介紹了自動(dòng)化集成技術(shù)在油田儀表節(jié)能降耗中的應(yīng)用；并根據(jù)油田企業(yè)在項(xiàng)目中多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從自動(dòng)化儀表的設(shè)計(jì)選型、現(xiàn)場安裝調(diào)試、運(yùn)行管理等階段分析了油田企業(yè)采取的節(jié)能降耗技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：油田企業(yè)；自動(dòng)化；儀表；節(jié)能；降耗

油田企業(yè)對采出的油氣資源在集輸、加工的不同階段，均須對系統(tǒng)內(nèi)的流體進(jìn)行各種參數(shù)采集、計(jì)量、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和傳輸，這是保障油田企業(yè)完成能源生產(chǎn)計(jì)劃和日常管理工作的基礎(chǔ)。計(jì)量準(zhǔn)確、運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)適用的自動(dòng)化儀表，不僅能滿足油氣生產(chǎn)過程中不斷變化的工況、設(shè)備的安全啟／停、穩(wěn)定運(yùn)行、優(yōu)化操作、故障處理、低碳經(jīng)濟(jì)，而且還可以達(dá)到節(jié)能降耗的效果，使油田企業(yè)大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益?；谧詣?dòng)化儀表滿足計(jì)量精度要求，采取先進(jìn)技術(shù)及措施達(dá)到最大限度節(jié)能降耗的目的具有重大的實(shí)際意義[1]。

1　保障油田自動(dòng)化儀表節(jié)能技術(shù)的條件

節(jié)能是指降低單位產(chǎn)值的能源消耗，即能源的利用效率，它包括以下5個(gè)方面：

1）加強(qiáng)用能管理，各用能單位應(yīng)采取必要措施減少生產(chǎn)過程中能源的浪費(fèi)及損耗，實(shí)現(xiàn)能源消耗有定額，使用有計(jì)量[2]。

2）技術(shù)上可行，是指儀器儀表的原理科學(xué)、工藝先進(jìn)。

3）經(jīng)濟(jì)上合理，即通過經(jīng)濟(jì)分析，使各種儀器儀表不僅實(shí)現(xiàn)明顯的節(jié)能效果，而且要有一定的經(jīng)濟(jì)效益，并達(dá)到一定的投入產(chǎn)出比。

4）社會(huì)、環(huán)境可接受，滿足安全、環(huán)保要求，并且操作簡便、實(shí)用、質(zhì)量可靠。

5）合理、高效地利用能源，從生產(chǎn)、加工、集輸、儲(chǔ)備、供給、使用等各個(gè)環(huán)節(jié)，對用能情況都要做到綜合評價(jià)、合理布局、按質(zhì)用能、綜合利用，符合利用效率高、經(jīng)濟(jì)效益好的要求[3]。

儀表配備先進(jìn)的測控系統(tǒng)，可優(yōu)化油田企業(yè)的生產(chǎn)工藝，合理規(guī)劃和調(diào)配油田企業(yè)資源，可大幅提升企業(yè)生產(chǎn)過程中的能源利用效率[4]。同時(shí)，將智能化的能源計(jì)量儀器儀表與自動(dòng)化控制理論、數(shù)字化技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，對油田企業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)過程可做到在線實(shí)時(shí)監(jiān)測、動(dòng)態(tài)管理、全面優(yōu)化、準(zhǔn)確調(diào)度管理和可靠決策；在提高測控系統(tǒng)能源利用效率的同時(shí)，進(jìn)而達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低生產(chǎn)能耗、確保安全可靠生產(chǎn)等運(yùn)行管理目標(biāo)[5]。

