彭立威 王斯喆（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田配電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用效果評價

彭立威 王斯喆（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

隨著產(chǎn)能區(qū)塊的逐年開發(fā)，用電負(fù)荷逐年遞增，電能損耗也隨之增大。經(jīng)分析，油田電能損耗主要集中在淘汰設(shè)備、高能耗設(shè)備、設(shè)備不匹配等幾個節(jié)點(diǎn)。為降低系統(tǒng)能耗，提高用能效率，實(shí)施了更換高能耗變壓器、一變多井技術(shù)、更換低效泵等節(jié)能措施。經(jīng)數(shù)據(jù)檢測、對比可知，更換高能耗變壓器可匹配變壓器容量，一變多井可減少用能環(huán)節(jié)，更換低效泵可匹配用能設(shè)備。通過分析評價證明，節(jié)能技術(shù)應(yīng)用效果良好，能有效提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低系統(tǒng)能耗。

配電系統(tǒng) 節(jié)能技術(shù) 評價 能耗

1 系統(tǒng)現(xiàn)狀

隨著油田開發(fā)的進(jìn)一步加深，為保證油田穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)，用電負(fù)荷逐年遞增，電能損耗也隨之增大，電能損失主要原因有在用淘汰電器設(shè)備；電氣設(shè)備運(yùn)行能耗高，相應(yīng)設(shè)備未配備節(jié)能技術(shù)措施，或配備的節(jié)能技術(shù)措施落后更新慢；系統(tǒng)布局不合理等方面[1]。

1.1 淘汰電器設(shè)備現(xiàn)狀

目前在用的高能耗設(shè)備主要是S7及以前高能耗變壓器，能耗損失普遍較大，80%以上存在“大馬拉小車”現(xiàn)象。調(diào)查分析油井實(shí)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)80%以上的抽油機(jī)電動機(jī)的負(fù)荷率均低于40%，而對應(yīng)的變壓器大多按油井電動機(jī)額定負(fù)載進(jìn)行配置，平均額定容量負(fù)載率為56.3%，而實(shí)際負(fù)載率大多低于30%。如何與油井電動機(jī)合理匹配，有效降低變壓器的損耗，是節(jié)約電能的一個重要方面。

1.2 節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀

1.2.1 高低壓無功補(bǔ)償

為了提高設(shè)備的功率因數(shù)，減少供電設(shè)備的設(shè)計容量，大慶油田采油六廠對線路高壓單井及轉(zhuǎn)油站實(shí)施補(bǔ)償。目前全廠部分油井已采取了補(bǔ)償措施，站用低壓補(bǔ)償共裝配37888 kvar。單井高壓無功補(bǔ)償由于在室外不易維護(hù)，損壞后得不到及時維護(hù)或更換，增加了電網(wǎng)損耗。站用低壓無功補(bǔ)償在生產(chǎn)中也相繼出現(xiàn)電容器燒毀、變形、漏液等情況，造成設(shè)備功率因數(shù)低。

1.2.2 更換低效泵

2010年對全廠在運(yùn)外輸泵進(jìn)行抽查檢測，共抽查外輸泵32臺，平均泵效54.76%，低于大慶油田公司外輸標(biāo)準(zhǔn)泵效57.37%的有19臺，外輸平均單耗為0.52 kWh/t。外輸泵泵效低：一是由于機(jī)泵匹配不合理，電動機(jī)功率偏高，運(yùn)行負(fù)荷較小導(dǎo)致能耗偏高；二是由于機(jī)泵投產(chǎn)運(yùn)行時間延長，機(jī)泵設(shè)備老化嚴(yán)重，導(dǎo)致效率下降，能耗偏高。

1.2.3 機(jī)泵變頻

目前廠集輸系統(tǒng)機(jī)組效率偏低。油田在用電動機(jī)的效率在92%左右，達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)組效率低的主要原因是泵效低。泵效低一是由于部分離心泵排量不匹配，導(dǎo)致能耗高；二是靠單流閥和泵出口閥門的開啟程度來調(diào)節(jié)流量，節(jié)流損失大，導(dǎo)致泵效低[2]。

1.3 6 kV線路現(xiàn)狀

6 kV線路存在的問題是：供電半徑大，存在近電遠(yuǎn)供、迂回供電的現(xiàn)象，導(dǎo)致線路損耗大，線路功率因數(shù)偏低；線路負(fù)荷過重，且由于實(shí)施分礦計量和新建產(chǎn)能建設(shè)線路后，部分線路布局不合理，造成線路功率因數(shù)低，配電網(wǎng)損耗較大。

2 節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

2.1 更新淘汰電器設(shè)備

2.1.1 更換高能耗變壓器

為了降低高能耗變壓器的電能損耗，2008年全廠更換高能耗變壓器35臺，將S7系列變壓器更換為SH11系列變壓器。更換高能耗變壓器以容量63 kVA的為例，更換前后變壓器的空載、負(fù)載損耗對比見表1。

表1 變壓器損耗對比

更換后年節(jié)約電能17900 kWh。

近3年，六廠將S7及以前系列的高耗能變壓器更換為SH11系列節(jié)能變壓器，共計210臺。

通過實(shí)施更換高能耗變壓器節(jié)約電能：37.6×104kWh，節(jié)約資金21.5×104元，投資回收期為10.5年。

2.1.2 一變多井節(jié)能技術(shù)

由于加密井及注聚井的不斷投產(chǎn)，油井井距逐漸縮小，給單井變壓器節(jié)能提供了有利條件。從降低維護(hù)成本及減少設(shè)備無效投入考慮，將變臺距油井在60 m范圍內(nèi)的油井，選用1臺變壓器為多個井組供電。

