轉油站能耗評價及節能措施研究

孫立波（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田自1973年投入開發，經歷了40年的開發建設歷程，先后經歷了自噴開采、層系調整、全面轉抽、注采系統調整、二次加密調整、主力油層聚合物驅和二類油層聚合物驅等7 個開發階段。

截至2013年底，喇嘛甸油田集輸系統共有聯合站7座、轉油（放水）站47座。油氣集輸系統分離轉液能力46.9×104m3/d，運行負荷率76.6%，游離水脫除能力29.9×104m3/d，運行負荷率73.9%，電脫水能力3.4×104t/d，運行負荷率48.8%。2013年，集輸系統耗電0.89×108kWh，占地面系統耗電的11.19%，輸液單耗為1.04 kWh/t，低于公司1.5 kWh/t的技術管理指標。從能耗情況來看，集輸系統能耗主要是轉油站和脫水站，轉油站能耗占集輸系統能耗的91.3%，脫水系統能耗占集輸系統能耗的8.7%。喇XXX轉油站目前噸液耗電為1.01 kWh，噸液耗氣為0.62 m3，噸液綜合能耗為0.87 kg，按照基層站隊節能考核指標，該站能耗狀況不達標。

1 能耗評價與潛力評估

根據能量守衡與轉換定律，輸入能量=輸出能量—體系內能量的變化。轉油站評價采用黑箱分析模型[1]（圖1）評估轉油站的整體節能潛力。

圖1 轉油站能量平衡黑箱分析模型

喇XXX 轉油站投產于1982年，管轄6 座計量間，61口油井(抽油機井42口，螺桿泵井15口，電泵井4口)。目前該站處理能力13 500 m3/d，外輸液量為4500 m3/d，摻水量1025 m3/d（按單井摻水量0.7 m3/h計），實際處理液量為5525 m3/d，處理負荷率40.9%，單臺檢修時負荷率81.8%。目前轉油站工藝流程：計量間來液進入分離緩沖游離水脫除器，分離后的含水油計量后經外輸泵外輸至喇XXX聯合站，含油污水經摻水泵、熱洗泵輸至計量間。根據喇XXX 轉油站外輸系統、摻水系統、熱洗系統運行壓力及溫度，結合轉油站能耗數據，運用黑箱分析模型對該站用能情況進行計算分析，見表1。

通過計算得出，喇XXX 轉油站電能利用率為34%，熱能利用率為63.4%，站效為64.2%。根據喇XXX 轉油站能耗分析結果，通過對嗝XXX 轉油站實施綜合節能改造，預測該站電能利用率可達到45%，熱能利用率達到80%，預計年節電34.24×104kWh，年節氣21.96×104m3。轉油站能量分布見表1。

2 存在問題及節能對策

1）外輸工藝流程存在節流損失。轉油站外輸工藝流程：計量間來液閥組→分離緩沖游離水脫除器→外輸泵→調節閥→流量計→聯合站。轉油站站內外輸流程長，站內壓力損失為0.1 MPa。外輸泵應用變頻技術后，能夠自動控制緩沖罐液位，保證平穩外輸。分離緩沖游離水脫除器調節閥的存在增加了外輸能耗。

表1 喇XXX轉油站能量狀況統計

2）機泵運行效率低。轉油站1#外輸泵泵體腐蝕嚴重，泵內表面粗糙，流動阻力大；泵內部件老化，平衡盤、導翼、口環經常發生故障，多次進行維修，效率仍不達標。目前1#外輸泵運行效率為53.5%，低于節能標準12.8 個百分點。1#摻水泵運行負荷率為63%，機泵排量與液量匹配不合理，偏離高效區運行，能耗升高。1#摻水泵運行效率為50.1%，低于節能標準10.76個百分點。評價數據見表2。

表2 機泵效率評價數據

3）加熱爐運行能耗高。根據加熱爐熱負荷計算公式：Q=[G×C(T2-T1)/10]×(1.16/100)，將摻水溫度由35 ℃提升至50 ℃所需摻水負荷為1.22 MW，摻水加熱爐運行負荷為23.4%，加熱爐運行負荷低。加熱爐評價數據見表3。

4）配電系統存在高能耗設施。轉油站使用S7—500 型變壓器，該設備已經列入國家淘汰設備目錄。1#、2#變壓器負載率分別為19%、28%，兩臺變壓器負載率都比較低，偏離變壓器經濟運行區間。站內使用普通照明燈具，能耗高。

表3 喇XXX轉油站加熱爐效率評價

根據該轉油站實際情況，結合未來開發預測，確定該站處理規模，制定了喇XXX 轉油站綜合節能措施：

1）取消外輸加熱爐、游離水脫除器調節閥，外輸油不加熱、不調節，直接計量外輸。

2）新建2 臺1.5 MW 二合一加熱爐，配套節能監測設施。4臺加熱爐應用節能涂料。

3）新建1臺外輸泵，排量為155 m3/h，揚程為120 m。

4）更換1#摻水泵，排量為80 m3/h，應用伺服控制調速技術。

5）更換2臺S11變壓器，替代高能耗變壓器。

7）泵房內、值班室、場區應用LED燈具。

8）完善計量儀表，安裝熱洗、摻水流量計。

通過對喇XXX 轉油站工藝進行簡化，合理匹配機泵、加熱爐、變壓器、照明等設備的各項參數，能夠降低轉油站系統運行能耗。

3 結論

1）通過開展轉油站能耗評價及挖潛技術研究，對轉油站整體用能情況進行評價，掌握了轉油站電能利用率、熱能利用率、系統效率，確定轉油站能耗水平。

2）通過對轉油站能耗節點進行分析，確定了挖潛措施，通過對各系統耗能點進行優化控制，合理匹配機泵、加熱爐等能耗設備，淘汰高能耗設備，降低了系統能耗。

[1]龍鳳樂,楊肖曦,李松巖.油氣集輸系統能量分析[J].油氣儲運,2005,24(12):58-60.