渤海油田能耗在线监测系统建设研究

刘 权

（中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300459）

引言

能源是人类赖以生存和发展的重要基础，节约资源、保护环境是我国发展的基本国策[1]。2017年国家发展改革委和质检总局联合印发了《重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》的通知，旨在通过引导重点用能单位强化能源计量统计工作，提高用能单位能源计量器具配备和能源计量数据分析利用水平，规范能源统计台帐。通知要求，2020年之前重点耗能单位要完成能耗在线监测系统的建设，以推进重点用能单位能耗在线监测系统和能源管理体系建设，提高节能宏观调控能力，实现能源消费总量和强度“双控”目标。

渤海油田是中国海上最大的油田，为保障国家能源供应发挥着重要作用。公司以自产的天然气和原油为原料，通过海上的发电机、锅炉转化为电能、热能保障海上的生产、生活正常运转，陆地处理厂的外购电力用于厂区内的生产、生活消耗。从用能结构来看，能源消耗中天然气、原油占全部能耗的90%以上，外购柴油和电力约占5%左右。

1 海上油田能耗在线监测系统概述

海上油气田生产具有设备设施密集、控制自动化程度高等特点，无论是生产数据、原料消耗数据还是其他需要监测的数据，多数通过PLC上传到中央控制室，便于操作人员及时掌握生产状态。此特点为能耗在线监测系统建设提供了良好的基础条件，本文以具有代表性的海上油田N为例，探索海上油田能耗在线监测系统建设。

针对海上油气田生产的实际情况，在线监测系统又细分成设备层、平台层、油田层，把分散的能源信息利用各种能源计量器具、网络技术、数据库技术、工业控制技术和计算机软件技术，实现能源信息的统一的汇总、计算分析，挖掘出节能潜力，科学得出节能操作指导报告，以及设备、平台、油田的节能绩效考核报告，最终实现能源管理、节能降耗、降低成本、提高生产效益。

海上油田能耗在线监测系统主要由数据采集、数据传输、数据管理和数据应用四个层次结构，系统架构见图1。

图1 能耗在线监测系统架构图

2 系统设计原则

根据《重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》的架构要求，依据公司能源管理和信息化发展的总体需求，海上油田能耗在线监测系统按照“整体规划、资源整合、安全适用”的原则进行设计和统筹规划，满足公司未来发展的需要和上级单位对能源监管的要求。最大程度发挥公司现有资源的作用，采用标准化数据接口，实现公司数据资源整合与信息共享；采用先进成熟、性能安全可靠的技术和设备，以确保系统长期有效运行[2]。

试点海上 N油田包括 NCEPA、NSLPW、NDRPA、NWHPB、NWHPC、NWHPD平台，其中NCEPA、NSLPW是电站所在平台。通过全景监测—统计分析—数据分析—能效评估—系统管控对油、电、水、气能源进行全方面立体式的监测管理。结构上采用作业公司—油田群—平台—主要耗能设备的层级递进关系，在各层级中根据KPI评估指标，进行不同单元的类比以及自身不同时期的同比。通过采集电网主要节点和耗能设备的实时参数信息，显示能量流动方向上的关键节点能效、质量、能耗的变化，以便分析能耗异常的位置，进行管控。

3 系统实现的主要功能

按照上述原则设计的N油田能耗在线监测系统，具有以下功能：

（1）实时监控

该系统能够综合显示油田及各平台能源的分布情况，对各平台的产品产量、能源消耗等以流程图、实时报表、趋势图等形式实时监控呈现，可随时了解各个平台的油、气、水、电的能源使用状况。

（2）能耗统计

以油田为单位，分能源品种分别统计用能单位、主要次级用能单位、主要用能设备的能源消耗量及产量数据。统计期以每天为一个周期，自动累加，每月进行汇总，并进行同比、环比计算，统计结果以图例方式展示。

（3）统计处理

依据统计结果，系统设定各项能源的折标系数，自动计算其综合能源消费量、碳排放量，同时对单位产量综合能耗、单位液量综合能耗、单位油气产量电耗、单位油气产量碳排放量，发电机组的单位发电量能耗和单位发电量天然气消耗进行统计计算。

（4）对标考核

根据油田生产特点，确定消耗能源消耗总量对标，结合每年的工作目标，制定分能源消耗量计划，每月对标，按照时间进度对比每月完成情况。每月实际的单位产量综合能耗与年度指标进行对标。

（5）预警报警

设置油田按时间节点的控制目标，每月能源消耗总量、碳排放总量与其时间进度值对比，超过时间进度值即预警，当超过10%以上报警。当能源计量器采集数据异常时，也启动报警，通知有关人员。

（6）能源消耗指标分析

随着数据的积累，系统可对N油田占其所在作业公司的综合能耗比例变化趋势的分析，N油田单位油气产量综合能耗、单位液量综合能耗、单位产品水耗、能源成本占生产成本比例等指标变化趋势进行分析。另外系统还可实现对重点用能设备如发电机的能源利用效率的分析。

（7）能耗控制、计划

将单台设备、单平台、油田等各层级的数据作分析，每天、每月、每季度的耗能、产出作对比和分析，根据能耗分析结果查找节能潜力，也可对N油田做出能源预测，制定能源计划，更有利于节能控制。

（8）能源管理

按照N油田各平台能源流向供给关系，在系统首页显示N油田范围内能源流向图，表示出各平台的能源消耗与损失。

结语

试点海上油田能耗在线监测系统研究基本实现对本油田用能实时监测、能源综合管理、能耗数据上传的功能，满足集团公司和国家的要求，符合实际情况起到较好的示范作用。未来还需要在生产工艺与节能统计深度融合方面下功夫[3]，深挖数据价值，借助信息化技术实现企业的能源管控，科学合理配置能源，实现效益最大化。