王樹霞（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

北十四聯(lián)聚合物配制系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)化

王樹霞（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

針對北十四聯(lián)聚合物配制站的分散初溶、聚合物熟化和母液外輸過程中的各個能耗節(jié)點的設備運行參數(shù)進行優(yōu)化，通過多次不斷探索，最終確定密閉傳料裝置中2臺電動機自動切換時間為 30min，中分子量聚合物母液的熟化時間為 90min，熟化罐的高低液位報警合理范圍是 85%～20%，外輸泵最佳運行頻率 30～40Hz。通過對各耗能設備運行參數(shù)的優(yōu)化，預計2013 年全年可節(jié)約設備維修費用 3.5 萬元，節(jié)電 142.933×104kWh，折合 175.56×104t 標煤，減少二氧化碳排放量474.01×104t，對節(jié)能減排具有重要意義。

聚合物 配制系統(tǒng) 參數(shù)優(yōu)化 節(jié)能減排

北十四聯(lián)聚合物配制站位于薩北開發(fā)區(qū)北三西中部，1994 年 10 月建隊，全站占地面積 1.0558× 104m2，包括聚合物配制站、注水站、變電所、鍋爐崗4個崗位，下設分散、加料、卸料、化驗、注水、變電、鍋爐、維修7個班組。聚合物配制站設計年配制 PAM 干 粉能力 1.86×104t，現(xiàn)為北二區(qū)的12座注入站提供聚合物母液，第二油礦 5座注入站（17-1#、 17-3#、 1801#、 1801-1#、 1801-2#）和 第 五油 礦 7 座 注 入 站 （14#、 14-1#、 14-6#、 14-7#、 14-8#、 2801#、 22#）。 配 制 母 液 能 力 為 9316m3/d， 生 產(chǎn)地位非常重要。目前配制站有 10 套分散設備，10臺供水泵，13 臺外輸泵，15 個聚合物熟化罐。其中配制系統(tǒng)能耗節(jié)點主要包括分散初溶過程、母液熟化過程和聚合物溶液從配制站向注入站輸送母液的 外 輸 過 程[1]。 近 幾 年 ， 北 十 四 聯(lián) 配 制 站 耗 電 量 統(tǒng)計 ： 2010 年 為 2809 × 104kWh， 2011 年 為 2545× 104kWh，2012 年為 2194×104kWh， 2013 年 1—6月為 980×104kWh，其中配制過程占電能消耗的83%，因此，控制配制過程的能耗節(jié)點是減少系統(tǒng)能耗的關(guān)鍵。

1 配制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化

1.1傳料裝置電動機自動切換時間

在分散初溶階段，北十四聯(lián)密閉加料裝置安裝了2套傳料裝置，在電腦中編制傳料電動機自動切換控制程序。最初是每 15min 自動切換一次，經(jīng)過不斷摸索，又綜合考慮各方面因素，將自動切換時間定為 30min，這樣既避免了頻繁啟停對電動機造成的危害，降低設備故障率，又滿足了生產(chǎn)要求。每年可節(jié)約電動機維修費用約2萬元。

1.2控制母液熟化時間

北十四聯(lián)聚合物配制站所使用的聚合物干粉為大慶煉化公司所生產(chǎn)的中分子量的部分水解聚丙烯酰 胺 ， 相 對 分 子 質(zhì) 量 為 1200× 104～1600 × 104。 目前，北十四聯(lián)只配制濃度為 5300mg/L 的中分子量聚合物母液。根據(jù)聚合物相對分子質(zhì)量的不同，母液的熟化時間一般規(guī)定為 120～180min。為降低熟化過程的電能消耗，在實驗室內(nèi)，將中分子量聚合物 干 粉 用 清 水 （總 礦 化 度 335.31mg/L）配 制 成5300mg/L 的 聚 合 物 母 液 ， 熟 化 時 間 分 別 為 30、60、90、120、150 和 180min；再將母液稀釋為濃度 為 1200mg/L 的 目 的液， 測 定其黏 度 ，實驗 結(jié) 果見表1。

表1 不同熟化時間聚合物溶液黏度

從表1 可以看出，當熟化時間小于 90min 時，由于聚合物溶解不充分，此時聚合物黏度較小；當熟化時間大于或等于 90min 時，稀釋后的聚合物溶液黏度為 45mPa·s左右，保持穩(wěn)定。由此可見，中分子量聚合物干粉熟化時間控制在 90min即可達到熟化要求，這既保證了配制質(zhì)量又降低了電能消耗。目前，北十四聯(lián)日外輸聚合物母液量 4862m3，大約需要熟化 88罐母液。每個攪拌器的電動機功率以 37kW 計算，1 個熟化罐 1 天少運行 0.5h，則 1天 88個熟化罐即可節(jié)電 1628kWh，1年以 365天計算，則年節(jié)電量達 59.422×104kWh。

