采油厂应用主要节能技术分析

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摘要：为了充分完成年初节能量计划，大庆油田某采油厂根据主要耗能设备的种类不同，主要应用双速双功率拖动装置、YCH系列高转差率电动机、更换加热炉节能燃烧器、安装S11型节能变压器等节能技术，有效地完成了年初所定节能量计划，为下一步的技术改造奠定了基础，对其他采油厂具有指导意义。其中，S11节能变压器单体投资最少，为1.84万元；节能燃烧器投资回收期最短为1.5年；S11节能变压器节能率最高，为19.68%。

关键词：节能量；双速双功率；高转差率；燃烧器；变压器；节能率

为了充分完成年初节能量[1]计划，进而保证大庆油田有限责任公司全面完成中国石油天然气集团（股份）有限公司下达的节能任务及创建节能节水型[2]企业目标的实现，结合生产实际情况，大庆油田有限责任公司某采油厂根据主要耗能设备的种类不同，主要应用双速双功率拖动装置、YCH系列高转差率电动机、更换加热炉节能燃烧器、安装S11型节能变压器等节能技术[3]。

1技术原理

1.1双速双功率拖动装置。双速双功率拖动装置[4]主要应用高起动转矩双速双功率电动机，高启动转矩双速双功率电动机利用独特的电动机结构设计，提高过载能力系数，获得较大的启动转矩，降低装机功率。另外双速双功率电动机十分方便调整抽油机冲速，根据供液情况随时调整冲速，使抽油机井在良好的工况范围内工作，实现节能。1.2YCH系列高转差率电动机。YCH系列高转差率电动机[5]利用启动过程中转差率范围较大的优势，可以获得较大的启动转矩[6]，因而可以大幅度降低装机功率，进而提高电动机的工作效率，减少内部损耗实现节能。1.3加热炉节能燃烧器。该技术包括自动燃烧器[7]与控制系统[8]，使用了多项专利技术，具有操作简便、防尘、抗振性强等，适合于单台燃气加热炉的燃烧自动控制，方便了加热炉的运行管理。1.4安装S11型节能变压器。变压器是用来变换交流电压、交流电流而传输交流电能的一种静止的电器设备，依据电磁感应原理实现电能传递。电力变压器应用极为广泛，由于本身存在铜损和铁损，在传输电能的同时，会造成一定的电能损耗。S11系列节能变压器[9]是以不同宽度的冷轧硅钢带卷绕为由两个长方形其断面是内凹的铁芯和包围在其外的断面是外凸的铁芯组成的一个无接缝三芯柱环绕封闭铁芯。环绕铁芯减少了接缝容量、磁路分布均匀，明显降低了激磁电流，减少了无功引起的损耗，提高了功率因数，降低了变压器运行时的噪音。S11系列变压器与SL7系列变压器相比，空载损耗降低40%以上，负载损耗降低26%左右，总损耗降低30%以上。与S7系列变压器相比，空载损耗降低31%以上，负载损耗降低25%左右，总损耗降低25%以上。

2应用效果

中国石油天然气集团公司节能技术监测评价中心按照标准GB/T15320—2001《节能产品评价导则》，在该采油厂做应用节能技术前后对比效果测试实验。该实验是在工况运行相近的情况下进行的、抽测比例达到20%，符合要求。几种技术改造前后测试统计见表1。对100口抽油机实施双速双功率拖动装置技术应用，资金投入237.56万元，节能测试评价20口，改造前后对比，平均有功节电率为12.12%，无功节电率41.63%，综合节电率13.81%，平均效率增减幅度3.06%；年平均有功节电量218kWh，平均投资回收期4.04年。对300口抽油机实施YCH系列高转差率电动机技术应用，资金投入712.68万元，节能测试评价60口，改造前后对比，平均有功节电率为12.08%，无功节电率40.89%，综合节电率12.94%，平均效率增减幅度3.16%；年平均有功节电量654kWh，平均投资回收期3.98年。共安装加热炉节能燃烧器35套，资金投入311.40万元，节能测试评价7套，改造前后对比，平均炉效提高1.26%，年平均年节气量60400m3，平均投资回收期1.50年。从监测数据上看，使用该燃烧器后，加热炉平均热效率提高1.26%，加热炉的排烟温度平均下降0.9℃。现场测试发现该技术未安装自动配风功能，使用人工配风，如果增加自动配风功能，实现全行程自动配风的最佳燃烧过程，将会有更好的节能效果。共更换高耗能变压器更换25台，资金投入46.10万元，节能测试评价5台，改造前后对比，平均有功节电率18.32%，平均无功节电率30.11%，平均综合节电率19.68%，年平均有功节电量52kWh，平均投资回收期5.29年。

3结论

通过分析可以得出以下结论：一是S11节能变压器单体投资最少，为1.84万元；二是S11节能变压器节能率最高，为19.68%；三是节能燃烧器投资回收期最短，该采油厂通过应用以上所述四种节能技术，有效地完成了年初所定节能量计划，为下一步的技术改造奠定了基础，对其他采油厂具有指导意义。

参考文献：

[1]王巍巍，张炳学，陈静，等．节能量审核在合同能源管理项目中的应用分析[J]．节能，2019（11）：109-111．

[2]吕正林．油节能节水型企业创建的工作实践[J]．石油石化节能，2018，3（7）：11．

[3]马培静．油田采油技术中的节能技术研究[J]．石化技术，2019（8）：247-248．

[4]姜玖志．抽油机拖动装置电控一体化设计[J]．东北石油大学，2013（4）：71．

[5]周杰，何健，郝军，等．抽油机用三相高转差率电动机节能效果[J]．石油石化节能，2017，7（8）：17-18．

[6]谢颖，蔡翔，单雪婷，等．抽油机用高启动转矩感应电动机设计与研究[J]．南京体育学报，2019（3）：66-73．

[7]冯涛．加热炉配套自动燃烧器的研究[J]．油气田地面工程．2017（4）：57-60．

[8]刘烊佚，苏成利，施惠元，等．基于PFC-PID算法的无线高温加热炉温度控制系统[J]．应用科学学报，2019（6）：875-886．

[9]王霜．浅析节能型变压器推广和应用[J]．电气开关，2015（6）：101-102．

作者:王健 单位:中国石油天然气集团公司节能技术监测评价中心