一變多井變壓器應(yīng)用節(jié)能情況見表2。

表2 變壓器節(jié)能對比

2010年，六廠共實(shí)施一變多井172臺，節(jié)約電能65.4×104kWh。

實(shí)施一變多井節(jié)能措施后，節(jié)約電能65.4×104kWh。節(jié)約資金37.4×104元，投資回收期為4.3年。

2.2 現(xiàn)有節(jié)能技術(shù)

2.2.1 高低壓無功補(bǔ)償

為了提高設(shè)備的功率因數(shù)，減少供電設(shè)備的設(shè)計容量，2008年廠對線路高壓單井及4座轉(zhuǎn)油站進(jìn)行高低壓無功補(bǔ)償。

喇嘛甸油田井用變壓器平均負(fù)載率為30.3%，單井電動機(jī)平均運(yùn)行功率為15.8 kW，為避免在單井實(shí)施無功補(bǔ)償時造成線路過補(bǔ)償現(xiàn)象，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，確定了單井變臺安裝的高壓電容器容量，見表3。

表3 單井變臺安裝電容器容量

通過對100口單井安裝高壓無功補(bǔ)償裝置3000 kvar，累計節(jié)電34×104kWh。

2009年，六廠轉(zhuǎn)油站實(shí)施了低壓無功補(bǔ)償技術(shù)工程，對4座站的無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行了改造。在相同生產(chǎn)條件下經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)際測試，改造前有功功率為769 kW，平均功率因數(shù)為0.81；改造后有功功率為683 kW，平均功率因數(shù)為0.96；年節(jié)電74.7×104kWh。

通過實(shí)施高低壓無功補(bǔ)償節(jié)能技術(shù)累計節(jié)電108.7×104kWh，節(jié)約資金62.2×104元，投資回收期為0.87年。

2.2.2 更換低效泵

為了提高集輸系統(tǒng)效率，2007年六廠更換低效泵15臺。針對轉(zhuǎn)油站的實(shí)際排量對外輸泵進(jìn)行更換，階梯搭配，在保證生產(chǎn)的前提下，最大限度地降低了生產(chǎn)成本。在更換低效泵節(jié)能項(xiàng)目中，低效泵更換后平均泵效為58.86%，比更換前提高了16.6%；平均單耗為1.52 kWh/t，比更換前降低了0.06 kWh/t；實(shí)施后年節(jié)電98.6×104kWh。

通過更換低效泵節(jié)約電能98.6×104kWh，節(jié)約資金56.4×104元，投資回收期為2.23年。

2.2.3 機(jī)泵變頻

為了提高機(jī)組效率，從而提高集輸系統(tǒng)效率，目前廠聯(lián)合站、轉(zhuǎn)油站、污水站共安裝變頻器73套。機(jī)泵安裝變頻器后能夠根據(jù)液位信號的變化，調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到生產(chǎn)需求的壓力和液量；避免了靠閥門開度調(diào)節(jié)流量的節(jié)能損失，使離心泵運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)高效區(qū)，提高了泵效，降低能耗，保證了集輸系統(tǒng)連續(xù)、安全、可靠運(yùn)行。

73套機(jī)組實(shí)施變頻后年節(jié)電766.5×104kWh，節(jié)約資金438.2×104元，投資回收期為1.67年。

2.3 系統(tǒng)布局不合理

為了提高線路功率因數(shù)、降低線路損耗，對2條6 kV線路進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整改造。改造后線路供電半徑平均縮短了3.2 km，降低了線路損耗，拆除交叉跨越線路2處，低洼地帶線路30檔。

實(shí)施線路負(fù)荷調(diào)整措施后累計節(jié)電48×104kWh，節(jié)約資金27.5×104元，投資回收期為1.75年。

3 節(jié)能技術(shù)評價

隨著產(chǎn)能區(qū)塊的逐年開發(fā)，用電負(fù)荷逐年遞增，同時油田配電網(wǎng)無效電能損耗也隨之增大，為降低配電系統(tǒng)能耗，提高供電系統(tǒng)效率，2007—2010年六廠先后實(shí)施更換高能耗變壓器、降低配電線路損耗、線路優(yōu)化運(yùn)行、高低壓無功補(bǔ)償?shù)裙?jié)能措施，取得了一定的節(jié)能效果。針對供電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行了逐一分析，對節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀及其節(jié)能效果進(jìn)行了評價，結(jié)果見表4。

表4 喇嘛甸油田配電系統(tǒng)應(yīng)用節(jié)能技術(shù)評價

4 幾點(diǎn)建議

1）針對在用淘汰設(shè)備運(yùn)行效率低的問題，建議結(jié)合產(chǎn)能和改造等節(jié)能項(xiàng)目逐步更換高耗能設(shè)備，提高設(shè)備運(yùn)行效率，降低能耗。

2）針對高耗能設(shè)備，建議應(yīng)用節(jié)能技術(shù)進(jìn)行節(jié)能改造。

3）針對系統(tǒng)布局不合理能耗部分，建議合理調(diào)整改造并加大維護(hù)和管理力度。

4）針對電氣設(shè)備技術(shù)措施、系統(tǒng)優(yōu)化的節(jié)能模式，建議逐步轉(zhuǎn)化為整體節(jié)能，即對站庫整體節(jié)能，提高站庫的運(yùn)行效率，降低能耗。

[1]謝暉.配電網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化設(shè)計方法研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2010,7(12):8-9.

[2]趙振宇,高云,葉海龍.配電網(wǎng)優(yōu)化控制方法[J].農(nóng)村電氣化,2007,13(7):14.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.02.016

彭立威，2008年畢業(yè)于齊齊哈爾大學(xué)，從事節(jié)能測試評價工作，E-mail：pengliwei@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田第六采油廠規(guī)劃設(shè)計研究所節(jié)能測試評價室，163000。

2011-11-05）