影響含聚污水站能耗的主要因素及措施

楊明志 夏元林（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

影響含聚污水站能耗的主要因素及措施

楊明志 夏元林（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

石油開采開發(fā)過程中會消耗大量的物資和能源，節(jié)能減排是近年來社會關(guān)注的重點，因此更應(yīng)注意在日常生產(chǎn)過程中的節(jié)能降耗。以某站為例，因超負荷運行、供需矛盾、機泵耗電量偏高、變頻器利用時率低，導(dǎo)致近幾年的耗電量逐年增多。針對現(xiàn)有能耗增加的問題，在節(jié)能生產(chǎn)管理方面，可采用環(huán)節(jié)錯峰法減少頻繁啟泵、環(huán)節(jié)錯峰法實施反沖洗、優(yōu)化反沖洗參數(shù)，來合理調(diào)控生產(chǎn)為節(jié)能提供必要保證；在節(jié)能技術(shù)措施方面，采用增壓泵加裝變頻器、變頻一泵雙用、利舊閑置變頻器這些方法，來保證合理高效的使用節(jié)能設(shè)施，同比半年時間節(jié)約近15×104kWh。

節(jié)能降耗；節(jié)電；管理措施

某聚合物含油污水處理站所擔(dān)負的任務(wù)是接收聚驅(qū)放水站來的聚合物含油污水，經(jīng)沉降、過濾處理后，將達標(biāo)的濾后污水輸至其它注水站。建有10 000 m3一次除油罐2座，5000 m3一次除油罐2座，?4 m石英砂過濾罐10座，采用兩級沉降，一級石英砂壓力過濾流[1]，各類機泵28臺，4套物理殺菌裝置。在節(jié)能降耗方面，污水站可采用的節(jié)能設(shè)備較少，僅有電子除垢器1臺，變頻器2臺。但隨著近年電能消耗量的攀升，能耗問題日益突出，如何推進節(jié)能管理創(chuàng)新，解決現(xiàn)有難題，已成為目前一個重要課題。

1 影響能耗因素

1.1 超負荷運行

某聚合物含油污水處理站的設(shè)計能力是20000 m3/d，表1是近3年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

表1 某含聚污水站近3年同期生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比

由表1可知，污水站2015年較2013年處理液量同期對比增加103.23×104t，耗電量同期對比增加38.23×104kWh，處理液量的增多導(dǎo)致耗電量大幅攀升。污水處理量由建站初期的1.3×104m3/d增加到2.0×104m3/d。該站的處理水量已超出設(shè)計能力，且近幾年呈上升趨勢，超負荷運行，必然易造成水質(zhì)含油、懸浮物兩項指標(biāo)的上升和能耗的增高。

1.2 供需矛盾

系統(tǒng)內(nèi)由于各站施工、收油、運行等各種原因，不可避免的造成水量不平穩(wěn)，出現(xiàn)集中用水或水量增多輸不出去的現(xiàn)象。導(dǎo)至下屬3個站水量都較高，脫水站回壓由0.72 MPa升至0.85 MPa，污水站回壓由0.23 MPa升至0.67 MPa；同時罐內(nèi)液位達到高報值，日常啟用的水泵數(shù)量已不能滿足需要，就需要多啟外輸水泵和增壓泵，當(dāng)罐內(nèi)液位降至合理范圍再停泵，頻繁啟停泵造成耗電量較高。以表2數(shù)據(jù)為例，當(dāng)污水站水多時，在一定程度上會造成上游站的輸水單耗值升高，可見系統(tǒng)內(nèi)整體的平穩(wěn)運行，有利于節(jié)能降耗。

表2 含聚污水站近3年同期生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比

1.3 反沖洗變頻器利用時率低

該站有2臺變頻器，均采用1拖2的工作方式。一臺用于1#、2#反沖洗泵，另一臺用于1#、3#增壓泵。2016年近4個月機泵運行時數(shù)如表3所示。

表3 含聚污水站2016年近4個月機泵運行時數(shù)統(tǒng)計

由表3可知，反沖洗變頻裝置每天僅在反沖洗時運行4 h，其余20 h處于閑置狀態(tài)。而外輸泵和增壓泵運行時數(shù)較長是污水站耗電大戶。

2 節(jié)能措施

2.1 合理調(diào)控生產(chǎn)

針對聯(lián)合站回注污水處理系統(tǒng)中存在供需矛盾、水質(zhì)不合格現(xiàn)象，頻繁啟泵造成電能大量浪費等問題，制定如下解決方案：

1）環(huán)節(jié)錯峰法減少頻繁啟泵（外輸泵）。污水站收油時需要增加來液量，提高除油罐液位至收油槽高度，才能進行污油回收操作；過濾罐反沖洗時，為確保反沖洗效果必須保證反沖洗罐液位高度，減少外輸量，這兩段時間為污水站用水高峰期；脫水轉(zhuǎn)油站3000 m3沉降罐需要升液位收油，此時為用水高峰，把兩個站收油反沖洗高峰期錯開不在一個時段。各罐液位安全平穩(wěn)運行，杜絕冒罐事故發(fā)生，污水處理難度減小，同時減少因水量波動大造成的頻繁啟泵，可節(jié)約大量電能[2]。

2）環(huán)節(jié)錯峰法實施反沖洗。過濾罐反沖洗時，為確保反沖洗效果必須保證反沖洗罐液位高度，減少外輸量。同理，各水站將反沖洗時間錯開，可有效避免同一時間因反沖洗造成集中用水，反沖洗后又同一時間集中外輸，造成系統(tǒng)內(nèi)壓力不穩(wěn)定、外輸困難的現(xiàn)象，從而有效減少不必要的頻繁啟停泵操作。通過合理高效使用機泵，控制運行機泵數(shù)量，達到節(jié)約用電的目的。

