轉(zhuǎn)油站能耗評(píng)價(jià)及節(jié)能措施研究

孫立波（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田自1973年投入開(kāi)發(fā)，經(jīng)歷了40年的開(kāi)發(fā)建設(shè)歷程，先后經(jīng)歷了自噴開(kāi)采、層系調(diào)整、全面轉(zhuǎn)抽、注采系統(tǒng)調(diào)整、二次加密調(diào)整、主力油層聚合物驅(qū)和二類(lèi)油層聚合物驅(qū)等7 個(gè)開(kāi)發(fā)階段。

截至2013年底，喇嘛甸油田集輸系統(tǒng)共有聯(lián)合站7座、轉(zhuǎn)油（放水）站47座。油氣集輸系統(tǒng)分離轉(zhuǎn)液能力46.9×104m3/d，運(yùn)行負(fù)荷率76.6%，游離水脫除能力29.9×104m3/d，運(yùn)行負(fù)荷率73.9%，電脫水能力3.4×104t/d，運(yùn)行負(fù)荷率48.8%。2013年，集輸系統(tǒng)耗電0.89×108kWh，占地面系統(tǒng)耗電的11.19%，輸液?jiǎn)魏臑?.04 kWh/t，低于公司1.5 kWh/t的技術(shù)管理指標(biāo)。從能耗情況來(lái)看，集輸系統(tǒng)能耗主要是轉(zhuǎn)油站和脫水站，轉(zhuǎn)油站能耗占集輸系統(tǒng)能耗的91.3%，脫水系統(tǒng)能耗占集輸系統(tǒng)能耗的8.7%。喇XXX轉(zhuǎn)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(duì)節(jié)能考核指標(biāo)，該站能耗狀況不達(dá)標(biāo)。

1 能耗評(píng)價(jià)與潛力評(píng)估

根據(jù)能量守衡與轉(zhuǎn)換定律，輸入能量=輸出能量—體系內(nèi)能量的變化。轉(zhuǎn)油站評(píng)價(jià)采用黑箱分析模型[1]（圖1）評(píng)估轉(zhuǎn)油站的整體節(jié)能潛力。

圖1 轉(zhuǎn)油站能量平衡黑箱分析模型

喇XXX 轉(zhuǎn)油站投產(chǎn)于1982年，管轄6 座計(jì)量間，61口油井(抽油機(jī)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(jì)），實(shí)際處理液量為5525 m3/d，處理負(fù)荷率40.9%，單臺(tái)檢修時(shí)負(fù)荷率81.8%。目前轉(zhuǎn)油站工藝流程：計(jì)量間來(lái)液進(jìn)入分離緩沖游離水脫除器，分離后的含水油計(jì)量后經(jīng)外輸泵外輸至喇XXX聯(lián)合站，含油污水經(jīng)摻水泵、熱洗泵輸至計(jì)量間。根據(jù)喇XXX 轉(zhuǎn)油站外輸系統(tǒng)、摻水系統(tǒng)、熱洗系統(tǒng)運(yùn)行壓力及溫度，結(jié)合轉(zhuǎn)油站能耗數(shù)據(jù)，運(yùn)用黑箱分析模型對(duì)該站用能情況進(jìn)行計(jì)算分析，見(jiàn)表1。

通過(guò)計(jì)算得出，喇XXX 轉(zhuǎn)油站電能利用率為34%，熱能利用率為63.4%，站效為64.2%。根據(jù)喇XXX 轉(zhuǎn)油站能耗分析結(jié)果，通過(guò)對(duì)嗝XXX 轉(zhuǎn)油站實(shí)施綜合節(jié)能改造，預(yù)測(cè)該站電能利用率可達(dá)到45%，熱能利用率達(dá)到80%，預(yù)計(jì)年節(jié)電34.24×104kWh，年節(jié)氣21.96×104m3。轉(zhuǎn)油站能量分布見(jiàn)表1。

