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摘要:現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)重視資源利用率,節(jié)約是現(xiàn)代企業(yè)永恒不變的主題。合理的成本控制是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提,尤其是生產(chǎn)類企業(yè)耗能較大,如何降低耗能,將有限的資金用于合理的方向是企業(yè)重要的工作之一。成本控制應(yīng)從源頭做起,尤其是石油行業(yè)更要注重成本控制,其中節(jié)能技術(shù)是石油企業(yè)重要的成本控制手段,能有效針對(duì)石油地面工程設(shè)施降低損耗。節(jié)能技術(shù)包含一系列技術(shù),主要有科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)流程、采用低能耗設(shè)備、選用高效節(jié)能設(shè)備等等,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。本文針對(duì)節(jié)能技術(shù)在油田地面工程中的設(shè)計(jì)應(yīng)用詳細(xì)探討,以此來達(dá)到進(jìn)行更合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)目的。
關(guān)鍵詞:節(jié)能技術(shù);油田地面工程;工程設(shè)計(jì);技術(shù)應(yīng)用
節(jié)能降耗是每一個(gè)企業(yè)都非常重視的問題,企業(yè)未來發(fā)展離不開節(jié)能,節(jié)能技術(shù)運(yùn)用將成為未來企業(yè)的重要工作。石油是國家發(fā)展的基本原料,是重要支柱產(chǎn)業(yè),關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)民生,但耗能大、污染大的劣勢也較為突出,因此節(jié)能降耗是石油油田所面臨的主要問題之一。從油田企業(yè)來看,消耗最多的是電力、天然氣、成品油等,因此在油田地面工程施工中,應(yīng)制定相應(yīng)的規(guī)劃方案,采用先進(jìn)技術(shù),加強(qiáng)管理,充分普及節(jié)能技術(shù),發(fā)揮節(jié)能技術(shù)在油田開中的成本控制作用。
1油田生產(chǎn)運(yùn)行中的能耗分析
1.1資源分類
石油資源在我國分布較廣,但屬于不可再生資源,過度開采以及過度的浪費(fèi)都會(huì)影響到枯竭速度,隨著我國不斷開發(fā)新的油田,工程建設(shè)中各種能源消耗會(huì)不斷增大,包括各種設(shè)備的運(yùn)行、外圍油田消耗等等都會(huì)影響能耗。
1.2耗電分析
在油田地面施工中會(huì)消耗大量電能,尤其是在石油開采環(huán)節(jié)和油田注水和集輸耗電等方面消耗較大,隨著油田產(chǎn)量要求的提高,耗電量將會(huì)顯著提升。比如注水環(huán)節(jié),注水壓力決定了耗電多少,注水時(shí)間越長,壓力越大,耗電也越大。目前由于技術(shù)限制多采用離心式注水泵,這種設(shè)備運(yùn)行耗能非常高,尤其是排量小于100立方米每小時(shí)的注水泵耗能更高。此外就是注水工藝和注采系統(tǒng)不匹配,存在回流現(xiàn)象,增加了水泵負(fù)擔(dān),延長了注水時(shí)間,進(jìn)一步增加耗能。在具體的工程施工中應(yīng)科學(xué)、合理的加熱、加壓,提高電能轉(zhuǎn)化率,并且油氣輸送要密封,避免和大氣接觸,回收易揮發(fā)氣體,降低損耗。
2油田地面工程節(jié)能設(shè)計(jì)的原則和常見節(jié)能措施
油田地面工程設(shè)計(jì)應(yīng)遵循節(jié)約能源、提高效益的基本準(zhǔn)則,統(tǒng)一規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求。國家已經(jīng)出臺(tái)相關(guān)的規(guī)范文件,新建項(xiàng)目的能耗指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國內(nèi)同類項(xiàng)目的先進(jìn)水平,同時(shí)結(jié)合項(xiàng)目的特點(diǎn)和需要進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì);重視工程設(shè)計(jì)能耗水平的評(píng)價(jià);回收率符合國家標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)中要采取多種綜合性措施來降低耗能,具體從以下幾個(gè)方面入手:
2.1采用先進(jìn)油氣集輸工藝