2　石油石化企業(yè)儀表節(jié)能降耗技術(shù)措施

2.1設(shè)計(jì)階段儀表

油田地面工程的場站項(xiàng)目，首先是從其集輸、加工工藝設(shè)計(jì)開始，儀表專業(yè)設(shè)計(jì)雖然是整個(gè)項(xiàng)目中的輔助配套專業(yè)，但卻是整個(gè)系統(tǒng)的靈魂，是其平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。例如：大慶某采油廠閥組間集油環(huán)產(chǎn)液計(jì)量改造項(xiàng)目中，在每口井回油管路上溫度計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)，在多通道閥進(jìn)口前均安裝溫度套管內(nèi)充硅油，且具備現(xiàn)場和遠(yuǎn)傳功能相結(jié)合的智能溫度計(jì)來代替玻璃管溫度計(jì)（溫度計(jì)套伸入管路中，與流體介質(zhì)充分接觸），避免了溫度套管與傳感器接觸不充分及環(huán)境溫度變化帶來的溫度測量誤差，不僅有效實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)節(jié)能，而且提高了測量精度和智能化管理[6]。

聯(lián)合站、轉(zhuǎn)油站、天然氣處理廠等場站中使用各種加熱爐、壓縮機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)等耗能設(shè)備，檢測這些設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的儀表宜向智能化、集成化、系統(tǒng)化方向發(fā)展，并在設(shè)計(jì)過程中優(yōu)化控制方案，將有效地降低設(shè)備耗能，增加油田企業(yè)效益。如轉(zhuǎn)油站內(nèi)加熱爐，通過采集介質(zhì)進(jìn)出口溫度、壓力等參數(shù)，并把其傳至站內(nèi)控制室，經(jīng)控制系統(tǒng)處理后將指令反饋至加熱爐，可實(shí)現(xiàn)加熱爐的自動(dòng)平衡，達(dá)到優(yōu)化運(yùn)行、提高運(yùn)行效率、節(jié)能降耗的目的。

隨著電子和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，測量溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)的儀表逐步朝智能化方向發(fā)展，解決了油田生產(chǎn)中靠經(jīng)驗(yàn)、靠人力來進(jìn)行粗放型的運(yùn)行模式，有利于工藝系統(tǒng)在運(yùn)行中的節(jié)能降耗。

2.2選型優(yōu)化階段儀表

油田聯(lián)合站、轉(zhuǎn)油站、儲(chǔ)油庫等大型工藝項(xiàng)目在其工藝優(yōu)化過程中，自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的優(yōu)化選型通常從其性能及經(jīng)濟(jì)性2方面考慮[7]。如油田常用的流量儀表，在其運(yùn)行過程中的壓頭損會(huì)消耗工藝系統(tǒng)中部分能量。目前，隨著我國科研和制造水平的提高，低壓損甚至是無壓損流量儀表也研制成功；所以，設(shè)計(jì)階段進(jìn)行流量儀表選型時(shí)，在保證工藝參數(shù)測量精度的前提下，應(yīng)從技術(shù)及結(jié)構(gòu)角度加以分析，選擇節(jié)能型儀表[7]。2010年，在大慶油田某采油廠聯(lián)合站計(jì)量閥組設(shè)計(jì)中，對笛形均速管流量計(jì)和孔板流量計(jì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對比分析：測量相同流量的同一流體過程中，笛形均速管流量計(jì)測量產(chǎn)生的差壓低于孔板流量計(jì)的6%，產(chǎn)生的壓頭損低于孔板流量計(jì)的2.5%；同時(shí)，其壓頭損隨著測量管道直徑的增大而加速下降。該項(xiàng)目流程復(fù)雜，管徑較小，雖然笛形均速管流量計(jì)價(jià)格較高，但其在運(yùn)行過程中耗能更低、計(jì)量精度高，節(jié)能效果明顯、經(jīng)濟(jì)效益更佳，選擇該型流量計(jì)更符合實(shí)際[8]。在熱電廠熱蒸汽計(jì)量應(yīng)用渦街流量計(jì)的選型中，若未考慮溫度、測量管傳感器、管道內(nèi)流速、口徑等因素，勢必造成選型不當(dāng)，流量計(jì)傳感器遇高溫易損壞、測量不準(zhǔn)等問題，后期更換流量計(jì)造成追加投資，不利于自動(dòng)化儀表節(jié)能。在變送器室外安裝時(shí)加裝變送器防雷裝置，有效地保護(hù)了現(xiàn)場變送器不受雷擊，免于更換變送器帶來的損失，達(dá)到了節(jié)能降耗。

