2、油氣集輸系統用電設備的節電技術
油氣集輸系統的主要用電設備是油泵、水泵及風機等通用離心機械,由于實際運行參數和設計參數之間一般都有較大的差距,從而使系統的運行效率和功率因數降低,因此節能潛力也是很大的。同時,由于油、水泵等的工作流量遠低于其額定流量,工作壓力與泵的額定工藝壓力也不匹配,而目前多采用閥門節流方式,浪費了大量的電能。由于其驅動電機大多為異步電動機,輕載時的運行效率和功率因數都很低,目前裝設各種調速裝置的容量僅占總容量的8%,絕大多數急需進行技術改造。因此,在集輸系統采用永磁同步電機技術與配套的變頻調速技術是切實可行的。
七十年代兩次世界性能源危機引起了各國對節能技術的極大關注,也推動了電機調速技術的發展。20年多年來,電機調速技術作為節約電力、提高工效、改善產品質量的一種有效措施,在發達國家和經濟增長較快的國家都得到了長足的發展,收到了顯著實效。特別是近年來隨著電力電子技術和計算機控制技術的迅速發展,交流調速技術已日臻成熟,成為節能的王牌。油田油氣集輸系統所用的驅動電機的容量一般從幾十千瓦到數百千瓦,幾乎全部為異步電機。從節能角度出發,一方面應努力提高電機本身的運行效率和功率因數;另一方面應根據負荷特點進行節能控制,對于泵類和風機負荷即采用變頻調速。目前各油田在用的4000多臺集輸油泵中,采用變頻器的只有500臺左右,僅占總容量的8%左右。
3、注水和長輸管道系統用電設備的節電技術
在油田開發過程中,通過注水保持地層壓力,是實現原油高產、穩產的重要手段。特別是油田進入中后期開發階段以后,為保持地層壓力,需不斷加大注水量,以實現穩產。據統計,1997年全油田注水用電量為61.70億kW.h,長輸管道用電量為12.51億kW.h,全國各油田的綜合含水已達80.4%,注水耗電逐年上升。由于受油田井下地質情況變化以及洗井、供水不足等因素的影響,注水系統的配注量在不同開發時期是不同的,導致日注水量的波動較大。為適應注水量的變化,在沒有調速措施的情況下,只能通過調整開泵臺數和人工調整閥門的方法來控制流量,進而調整注水量,必然造成泵壓與管壓之間產生較大的壓差,增加了注水系統的能耗。
考慮到注水泵的并聯運行方式及水泵運行高效率區范圍,一般注水泵的調速范圍以85%額定轉速為下限即可滿足要求。轉速低于85%以后,出口壓力太低,并聯運行的泵間會形成倒灌,同時該注水泵也偏離了高效運行區,一般不建議運行在此范圍內。因此,注水泵轉速的調節范圍不需要太大,以85%~100%額定轉速范圍即可。
從目前技術來看,要連續調節注水泵的流量、壓力等運行參數,而且使注水泵保持在高效區運行,實現系統的優化運行,單靠管網的優化和控制閥門的節流方法是不行的,必須使注水泵實現調速運行才能實現。據大慶油田采油五廠“九五”部級科技攻關項目——《杏南油田注水系統變頻調速節能試驗工程》論證報告中提供的數據,只對注水系統采用優化開泵的方案,年節電費只有54萬元,如果再采用單臺泵變頻調速方案則可年節電235萬元?梢娮冾l調速對于注水系統的優化運行是一項必不可少的技術。但目前還只限從國外引進高壓大容量變頻器,價格過高,僅在大港和大慶油田試運行,難以推廣應用。
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