油氣水流量計量儀表檢定裝置節能措施探討

汝繼偉（大慶石油管理局有限公司技術監督中心）

油田質檢站是質量監督系統的重要工作單元，承擔著油田生產各種計量檢測設備的計量檢定、入廠物資產品質量檢驗、油氣生產各環節質量管理和質量監督、主要能耗設備系統能耗檢測與測試分析等任務，不僅為油田高效精細開發管理提供準確可靠的第一手數據資料，而且為油田高效精細開發運行管理把好的質量檢驗關提供可靠保障[1-2]。而油氣水流量計量儀表檢定裝置是油田質檢站的主要檢驗設備和耗能設備，如何降低油氣水流量計量儀表檢定過程中的能耗和檢驗成本，提升質量檢驗系統質量效益和工作效率，優化改進檢測檢驗裝置的效率和工作質量，已成為一項重要的研究課題。

1 油氣水流量計量儀表檢定裝置存在的問題

油氣水流量計量儀表是油田開發生產過程不可缺少的重要流量計量設備，確保流量計量儀表的計量準確性對油田生產開發具有重要的意義。以某油田仙河地區為例，每年需要對原油流量計、天然氣計量儀表、水表等油田流量計量儀表周期檢驗和新購流量計入廠檢驗多達6 000余臺。而傳統油氣水流量計量儀表檢定裝置存在系統能耗高、部分檢驗設備檢驗效率低、檢驗設備潛能未得到發揮、部分設備存在安全環保缺陷等問題。主要體現在以下幾個方面問題：一是油氣水流量計量儀表檢定裝置流量調節過程中存在節流損失問題，增加了每臺流量計的檢驗成本；二是氣表檢定裝置中存在水環式真空泵冷凝水外排既造成浪費水資源問題，又因水隨意外排對周圍環境產生不利影響，存在潛在的安全環保缺陷；三是水流量標準裝置檢驗效率低，檢驗設備潛能未得到發揮等的問題。

2 主要節能措施

2.1 油氣流量計量儀表檢定裝置

油流量計量儀表檢定裝置工藝流程中2臺30 kW輸油泵電動機配置1臺30 kW的變頻節能控制柜。采用一拖二節能控制方式，以實現油流量計量儀表檢定裝置檢定過程中變頻流量調節，避免節流能量損失。

氣流量計量儀表檢定裝置為音速噴嘴氣體流量標準裝置，其主要用能設備為1臺55 kW水環式真空泵，采取的主要節能技術措施有：

1）由1臺55 kW變頻節能控制柜替代1臺普通控制柜，實現氣流量計量儀表檢定裝置檢定過程中變頻流量調節，避免因人為節流而造成的能量損失。

2）加裝水環式真空泵外排水回收利用裝置。采取加裝水環式真空泵外排水回收利用裝置，做到水環式真空泵外排水回收利用，既做到清潔生產，又節約水資源。圖1為水環式真空泵外排水回收利用裝置示意圖。該裝置主要由容量為1 m3的外排水收集方罐、支架和直徑為50 mm的鋼管等部分組成。通過加裝1個高架的容量為1 m3的外排水收集方罐，方罐底部接口徑為50 mm的鋼管，將收集的清水經鋼管直接流入地下貯水池，作為水流量標準裝置用水所需的補水來源，做到循環再利用[3]。

圖1 水環式真空泵外排水回收利用裝置示意圖

2.2 水流量計量儀表檢定裝置節能措施

水流量計量儀表檢定裝置節能措施主要有以下兩個方面：

1）加裝變頻節能控制。對水流量計量儀表檢定裝置工藝流程中2臺15 kW水泵電動機配置1臺15 kW的變頻節能控制柜。采用一拖二節能控制方式，以實現水流量計量儀表檢定裝置檢定過程中變頻流量調節，避免節流能量損失。

2）改進水流量計量儀表檢定裝置工藝流程。通過采取延長被檢表安裝流程直管段（可拆卸短接），改進被校驗水表檢驗工藝流程和檢驗程序，重新編制計算機檢驗程序，滿足檢驗裝置同時檢驗同型號2臺水表的工作要求，可提升水流量標準裝置檢驗效率60%，減少設備運行時間，達到挖掘檢驗設備潛能，提升檢驗運行效率，降低檢驗成本費用的目的。

3 實施效果

1）油氣水流量計量儀表檢定裝置變頻節能措施實施效果。表1為油氣水流量計量儀表檢定裝置變頻節能改造實施前后對比統計表。

表1 油氣水流量計量儀表檢定裝置變頻節能改造實施前后對比統計表

從表1中可以看出，油氣水流量計量儀表檢定裝置實施變頻節能改造后，其有功功率和無功功率均有不同程度的下降，電動機功率因數均有不同程度提升。其中油流量標準裝置有功功率下降了4.72 kW，無功功率下降了3.48 kvar，功率因數提升了0.154；氣流量標準裝置有功功率下降了6.49 kW，無功功率下降了2.60 kvar，功率因數提升了0.098；水流量標準裝置有功功率下降了1.51 kW，無功功率下降了1.38 kvar，功率因數提升了0.078。實現了油氣水流量計量儀表檢定裝置軟啟動和生產運行參數的變頻調節，達到了節能降耗的目的，取得了良好的節能技術改造效果。

2）加裝水環式真空泵外排水回收利用裝置實施效果。通過加裝水環式真空泵外排水回收利用裝置，安裝高架外排水收集方罐后流入貯水池，實現了水環式真空泵外排水回收利用，年節約水資源量約30 m3，并實現水資源的循環再利用。

3）改進水流量計量儀表檢定裝置工藝流程實施效果。滿足檢驗裝置同時檢驗同型號2臺水表的工作要求，可提升水流量標準裝置檢驗效率60%，降低了單臺水表檢驗費用成本25元。

4 效益評價分析

1）節約電費效益。油氣水流量標準裝置按年有效運行時間30天、60天和90天計算，則年總節約電量可達16 005.6 kWh。每千瓦時電費按0.65元計算，則可實現年節電費用10 403.64元。

2）節約水資源費用。采取節能技術措施實施后，可累計實現年節約水資源30 m3，按工業用水每立方米10元價格計算，則每年節省水資源費用300元。

3）減少水表檢驗成本費用。年檢驗水表4 000臺，每臺水表平均減少檢驗成本30元，則年可減少水表檢驗成本費用12萬元。

4）節能減排效益。按照節約1 kWh電能減排0.997 kg CO2，即減少0.272 kg碳排放計算，則采取節能技術改造措施實施后每年可減少碳排放4 353.52 kg。

5）減輕了員工勞動節強度。應用變頻節能控制裝置后，不僅極大地方便了油氣水流量標準裝置流量參數調節，而且設備安全可靠性好，運行機制故障少，減輕了工人的勞動強度，節省管理成本及費用，具有可觀的經濟效益。

5 結語

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提質增效、節能降耗和提高效率是企業永恒的主題，也是企業肩負的一種社會責任[4-5]。實踐證明，采取油氣水流量計量儀表檢定裝置變頻節能技術改造，加裝水環式真空泵外排水回收利用裝置，以及改進水流量計量儀表檢定裝置工藝流程等節能增效技術措施，能有效降低油氣水流量計量儀表檢定裝置的能耗，實現軟啟動和生產運行參數的變頻調節，實現水環式真空泵外排水回收利用，提升水流量標準裝置檢驗效率，減少檢驗設備運行時間，降低單臺水表檢驗費用，具有良好的推廣應用價值。