2 存在問(wèn)題及節(jié)能對(duì)策

1）外輸工藝流程存在節(jié)流損失。轉(zhuǎn)油站外輸工藝流程：計(jì)量間來(lái)液閥組→分離緩沖游離水脫除器→外輸泵→調(diào)節(jié)閥→流量計(jì)→聯(lián)合站。轉(zhuǎn)油站站內(nèi)外輸流程長(zhǎng)，站內(nèi)壓力損失為0.1 MPa。外輸泵應(yīng)用變頻技術(shù)后，能夠自動(dòng)控制緩沖罐液位，保證平穩(wěn)外輸。分離緩沖游離水脫除器調(diào)節(jié)閥的存在增加了外輸能耗。

表1 喇XXX轉(zhuǎn)油站能量狀況統(tǒng)計(jì)

2）機(jī)泵運(yùn)行效率低。轉(zhuǎn)油站1#外輸泵泵體腐蝕嚴(yán)重，泵內(nèi)表面粗糙，流動(dòng)阻力大；泵內(nèi)部件老化，平衡盤(pán)、導(dǎo)翼、口環(huán)經(jīng)常發(fā)生故障，多次進(jìn)行維修，效率仍不達(dá)標(biāo)。目前1#外輸泵運(yùn)行效率為53.5%，低于節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)12.8 個(gè)百分點(diǎn)。1#摻水泵運(yùn)行負(fù)荷率為63%，機(jī)泵排量與液量匹配不合理，偏離高效區(qū)運(yùn)行，能耗升高。1#摻水泵運(yùn)行效率為50.1%，低于節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)10.76個(gè)百分點(diǎn)。評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 機(jī)泵效率評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)

3）加熱爐運(yùn)行能耗高。根據(jù)加熱爐熱負(fù)荷計(jì)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(fù)荷為1.22 MW，摻水加熱爐運(yùn)行負(fù)荷為23.4%，加熱爐運(yùn)行負(fù)荷低。加熱爐評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

4）配電系統(tǒng)存在高能耗設(shè)施。轉(zhuǎn)油站使用S7—500 型變壓器，該設(shè)備已經(jīng)列入國(guó)家淘汰設(shè)備目錄。1#、2#變壓器負(fù)載率分別為19%、28%，兩臺(tái)變壓器負(fù)載率都比較低，偏離變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間。站內(nèi)使用普通照明燈具，能耗高。

表3 喇XXX轉(zhuǎn)油站加熱爐效率評(píng)價(jià)

根據(jù)該轉(zhuǎn)油站實(shí)際情況，結(jié)合未來(lái)開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)，確定該站處理規(guī)模，制定了喇XXX 轉(zhuǎn)油站綜合節(jié)能措施：

1）取消外輸加熱爐、游離水脫除器調(diào)節(jié)閥，外輸油不加熱、不調(diào)節(jié)，直接計(jì)量外輸。

2）新建2 臺(tái)1.5 MW 二合一加熱爐，配套節(jié)能監(jiān)測(cè)設(shè)施。4臺(tái)加熱爐應(yīng)用節(jié)能涂料。

3）新建1臺(tái)外輸泵，排量為155 m3/h，揚(yáng)程為120 m。

4）更換1#摻水泵，排量為80 m3/h，應(yīng)用伺服控制調(diào)速技術(shù)。

5）更換2臺(tái)S11變壓器，替代高能耗變壓器。

7）泵房?jī)?nèi)、值班室、場(chǎng)區(qū)應(yīng)用LED燈具。

8）完善計(jì)量?jī)x表，安裝熱洗、摻水流量計(jì)。

通過(guò)對(duì)喇XXX 轉(zhuǎn)油站工藝進(jìn)行簡(jiǎn)化，合理匹配機(jī)泵、加熱爐、變壓器、照明等設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，能夠降低轉(zhuǎn)油站系統(tǒng)運(yùn)行能耗。

3 結(jié)論

1）通過(guò)開(kāi)展轉(zhuǎn)油站能耗評(píng)價(jià)及挖潛技術(shù)研究，對(duì)轉(zhuǎn)油站整體用能情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，掌握了轉(zhuǎn)油站電能利用率、熱能利用率、系統(tǒng)效率，確定轉(zhuǎn)油站能耗水平。

2）通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)油站能耗節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，確定了挖潛措施，通過(guò)對(duì)各系統(tǒng)耗能點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化控制，合理匹配機(jī)泵、加熱爐等能耗設(shè)備，淘汰高能耗設(shè)備，降低了系統(tǒng)能耗。

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