1.3調(diào)整熟化罐液位值

目前，北十四聯(lián)共有 110m3的熟化罐 15個，為采油二礦5座注入站和采油五礦7座注入站提供母液。原熟化罐的高低液位設定值分別為 80%和30%，1 個熟化罐的熟化容量為 55m3，如果將高低液位值調(diào)整為 85%和 20%，熟化罐容量就提高15%，每罐液熟化量多出 16.5m3。目前配制量需要熟化 88罐母液，通過調(diào)整后只需要 68 罐母液就能滿足注入要求，1天減少 20罐母液熟化量，可節(jié)電1110kWh， 1 年 以 365 天 計 算 ， 則 年 節(jié) 電 量 達40.515×104kWh。

1.4減少外輸泵運行臺數(shù)

原外輸系統(tǒng)共有外輸泵 13 臺 ，其中 11#—13#是給北三西弱堿三元復合體系驅(qū)提供聚合物母液，由于北 三西試驗區(qū) 試驗 已完 成，所以 11#—13#外 輸泵目前處于停運狀態(tài)。過去配制站多采用單泵單站外輸模式，這種外輸模式存在兩大缺點：外輸壓力大，能耗較高；運行不平穩(wěn)，設備間歇啟停，外輸設備故障頻繁。目前北十四聯(lián)運行5臺外輸泵（3#、 5#、 7#、 8#、 10#）， 5 臺 外 輸 泵 同 時 將 聚 合 物 母液打到一條總匯管，各注入小站根據(jù)需求量自行調(diào)節(jié)母液量。采用這種外輸模式后，泵的啟停次數(shù)大大減少，年可節(jié)約泵修費用 1.5 萬元。

1.5外輸泵運行最佳頻率

在聚合物外輸階段，北十四聯(lián)目前共有外輸泵13臺，每臺外輸泵都安裝了變頻調(diào)速器，通過不斷摸索，最終確定電動機的合理運行頻率為 30～40Hz。當頻率低于 30Hz時，會造成泵效低，達不到注入要求，且電動機轉(zhuǎn)速低時，風量減小，散熱效果變差，長時間運行會燒毀電動機；當電動機頻率大于40Hz時，泵排量小幅增加，電流卻大幅增加，能耗較大。當電動機在合理運行頻率工作時，月節(jié)電量 約 為 3.583× 104kWh， 年 節(jié) 電 量 約 為 42.996× 104kWh。

2 經(jīng)濟效益

2.1直接經(jīng)濟效益

采取上述措施后，年直接經(jīng)濟效益見表2。

表2 經(jīng)濟效益統(tǒng)計分析

由表2 可知，措施后年可節(jié)約設備維修費用 3.5萬 元 ， 年 節(jié) 電 量 142.933 × 104kWh， 折 合 標 煤175.56× 104t， 節(jié) 約 電 費 101.1 萬 元。

2.2社會效益

通過對配制站設備運行參數(shù)的優(yōu)化，不僅使管理水平和生產(chǎn)效率更上一層樓，還累計節(jié)約標煤175.56×104t。以每 噸 標煤 理 論排放 2.7t二氧 化 碳計 算， 可減少 二氧 化碳排放量 474.01×104t。適 應大 慶 油 田 建設和諧 油 田 、 綠 色礦區(qū)的 需 求[2]。

3 結(jié)論

1）通過對北十四聯(lián)配制系統(tǒng)各耗能節(jié)點設備運行參數(shù)的優(yōu)化，從分散初溶至聚合物熟化，再到母液外輸各個過程的能耗均顯著降低。

2）通過多次實踐摸索，最終確定各個設備的最佳運行參數(shù)為：密閉傳料裝置電動機自動切換時間 為 30min； 母液 熟化 時間 90min；熟 化罐 高低 液位設置為 85%～20%；外輸泵運行 5臺時效果最好；外輸泵的合理運行頻率是 30～40Hz。

3）采取上述節(jié)能措施后，年節(jié)約設備維修費用 3.5 萬 元 ， 年 節(jié) 電 量 142.933 × 104kWh， 直 接 經(jīng)濟效益 101.1 萬元；折合標煤 175.56×104t；減少二氧化碳排放 474.01×104t。

[1]王 文 慶,王 廣 宇.聚 合 物 配 注 系 統(tǒng) 能 耗 節(jié) 點 參 數(shù) 優(yōu) 化[J].石油石化節(jié)能,2013,3(4):4-6.

[2]劉一山,曾亞勤,王林平.叢式井組抽油機智能調(diào)參節(jié)能技術(shù)研究與應用[J].石油石化節(jié)能,2012,2(11):1-3.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.010.002

2013-08-03）

王樹霞，2011年畢業(yè)于東北石油大學 （油氣田開發(fā)工程專 業(yè) ）， 碩 士 研 究 生 ， 從 事 地 面 工 程 管 理 工 作 ， E-mail：wsx19831214@163.com， 地 址 ： 黑 龍 江 省 大 慶 油 田 有 限責 任 公司 第三采油廠試驗大隊北十四聯(lián)聚合物配制站，163000。