浅析油田电气节能方案探究

2022-09-12

引言

随着社会经济的快速发展和生态环保理念的深入发展, 油田电气节能逐步成为社会关注的焦点。从目前我国一些油田电网采用的干线式和放射式的接线方式、普遍的机械采油方法、多种模式的油井配电变压器以及注水站采用变频器对注水泵的供电方式可以看出, 油田在电气节能降耗方面有很大的潜力, 通过不断研发和完善电气节能方案来达到节能效果。

一、油田电气节能现状

目前, 我国大部分油田企业的石油开采进入了开发后期, 含水量达到了百分之80以上, 这使得采出总液量的不断上涨, 导致了电气能耗的快速增加。接线方式上, 较为常见的有干线式、放射式, 而如果在长线路的状况下, 线路末端的电压较低, 就会使得异步电动机无法在额定电压下运行, 电动机的转差增大、绕组温度升高, 加快绝缘老化的速率, 降低了电动机的性能和使用寿命, 丧失获得最佳效率的可能, 同时还会增加电网功率的损耗。在此运行方式下, 油田电网的负荷会从运转系统中吸收产生的无功功率, 增大了供电设备及其附属线路输出能量, 造成大量电压的损失。笔者所在的新疆油田油区内目前基本上使用的是节能电动机, 部分配合变频器实现对电动机、泵和压缩机供电, 同时还采用软起动方式来限制启动电流和实现电气节能。

二、油田电气节能的有效方案

1. 选择和调整配电变压器

配电变压器是油田电气设备的重要组成部分, 是对电能消耗时油田电能消耗的主要部分之一, 而不同容量变压器的电能消耗也不同[1]。这就要求油田在电气节能的方案设计时, 根据油田自身的情况和发展选择合适容量的配电器, 对已有变压器进行适当调整至合理容量。具体方法如下:要尽量回收一些停用的油井变压器, 将其从用电系统中逐步分离出来, 取消其相应的配电线路, 减少相关的系统损耗, 以此来调整和优化电网的整体布局;将符合率较低的变压器变更为功率合适的小容量节能型变压器, 最大程度的发挥其效率, 以彻底解决配电变压器的低效率、高损耗的问题。本油区五3东区块通过现场摸查报停冬季保温和长期机计关井用变压器累积11台, 容量总计815KVA;直接拆除无负荷变压器5台, 容量总计423KVA;调整优化配电变压器容量2台, 节约容量为73KVA, 全年节约变压器容量费用累计达30.9万元。

2. 合理调整功率因数

功率因素是反应电气设备效率高低的一个系数, 在数值上是有功功率和视在功率的比值。供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。一方面要合理使用异步电动机, 降低线路输送的无功功率。在选择电动机的功率上, 要尽量接近其所带的负载, 工作人员可以采用校验功率因数最低馈电线路的方法来找出负荷不足的电动机。另一方面要设置无功补偿装置, 这是在利用提高自然功率因数方法无法满足经济运行对功率因数要求的情况下进行的。补偿装置一般采用的是静电电容器, 补偿方法可以采用个别补偿和集中补偿相结合的方法, 欠补偿和过补偿都会造成电力资源的浪费。本油区五3东区块就根据功率因数及时使用或者关闭了使用功率补偿箱, 期间共累计进行了6井次, 大大降低了变压器的无功电能损耗。

3. 安装双控变频柜

变频柜是指应用变频器来拖动动力装置的控制柜, 具有良好的启动性能、调速性能和节能效果。在油田电气节能方案设计中, 设计人员必须将安装变频柜纳入其中, 油田管理人员也要注重对变频柜的安装和使用。五3东区块的第八采油作业区截止2014年年底, 累积安装了34井次的双控变频柜, 实现了单井无功功率的就地补偿和单井无级调速冲次, 大大减少了发电电流和谐波对电网的污染。据西北节能测试报告显示, 安装变频柜, 平均每年单井能节约百分之19的电力电能, 节约电费为0.6万元, 2014年总共节约电费20万元[2]。

4. 优化电暖器的保温时间

首先, 要优化配水间和计量间电暖器的保温时间。本油区五3东区块根据温度变化情况将配水间和计量间的抱我合电时间推迟了5天, 室内温度控制在5℃左右, 要在保温的情况下减少保温用电。对那些安装了两台以上电暖气的配水间和计量间, 在温度≥-15℃时, 应该只开一台电暖气。其次, 优化值班室电暖器的保温时间。对有多个值班室的站区, 最好共用一间值班室, 其他值班室的电暖器要严禁合电。最后, 优化作业区圆罐的保温时间。对该区域保温时间的优化要根据拉油的具体情况而定, 在拉油前一天要合电, 拉油完成后断电, 同时要严格控制温控箱的温度, 以降低电能的损耗。

三、结语

总之, 做好电气节能工作, 降低电气电能损耗, 是保障油田生产的重要前提, 是促进油田企业稳定、健康、可持续发展的重要保障。设计优良的油田电气节能方法是开展有效电气节能工作的基础, 必须从选择和调整容量和型号合适的变压器、合理调整功率因数、安装双控变频柜和优化电暖器的保温时间入手, 以达到节能减耗的目的。

摘要：电能是保障油田生产的重要动力, 随着我国油田油气勘探开发的深入发展, 对油田电能的需求量越来越大。如何提高油田电力资源的利用率, 做好电气节能工作是目前油田生产过程必须解决的问题。笔者根据多年的油田工作经验, 探讨了油田电气节能的有效方案。

关键词：油田,电气节能,有效方案