转油站能耗综合评价方法研究

2014-08-07乔添梁大庆油田有限责任公司第六采油厂规划设计研究所

石油石化节能 2014年11期

乔添梁（大庆油田有限责任公司第六采油厂规划设计研究所）

油田进入特高含水期开发后，油田上产与能耗增加的矛盾日益突出，节能的难度也越来越大。为此，在以往单一技术节能、节点节能的基础上，对转油站能耗进行用能综合分析，挖掘节能潜力，提出节能改造措施，进一步降低转油站能耗。

1 转油站能耗现状

某转油站设计规模为7000 m3/d，目前外输6545 m3/d，负荷率93.5%，下辖6 座计量间共79 口井（抽油机井35 口，螺杆泵井37 口，电泵井7口），平均回压0.37 MPa，平均掺水汇管温度为50.0 ℃。

转油站能耗集中表现在热耗和电耗两方面[1]。热耗主要分布在转油站掺水加热、洗井加热及外输加热等环节[2]。电耗主要分布在转油站外输泵、掺水泵、热洗泵等环节。地面系统生产设施经历多年的运行，系统局部负荷存在不合理的问题[3]，机泵存在额定排量与生产流量不匹配、泵管压差大和低效的现象。

2 能耗综合评价

2.1 能耗设备测试

通过对机泵效率测试，掌握了机泵能耗情况，测试结果见表1。

目前站内2 台变压器均为S7-500/6.3 型，均属于淘汰产品。1#、2#变压器负载率分别为28%、31.4%，两台变压器负载率都比较低，没有工作在经济运行区间内。

表1 机泵能耗评价

2.2 转油站能量平衡模型

能量平衡方法是油田节能测试的基本方法，即通过测试，分析被测系统输入、输出能量在数量上的平衡关系，掌握系统的耗能状况，了解系统的用能水平，确定系统的节能潜力和节能方向。根据能量守衡与转换定律，对确定的体系有：输入能量=输出能量+体系内能量的变化。能量平衡模型见图1。

根据图1可以建立转油站能量平衡方程：

式中：

EPhin——进入转油站的各种介质相对于基准温度所带入的热能；

EPhout——转油站输出的各种介质相对于基准温度所带出的热能；

EPpin——进入转油站的各种介质相对于基准压力所带入的压力能；

EPpout——转油站输出的各种介质相对于基准压力所带出的压力能；

EPh——外界供给转油站的热能；

EPe——外界供给转油站的电能；

ΔEPh——转油站的热能损失；

ΔEPp——转油站的压力能损失。

图1 转油站能量平衡模型

2.3 设备参数分析及改造措施

通过节能监测和能量平衡方程计算，该转油站吨液耗电1.14 kWh，吨液耗气0.58 m3。经过分析发现：该站2#、3#外输泵泵效低于规定标准；单井平均掺水量1.1 m3/h，掺水量有下调空间；1#热洗泵偏离经济区域运行，能耗较高，通过调查，排量25 m3/h、压力5 MPa 的热洗泵可满足螺杆泵井和部分抽油机井洗井需求，目前热洗泵排量为48 m3/h，扬程为600 m，高于实际需求；1#、2#、3#加热炉空气系数超标，导致炉效降低；3 台1.74 MW 加热炉效率不达标。

通过对该转油站的能耗分析，制定了相应的节能改造措施并进行节能改造。取消外输加热炉、游离水脱除器前调节阀及配套工艺，形成外输油不加热、不调节，直接计量、外输的新工艺；3 台加热炉应用氧含量分析仪并应用节能涂料。同时对该站计量系统进行完善，改造前后能流对比见图2。改造后，年节电36.1×104kWh，年节气10.2×104m3，吨液耗电由1.14 kWh下降为0.95 kWh，吨液耗气由0.58 m3下降为0.526 m3，年节约成本27.58万元。