轉油站能耗綜合評價方法研究

喬添梁（大慶油田有限責任公司第六采油廠規劃設計研究所）

油田進入特高含水期開發后，油田上產與能耗增加的矛盾日益突出，節能的難度也越來越大。為此，在以往單一技術節能、節點節能的基礎上，對轉油站能耗進行用能綜合分析，挖掘節能潛力，提出節能改造措施，進一步降低轉油站能耗。

1 轉油站能耗現狀

某轉油站設計規模為7000 m3/d，目前外輸6545 m3/d，負荷率93.5%，下轄6 座計量間共79 口井（抽油機井35 口，螺桿泵井37 口，電泵井7口），平均回壓0.37 MPa，平均摻水匯管溫度為50.0 ℃。

轉油站能耗集中表現在熱耗和電耗兩方面[1]。熱耗主要分布在轉油站摻水加熱、洗井加熱及外輸加熱等環節[2]。電耗主要分布在轉油站外輸泵、摻水泵、熱洗泵等環節。地面系統生產設施經歷多年的運行，系統局部負荷存在不合理的問題[3]，機泵存在額定排量與生產流量不匹配、泵管壓差大和低效的現象。

2 能耗綜合評價

2.1 能耗設備測試

通過對機泵效率測試，掌握了機泵能耗情況，測試結果見表1。

目前站內2 臺變壓器均為S7-500/6.3 型，均屬于淘汰產品。1#、2#變壓器負載率分別為28%、31.4%，兩臺變壓器負載率都比較低，沒有工作在經濟運行區間內。

表1 機泵能耗評價

2.2 轉油站能量平衡模型

能量平衡方法是油田節能測試的基本方法，即通過測試，分析被測系統輸入、輸出能量在數量上的平衡關系，掌握系統的耗能狀況，了解系統的用能水平，確定系統的節能潛力和節能方向。根據能量守衡與轉換定律，對確定的體系有：輸入能量=輸出能量+體系內能量的變化。能量平衡模型見圖1。

根據圖1可以建立轉油站能量平衡方程：

式中：

EPhin——進入轉油站的各種介質相對于基準溫度所帶入的熱能；

EPhout——轉油站輸出的各種介質相對于基準溫度所帶出的熱能；

EPpin——進入轉油站的各種介質相對于基準壓力所帶入的壓力能；

EPpout——轉油站輸出的各種介質相對于基準壓力所帶出的壓力能；

EPh——外界供給轉油站的熱能；

EPe——外界供給轉油站的電能；

ΔEPh——轉油站的熱能損失；

ΔEPp——轉油站的壓力能損失。

圖1 轉油站能量平衡模型

2.3 設備參數分析及改造措施

通過節能監測和能量平衡方程計算，該轉油站噸液耗電1.14 kWh，噸液耗氣0.58 m3。經過分析發現：該站2#、3#外輸泵泵效低于規定標準；單井平均摻水量1.1 m3/h，摻水量有下調空間；1#熱洗泵偏離經濟區域運行，能耗較高，通過調查，排量25 m3/h、壓力5 MPa 的熱洗泵可滿足螺桿泵井和部分抽油機井洗井需求，目前熱洗泵排量為48 m3/h，揚程為600 m，高于實際需求；1#、2#、3#加熱爐空氣系數超標，導致爐效降低；3 臺1.74 MW 加熱爐效率不達標。

通過對該轉油站的能耗分析，制定了相應的節能改造措施并進行節能改造。取消外輸加熱爐、游離水脫除器前調節閥及配套工藝，形成外輸油不加熱、不調節，直接計量、外輸的新工藝；3 臺加熱爐應用氧含量分析儀并應用節能涂料。同時對該站計量系統進行完善，改造前后能流對比見圖2。改造后，年節電36.1×104kWh，年節氣10.2×104m3，噸液耗電由1.14 kWh下降為0.95 kWh，噸液耗氣由0.58 m3下降為0.526 m3，年節約成本27.58萬元。

圖2 轉油站改造前后能流對比

3 結論

1）通過開展站庫能耗綜合評價方法研究，采用整體能耗評價和能耗節點評價相結合的方法，能夠系統、客觀地評價站庫能耗狀況。針對轉油站能耗節點多的工藝現狀，建立轉油站能耗評價的體系文件，確立了能耗設備評價指標。

2）通過建立站庫的能流圖，對轉油站能耗狀況進行系統的分析及評價，可確定站庫的能耗水平和能耗狀況，確保從節點到站庫，從站庫到區域能夠采取有效的梯級節能改造措施，為油田老改立項提供技術依據。

[1]謝焜,李青,嚴國民,等.集輸系統節能配套工藝技術應用探討[J].石油石化節能,2010,21(1):18-21.

[2]馮愛林,楊愛萍,孔令彬,等.中轉站耗能高的原因分析與節能降耗的方法[J].科技創業月刊,2009(11X):11-12.

[3]吳長利,唐紅翠,趙連河,等.油田地面工程存在的主要問題及對策[J].石油規劃設計,2003,14(4):17-19.