集輸工藝直接關(guān)系到油氣損耗,應(yīng)采用能量利用合理,油氣損耗較低的先進(jìn)工藝和創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念。做好輸油管線和設(shè)備的保溫、保冷工作,減少散熱等帶來的能力損失。
2.2油田地面工程設(shè)計(jì)優(yōu)化
要充分考慮油田操作條件,依據(jù)現(xiàn)實(shí)情況針對(duì)油田工程平面布局和各種設(shè)備以及要求的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,不可盲目借鑒歷史數(shù)據(jù),具體問題要具體分析。
2.3依據(jù)油田生產(chǎn)情況分配設(shè)備
油田在生產(chǎn)過程中各種環(huán)境因素、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況是不斷發(fā)生變化的,如工程規(guī)模在變化,各種參數(shù)在不斷變動(dòng),在實(shí)際的設(shè)備使用中應(yīng)根據(jù)工程的變化啊和生產(chǎn)情況變化來具分配設(shè)備,較為理想的手段是采取分段分配設(shè)備方式,提高設(shè)備利用率。2.4引進(jìn)先進(jìn)節(jié)能設(shè)備和技術(shù)先進(jìn)節(jié)能設(shè)備的使用直接影響到整個(gè)生產(chǎn)節(jié)能體系,普及高效節(jié)能設(shè)備,減少和淘汰高耗能設(shè)備。根據(jù)油田的情況,可采用當(dāng)前較為先進(jìn)的電力電子節(jié)能技術(shù),如電動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)裝置能大幅降低耗能,提高電能利用率;采用智能控制技術(shù),隨時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況,自動(dòng)發(fā)出高耗能警報(bào),同時(shí)自動(dòng)化控制能減少人為操作失誤導(dǎo)致的能量損失。
3油田地面工程高耗能部分的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用
3.1減少油氣集輸過程中的損耗
在油田地面工程中消耗較大的地方之一就是油氣集輸過程,主要節(jié)能技術(shù)是簡化和規(guī)范工藝流程,在設(shè)計(jì)中應(yīng)減少油氣壓力,降低中轉(zhuǎn)站的數(shù)量,輸油管線的半徑、流動(dòng)性、原油輸送的速度和溫度等等因素進(jìn)行事先的試驗(yàn)分析,根據(jù)實(shí)際情況規(guī)劃方案。其他常見措施包括加強(qiáng)管線保溫、井口加藥都能降低能源消耗;針對(duì)氣溫較低、原油含蠟量高的情況,可采取熱洗清蠟的方法,要合理選擇加熱爐,根據(jù)負(fù)荷情況進(jìn)行調(diào)整;氣溫較熱的季節(jié)可以采用暫停摻水輸送方式或者是單管冷輸?shù)?,都能有效降低能耗?/p>
3.2降低耗電的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用
首先,可采用新型節(jié)能變壓器。目前技術(shù)水平較高的節(jié)能變壓器主要有su型變壓器,同傳統(tǒng)的s7、s9相比,具有損耗小、空載電流百分比小等優(yōu)勢,在油田工作中更加實(shí)用,經(jīng)濟(jì)效益更高,近些年已經(jīng)開始大范圍應(yīng)用,從實(shí)際統(tǒng)計(jì)來看,你年均能節(jié)約用電35%以上。此外,變壓器是油田配電系統(tǒng)中的重要部分,其損耗占據(jù)整個(gè)損耗的70%以上,因此降低變壓器的損耗應(yīng)為重點(diǎn)。變壓器應(yīng)選擇容量合適的類型,將大容量的變壓器換成小容量可以降低電費(fèi)支出。以某油田為例:傳統(tǒng)變壓器3000臺(tái),容量大約為350KW,如果用一套新型節(jié)能變壓器替換老式變壓器,就能節(jié)約大概900KW。替換站場用老式變壓器能節(jié)約4800KWH。如果油田新型節(jié)能變壓器應(yīng)用范圍達(dá)到10%,那么每年就可以節(jié)約2800000KWH,對(duì)企業(yè)來說節(jié)省一大筆開支。其次,高效節(jié)能的電動(dòng)機(jī)和變頻裝置。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率直接關(guān)系到電能損耗,目前所運(yùn)用的節(jié)能電動(dòng)機(jī)和市場上的普通電動(dòng)機(jī)相比,效率要高3%以上,總耗能減少大約30%左右,因此在地面設(shè)計(jì)改造中應(yīng)提高高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)的比例。