油田自動(dòng)化儀表的節(jié)能措施

胡會(huì)杰 靳旭華

摘要：近些年，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)蓬勃發(fā)展、日新月異，自動(dòng)化儀表設(shè)備的使用越來越廣泛，在石油行業(yè)中更是發(fā)揮著不小的作用，但是自動(dòng)化儀器儀表的大量布置與應(yīng)用，會(huì)耗費(fèi)巨大的能源，難以滿足我國環(huán)保節(jié)能的發(fā)展要求，因此，為了油田更好的發(fā)展，我們需要研發(fā)更為環(huán)保節(jié)能的儀表，制定更加成熟的方案，在滿足油田生產(chǎn)需要的同時(shí)達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：油田生產(chǎn)；環(huán)保節(jié)能；措施

引言

油田企業(yè)對(duì)采出的油氣資源在集輸、加工的不同階段，均須對(duì)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自動(dòng)化儀器儀表及節(jié)能的相關(guān)概念

作為油田生產(chǎn)系統(tǒng)中不可或缺的一部分，儀器儀表在油田各環(huán)節(jié)十分重要，充分體現(xiàn)了其顯示、檢測準(zhǔn)確、控制各類參數(shù)、安全連鎖保護(hù)、數(shù)據(jù)分析等作用，在保證生產(chǎn)的同時(shí)在生產(chǎn)的指揮上也有著重大的指導(dǎo)意義。在儀表的實(shí)際使用過程中，如果設(shè)備能一直處于穩(wěn)定可靠的狀態(tài)，就可以更科學(xué)、高效的掌控生產(chǎn)的全過程，并且隨著信息化的發(fā)展，無線傳輸技術(shù)、大數(shù)據(jù)集成處理、各類預(yù)警功能的應(yīng)用，在油田生產(chǎn)的緊急情況下可以對(duì)事件進(jìn)行提前判斷并有效控制，因此，眾多油田單位都將自動(dòng)化儀表做為了解并控制油田生產(chǎn)的一個(gè)重要手段。通過對(duì)油田自動(dòng)化儀表節(jié)能開展分析，其本質(zhì)是指在滿足相關(guān)要求的基礎(chǔ)上通過計(jì)算、控制管理等多種手段，綜合考慮經(jīng)濟(jì)條件、生產(chǎn)技術(shù)及環(huán)境等多方面因素，進(jìn)而充分提高油田產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及能源利用率。事實(shí)上，就實(shí)現(xiàn)油田自動(dòng)化儀表節(jié)能來說，其本質(zhì)上涵蓋了頂層設(shè)計(jì)、方案分析、產(chǎn)品選型、安裝調(diào)試、系統(tǒng)維護(hù)以及后續(xù)方案的改進(jìn)與優(yōu)化在內(nèi)幾個(gè)方面的內(nèi)容，而這幾個(gè)方面在一定程度上也是互相依托、相輔相成、缺一不可。但是，如何衡量油田自動(dòng)化儀表節(jié)能是否達(dá)到了節(jié)能的效果，所參考的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)或參數(shù)是什么呢，這就不得不提到一個(gè)概念-節(jié)能量。而所謂的節(jié)能量顧名思義就是在一定時(shí)期內(nèi)節(jié)約的能源數(shù)量，換言之，也就是完成同一個(gè)任務(wù)量時(shí)，所節(jié)省下來的能源消耗。

2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）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(duì)用能情況都要做到綜合評(píng)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。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。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(duì)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)。

3石油石化企業(yè)儀表節(jié)能降耗技術(shù)措施

3.1選擇無壓損或低壓損的自動(dòng)化儀表使用

在測試流體流量時(shí)，節(jié)能裝置在其實(shí)際測試過程中存在的壓損較大，而節(jié)能裝置的使用率很高，約為70%。伴隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)保和節(jié)能已經(jīng)成為了當(dāng)代的主題詞，因此，在工業(yè)領(lǐng)域，無壓損和低壓損儀表得到了廣泛關(guān)注。尤其是近幾年，旋進(jìn)旋渦流量計(jì)和笛形均速管流量計(jì)的應(yīng)用效果比較好，優(yōu)勢顯著。其具有造價(jià)低廉、壓損微小和安裝方便的特點(diǎn)，受到各油田一線操作人員的好評(píng)。因此，儀表的選擇是油田設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在考慮儀表性能的同時(shí)要兼顧節(jié)能，而通過研發(fā)和革新，制造出更加環(huán)保、節(jié)能的儀表也成為的儀表行業(yè)的一個(gè)新的發(fā)展方向。

3.2型優(yōu)化階段儀表

一些大型工藝項(xiàng)目如儲(chǔ)油庫、轉(zhuǎn)油站以及油田聯(lián)合站等在優(yōu)化工藝過程中，經(jīng)濟(jì)性與性能是優(yōu)化自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的主要考慮因素。例如流量儀表是油田中較為常見的工具，運(yùn)行時(shí)工藝系統(tǒng)中一些能量將會(huì)被壓頭損會(huì)消耗。近些年來，我國制造水平與科研水平明顯提升，已成功研制了無壓損與低壓損流量儀表，因此選擇流量表型號(hào)時(shí)候應(yīng)從結(jié)構(gòu)與技術(shù)角度入手，當(dāng)工藝參數(shù)的測量精度有所保障時(shí)，選擇節(jié)能型儀表。2010年，大慶某采油廠設(shè)計(jì)聯(lián)合站計(jì)量閥組時(shí)，采取實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)孔板流量與笛形均速管流量進(jìn)行分析：對(duì)同一流體相同流量進(jìn)行測量時(shí)發(fā)現(xiàn)，孔板流量的差壓要高于笛形均速管流量6%，差壓頭損高于笛形均速管流量2.5%，并且管道內(nèi)徑對(duì)壓頭損也具有一定影響，其下降速度隨著直徑的增大而有所減緩。該項(xiàng)目管徑較小、流程復(fù)雜且地形均速管流量成本較高，但是在運(yùn)行時(shí)能夠用低耗能實(shí)現(xiàn)高精度計(jì)量的目的，經(jīng)濟(jì)效率與節(jié)能效果較為理想，所以選擇笛型均速流量。

3.3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(duì)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(hào)，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(duì)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。

結(jié)語

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(duì)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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（作者單位：博思特能源裝備（天津）股份有限公司）