在實施環(huán)節(jié)錯峰法減少頻繁啟泵和環(huán)節(jié)錯峰法進行反沖洗后，統(tǒng)計出2015年和2016年1—6月同期耗電量（表4）。通過對比可見措施后節(jié)約效果明顯。

3）優(yōu)化反沖洗參數(shù)。選取有代表性的過濾罐；依據(jù)日常反沖洗強度（一般為14 L/(s·m2)），確定3個實驗數(shù)據(jù)點：13、14、15 L/(s·m2)[3]，每個實驗數(shù)據(jù)點要求連續(xù)反沖洗7天；每天早8：30開始進行反沖洗[4]，反沖洗水罐液位要求在4 m，反沖洗周期為24 h，單罐反沖洗時間為15 min，副崗每天取過濾罐反沖洗前水樣和反沖洗8 h后水樣，并對水樣進行懸浮物和含油量的測定，做好相應(yīng)記錄，觀察實驗效果[5]；依據(jù)反沖洗實驗數(shù)據(jù)，作出每個強度下每個濾罐反沖洗前和反沖洗8 h后的含油和懸浮物曲線（圖1、表5）。

表4 措施后污水站耗電量同期對比

圖1 1#過濾罐不同強度下每天反沖洗前后含油量曲線

表5 改變周期后污水站水質(zhì)指標(biāo)情況統(tǒng)計

由圖1可知，反沖洗強度為13 L/(s·m2)時，反沖洗前后含油量差值較小，反沖洗效果不理想。強度為15 L/(s·m2)與14 L/(s·m2)時的實驗數(shù)據(jù)差別不大，反沖洗強度為14 L/(s·m2)就可滿足日常需求。從反沖洗周期實驗數(shù)據(jù)看，周期為29 h水質(zhì)變差，不滿足生產(chǎn)需求，周期為24 h時水質(zhì)較穩(wěn)定；從而得出最佳的反沖洗周期為24 h和強度14 L/(s·m2)，為運行優(yōu)化參數(shù)，合理匹配，實現(xiàn)節(jié)能提供必要保證。

圖2 裝置照片和電路圖

2.2 合理高效使用節(jié)能設(shè)施

1）增壓泵加裝變頻器。污水站3#增壓泵規(guī)格型號為ZA250-4400D，排量500 m3/h。變頻器安裝前，每臺每天耗電約2160 kWh。2014年7月，安裝了由大慶中達高新技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)的VFD900C43A型號變頻器，運行后經(jīng)統(tǒng)計每天耗電約1650 kWh，按平均值算節(jié)電23.61%。節(jié)電效果明顯，延長了機泵的使用壽命[6]，降低了勞動強度。

2）變頻一泵雙用（反沖洗泵和外輸泵）。由于污水站反沖洗變頻裝置每天僅在反沖洗時運行4 h，其余20 h處于閑置狀態(tài)，而外輸泵在工頻狀態(tài)下，日耗電2520 kWh。為了節(jié)能降耗，利用反沖洗變頻裝置，通過互鎖控制（圖2），將污水站外輸泵實現(xiàn)變頻控制，提高反沖洗變頻裝置利用率，1年可節(jié)約2萬余元。

3）利舊閑置變頻器。污水站7#、8#加藥泵，日常運行時加藥量不平穩(wěn)，需人工憑經(jīng)驗控制。技術(shù)人員將早期停運封存的柱塞泵變頻器改用，連接在現(xiàn)在的加藥泵上，再對相應(yīng)參數(shù)進行重新設(shè)置，實現(xiàn)了精確的平穩(wěn)控制加藥量，避免不必要的浪費，同比節(jié)約電量近一半。

3 結(jié)論

1）超負荷運行、供需矛盾、機泵耗電量偏高、變頻器利用時率低是影響該站耗電量逐年增多的主要原因。

2）在節(jié)能生產(chǎn)管理方面，可采用環(huán)節(jié)錯峰法減少頻繁啟泵、實施反沖洗、優(yōu)化反沖洗參數(shù)，來合理調(diào)控生產(chǎn)為節(jié)能提供必要保證。

3）在節(jié)能技術(shù)措施方面，采用增壓泵加裝變頻器、變頻一泵雙用、利舊閑置變頻器這些方法，來保證合理高效的使用節(jié)能設(shè)施。

[1]王月華，李言章，杜大鳴，等.含油污水處理自動化系統(tǒng)[J].油氣田地面工程，2012，31（2）：52-53.

[2]司維.聯(lián)合站節(jié)電管理措施探討[J].石油石化節(jié)能，2016，6（8）：59-60.

[3]佚名.濾池沖洗強度[ED/OL].（2014-05-25）[2017-04-25].搜狗百科，http：//baike.sogou.com/v70052981.htm?fromTitle= %E6.

[4]孫蕾.聚驅(qū)污水站回收系統(tǒng)的改進措施[J].科技與企業(yè)，2014（10）：155.

[5]王達.提高污水站反沖洗效果控制技術(shù)[J].石油石化節(jié)能，2011（8）：23-24.

[6]孫安民.變頻器在煉油廠中的應(yīng)用——低壓380 V變頻器的節(jié)能作用[J].科技與企業(yè)，2013（17）：338.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.06.013

2017-03-13

（編輯 王艷）

楊明志，1995年畢業(yè)于大慶技校，從事采油廠污水崗位班組管理工作，E-mail：964752509@qq.com，地址：黑龍江省大慶市大慶油田有限責(zé)任公司采油三廠第五油礦，163000。