變頻裝置能根據(jù)不同情況來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,低負(fù)載下轉(zhuǎn)速降低,高負(fù)載轉(zhuǎn)速升高,從而提高電動(dòng)機(jī)效率。根據(jù)實(shí)際案例來看,20臺(tái)輸油泵和2臺(tái)注水泵加裝了變頻器,每年輸油泵可節(jié)電1200000KWH,1臺(tái)注水泵可節(jié)電3200000KWH。此外,合理選用和配置無功功率補(bǔ)償設(shè)備。在油田作業(yè)中無功率設(shè)備較多,但同樣也會(huì)產(chǎn)生電能損耗。通常用功率因數(shù)來判定無功功率情況,當(dāng)?shù)扔?.7時(shí),無功功率和有功相當(dāng),此時(shí)有一半損耗由無功功率引起,多數(shù)是線路上的各種元器件導(dǎo)致的,因此針對(duì)功率因數(shù)較低的電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采取必要的補(bǔ)償設(shè)備。最后,加強(qiáng)用電管理。用電上應(yīng)制定詳細(xì)的管理方法,包括內(nèi)部用電和外部用電都應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)的規(guī)章。具體措施如定期檢查電表,記錄用電量;每月進(jìn)行分析總結(jié);對(duì)電力波動(dòng)大的線路進(jìn)行排查檢修。
3.3注水節(jié)能技術(shù)應(yīng)用
油田注水系統(tǒng)所產(chǎn)生的能源消耗大約占據(jù)總耗能的40%左右,主要采用的設(shè)備是注水泵,其質(zhì)量和效率直接關(guān)系到耗能。一方面要采用高效的注水泵,另外一方面是要搭建高效的注水管網(wǎng)。3.3.1變頻技術(shù)對(duì)注水泵加裝變頻裝置,通過調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速來改變其工作效率,針對(duì)不同的現(xiàn)場環(huán)境(流量、揚(yáng)程、功率)來進(jìn)行變化,有效控制泵管的壓力,減少電能損耗。另外還有前置泵變頻技術(shù),其實(shí)現(xiàn)方式是將現(xiàn)有的多級(jí)離心水泵拆解后,在進(jìn)口處設(shè)置一臺(tái)前置水泵,要求流量相同、固定揚(yáng)程,然后相互連接,從而對(duì)前置泵進(jìn)行變頻控制,根據(jù)不同進(jìn)口情況滿足出口流動(dòng)需求,有效節(jié)約電能。3.3.2注水泵涂膜注意注水泵的維護(hù)保養(yǎng)工作,由于水泵長期工作可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)壁腐蝕、結(jié)垢、氣蝕等情況,影響到水泵效率。因此要定期對(duì)水泵的部件進(jìn)行保養(yǎng),如在葉輪、殼體等部位涂膜防腐蝕、耐高溫、抗老化的保護(hù)膜,降低流動(dòng)阻力,提高使用壽命。3.3.3系統(tǒng)仿真,數(shù)據(jù)模擬為了保證水泵達(dá)到理想的工作狀態(tài),要充分適應(yīng)當(dāng)前的工作環(huán)境,找到水泵工作的平衡點(diǎn),因此在設(shè)計(jì)水泵系統(tǒng)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體水泵特性和工作環(huán)境,進(jìn)行系統(tǒng)仿真,收集數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬,依據(jù)模擬情況規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。
4結(jié)語
節(jié)能是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用能大幅降低企業(yè)運(yùn)營成本,尤其是像油田開發(fā)這種耗電大戶,更應(yīng)將節(jié)能作為重要的日常工作來做。油田地面工程設(shè)計(jì)中的節(jié)能有很大的利用潛力,首先應(yīng)科學(xué)、合理設(shè)計(jì)規(guī)劃方案,充分考慮到當(dāng)下可行的先進(jìn)節(jié)能技術(shù),選擇高效節(jié)能設(shè)備替代傳統(tǒng)老舊設(shè)備,綜合運(yùn)用各種節(jié)能技術(shù),才能有效降低能耗,為油田可持續(xù)發(fā)展提供有利條件。
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[2]張家瑋.關(guān)于油田地面工程建設(shè)質(zhì)量管理的探討[J].化工管理,2019(36):172.
作者:張冰 單位:大慶油田工程有限公司