2.3安裝階段儀表

自動(dòng)化儀表的安裝與調(diào)試，直接影響油田工藝系統(tǒng)是否安全運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用高低。安裝前要認(rèn)真審查設(shè)計(jì)圖紙，并根據(jù)相關(guān)國家、行業(yè)規(guī)范制定技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的技術(shù)措施[9]。例如：在電磁流量計(jì)的安裝過程中，要嚴(yán)格保障其前后水平管段的長度，以確保流體在流量計(jì)內(nèi)流動(dòng)時(shí)不受撓動(dòng)；同時(shí)，流量計(jì)安裝的水平度必須滿足規(guī)范要求，否則，不僅加大流體阻力，而且測量誤差會(huì)成倍增加。又如柱塞泵進(jìn)出口壓力表和差壓（或壓力）變送器安裝過程中，一般采用引壓管將高、低壓水引至1次儀表取壓。在安裝時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際優(yōu)化施工方案，盡量減小引壓管的長度，減少管路彎頭數(shù)量，以降低引壓管內(nèi)的壓降；反之，會(huì)導(dǎo)致測量壓力小于實(shí)際壓力，管理人員會(huì)根據(jù)采油方案中地層所需壓力提高柱塞泵的出口壓力，造成能源的浪費(fèi)。

2.4運(yùn)行維護(hù)階段儀表

為保證油田企業(yè)站場的各種生產(chǎn)設(shè)備及裝置能夠長期平穩(wěn)、高效運(yùn)行，應(yīng)加強(qiáng)配套的自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的日常運(yùn)行維護(hù)工作，不僅可有效降低儀表故障發(fā)生率、延長其使用壽命，而且對系統(tǒng)節(jié)能也尤為重要。日常維護(hù)主要是監(jiān)測儀表計(jì)量信號，檢查儀表系統(tǒng)的各種元件及線路是否完好，這些都是保證儀表系統(tǒng)在高效、節(jié)能狀態(tài)下運(yùn)行的關(guān)鍵；同時(shí)，保持儀表系統(tǒng)的清潔，定期為儀表除塵、加油潤滑，亦可達(dá)到節(jié)能目的。例如：干式高壓水表廣泛應(yīng)用于油田配水間中對每口井注水量的計(jì)量，表頭中齒輪在長時(shí)間運(yùn)行后或由于周圍振動(dòng)等原因，造成水表阻力加大，耗能增多；同時(shí)，由于測量值小于實(shí)際注入值，會(huì)誤導(dǎo)管理人員人為加大注水量，浪費(fèi)水資源，為此可采用定期檢定或更換表芯的方法進(jìn)行維護(hù)。

另外，嚴(yán)格各項(xiàng)規(guī)章制度，采取合理的維護(hù)及維修措施，加強(qiáng)儀器儀表的標(biāo)定及檢定工作，最大限度減少“跑、冒、滴、漏”，優(yōu)化資源配置、節(jié)能降耗，降低油田企業(yè)的運(yùn)營成本。

3　結(jié)論

為了實(shí)現(xiàn)儀器儀表的節(jié)能效果，在設(shè)計(jì)階段要高度重視，進(jìn)行多方案對比，優(yōu)中選優(yōu)；在選型過程中，嚴(yán)格落實(shí)招投標(biāo)制度，從精度、節(jié)能、可靠性、價(jià)格等方面綜合考慮，選擇適合本項(xiàng)目的儀表；施工過程中要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)文件，應(yīng)在國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求下施工，避免因安裝誤差過大導(dǎo)致測量精度下降、壓差增大；運(yùn)行階段要加強(qiáng)管理，組建精干的維修隊(duì)伍，定期進(jìn)行保養(yǎng)；企業(yè)應(yīng)不斷加大投入，提高自動(dòng)化儀表的軟件、硬件性能，降低其價(jià)格和能耗，增強(qiáng)抗干擾能力，促進(jìn)石油企業(yè)高效穩(wěn)定發(fā)展。

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（編輯李發(fā)榮）

收稿日期2015-10-30

作者簡介：許化文，工程師，2006年畢業(yè)于黑龍江科技大學(xué)（電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)），從事電器儀表生產(chǎn)工作，E-mail：xhw1618@ 163.com，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)玉門街101號，163453。

DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2016.02.010