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

王樹霞（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

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

王樹霞（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

針對(duì)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(guò)程中的各個(gè)能耗節(jié)點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)多次不斷探索，最終確定密閉傳料裝置中2臺(tái)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)切換時(shí)間為 30min，中分子量聚合物母液的熟化時(shí)間為 90min，熟化罐的高低液位報(bào)警合理范圍是 85%～20%，外輸泵最佳運(yùn)行頻率 30～40Hz。通過(guò)對(duì)各耗能設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化，預(yù)計(jì)2013 年全年可節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)用 3.5 萬(wàn)元，節(jié)電 142.933×104kWh，折合 175.56×104t 標(biāo)煤，減少二氧化碳排放量474.01×104t，對(duì)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(kāi)發(fā)區(qū)北三西中部，1994 年 10 月建隊(duì)，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(gè)崗位，下設(shè)分散、加料、卸料、化驗(yàn)、注水、變電、鍋爐、維修7個(gè)班組。聚合物配制站設(shè)計(jì)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(shè)備，10臺(tái)供水泵，13 臺(tái)外輸泵，15 個(gè)聚合物熟化罐。其中配制系統(tǒng)能耗節(jié)點(diǎn)主要包括分散初溶過(guò)程、母液熟化過(guò)程和聚合物溶液從配制站向注入站輸送母液的 外 輸 過(guò) 程[1]。 近 幾 年 ， 北 十 四 聯(lián) 配 制 站 耗 電 量 統(tǒng)計(jì) ： 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(guò)程占電能消耗的83%，因此，控制配制過(guò)程的能耗節(jié)點(diǎn)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(dòng)機(jī)自動(dòng)切換時(shí)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(dòng)機(jī)自動(dòng)切換控制程序。最初是每 15min 自動(dòng)切換一次，經(jīng)過(guò)不斷摸索，又綜合考慮各方面因素，將自動(dòng)切換時(shí)間定為 30min，這樣既避免了頻繁啟停對(duì)電動(dòng)機(jī)造成的危害，降低設(shè)備故障率，又滿足了生產(chǎn)要求。每年可節(jié)約電動(dòng)機(jī)維修費(fèi)用約2萬(wàn)元。

1.2控制母液熟化時(shí)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(duì) 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(duì)分子質(zhì)量的不同，母液的熟化時(shí)間一般規(guī)定為 120～180min。為降低熟化過(guò)程的電能消耗，在實(shí)驗(yàn)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(shí) 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(cè) 定其黏 度 ，實(shí)驗(yàn) 結(jié) 果見(jiàn)表1。

表1 不同熟化時(shí)間聚合物溶液黏度

從表1 可以看出，當(dāng)熟化時(shí)間小于 90min 時(shí)，由于聚合物溶解不充分，此時(shí)聚合物黏度較??；當(dāng)熟化時(shí)間大于或等于 90min 時(shí)，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(jiàn)，中分子量聚合物干粉熟化時(shí)間控制在 90min即可達(dá)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(gè)攪拌器的電動(dòng)機(jī)功率以 37kW 計(jì)算，1 個(gè)熟化罐 1 天少運(yùn)行 0.5h，則 1天 88個(gè)熟化罐即可節(jié)電 1628kWh，1年以 365天計(jì)算，則年節(jié)電量達(dá) 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(gè)，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(shè)定值分別為 80%和30%，1 個(gè)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(guò)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(jì) 算 ， 則 年 節(jié) 電 量 達(dá)40.515×104kWh。

1.4減少外輸泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)

原外輸系統(tǒng)共有外輸泵 13 臺(tái) ，其中 11#—13#是給北三西弱堿三元復(fù)合體系驅(qū)提供聚合物母液，由于北 三西試驗(yàn)區(qū) 試驗(yàn) 已完 成，所以 11#—13#外 輸泵目前處于停運(yùn)狀態(tài)。過(guò)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(diǎn)：外輸壓力大，能耗較高；運(yùn)行不平穩(wěn)，設(shè)備間歇啟停，外輸設(shè)備故障頻繁。目前北十四聯(lián)運(yùn)行5臺(tái)外輸泵（3#、 5#、 7#、 8#、 10#）， 5 臺(tái) 外 輸 泵 同 時(shí) 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(fèi)用 1.5 萬(wàn)元。

1.5外輸泵運(yùn)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(tái)，每臺(tái)外輸泵都安裝了變頻調(diào)速器，通過(guò)不斷摸索，最終確定電動(dòng)機(jī)的合理運(yùn)行頻率為 30～40Hz。當(dāng)頻率低于 30Hz時(shí)，會(huì)造成泵效低，達(dá)不到注入要求，且電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，風(fēng)量減小，散熱效果變差，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)頻率大于40Hz時(shí)，泵排量小幅增加，電流卻大幅增加，能耗較大。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在合理運(yùn)行頻率工作時(shí)，月節(jié)電量 約 為 3.583× 104kWh， 年 節(jié) 電 量 約 為 42.996× 104kWh。

2 經(jīng)濟(jì)效益

2.1直接經(jīng)濟(jì)效益

采取上述措施后，年直接經(jīng)濟(jì)效益見(jiàn)表2。

表2 經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)計(jì)分析

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

2.2社會(huì)效益

通過(guò)對(duì)配制站設(shè)備運(yùn)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(jì)節(jié)約標(biāo)煤175.56×104t。以每 噸 標(biāo)煤 理 論排放 2.7t二氧 化 碳計(jì) 算， 可減少 二氧 化碳排放量 474.01×104t。適 應(yīng)大 慶 油 田 建設(shè)和諧 油 田 、 綠 色礦區(qū)的 需 求[2]。

3 結(jié)論

1）通過(guò)對(duì)北十四聯(lián)配制系統(tǒng)各耗能節(jié)點(diǎn)設(shè)備運(yùn)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(gè)過(guò)程的能耗均顯著降低。

2）通過(guò)多次實(shí)踐摸索，最終確定各個(gè)設(shè)備的最佳運(yùn)行參數(shù)為：密閉傳料裝置電動(dòng)機(jī)自動(dòng)切換時(shí)間 為 30min； 母液 熟化 時(shí)間 90min；熟 化罐 高低 液位設(shè)置為 85%～20%；外輸泵運(yùn)行 5臺(tái)時(shí)效果最好；外輸泵的合理運(yùn)行頻率是 30～40Hz。

3）采取上述節(jié)能措施后，年節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)用 3.5 萬(wàn) 元 ， 年 節(jié) 電 量 142.933 × 104kWh， 直 接 經(jīng)濟(jì)效益 101.1 萬(wàn)元；折合標(biāo)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(diǎn) 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(jī)智能調(diào)參節(jié)能技術(shù)研究與應(yīng)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(xué) （油氣田開(kāi)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(zé) 任 公司 第三采油廠試驗(yàn)大隊(duì)北十四聯(lián)聚合物配制站，163000。