高原油气田电力系统节能降耗方法的探讨|高原油气田

  摘要 青海油田是以产、输、炼、运、销等为一体的工业生产企业,在生产中主要动力能源来自于电力,用电成本在企业生产成本中所占的比重非常大。因此,降低用电成本成为油田节能降耗的一个重要环节。通过科学管理、应用新的科学技术、节能改造,来提高供电线路及用电设备的安全性、稳定性、经济性。
  关键词 高原油气田;电力系统;节能降耗
  中图分类号TE3 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)68-0042-02
  1 油田电力系统现状及存在的问题
  青海油田是个老油田,至今已走过了56年头。目前,油田现有110kV变电所3座、主变6台、容量93 860kVA,110kV线路3条、267km;35kV变电所20座、主变4台、容量127 780kVA,35kV线路22条、797km;6 kV~10kV变电所12座、主变26台、容量33 750kVA,6kV~10kV线路79条、690km,6kV~10kV配电变压器1 484台、容量282249kVA,节能型配电变压器占油田总配电变压器的65%以上,高低压电容补偿总容量38 007KVar。
  油气田存在线路供电半径长、截面小、超负荷,配电变压器老化、部分油井未安装变频器仍使用工频启动等问题,造成供线路损高、变压器损耗高、抽油机能耗高。
  2 电力节能应对措施
  2.1 优化供电线路,降低线路损耗
  油田在股份公司的大力支持下,近几年实施了《花土沟电网调整改造工程》,对供电线路中导线截面较小、供电距离长、负荷重的线路进行调整改造,共计新建和改造了35kV、6kV~10kV输配电线路460多公里,减少了线路损耗,提高供电质量。
  2.2 投用无功补偿,提高功率因数
  无功补偿可以在供电系统中起提高电网功率因数,降低变压器及输电线路的损耗,提高供电效率,改善供电质量等作用。无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。青海油田的无功补偿的原则为“分级补偿,就地平衡”,采用集中、分散、随器补偿相结合的方案[1],无功补偿的效果非常良好。
  通过进行无功补偿每年力调电费奖励达到数十万,110kV变电所电费的计算公式为:电费=有功电量×工业用电占总有功电量的比例×电价+有功电量×一般商业用电占总有功电量的比例×电价+需量(容量)基本电费+力调电费。
  根据《供电营业规则》第四十一条规定,用户的功率因数达到标准要求时不收取力调电费,功率因数超过标准要求时供电公司给予奖励,功率因数达不到标准要求时供电公司计收力调电费,且功率因数愈低,加罚的力调电费就愈多[2]。
  2.3 淘汰高能耗的变压器,降低电能损耗
  变压器损耗分为铁损和铜损。因此我们就选择铁损和铜损损耗较少的新型节能型变压器运用到油气生产中。青海油田在配网改造中,选用S11-200型全封闭高效节能变压器,对部分变电站主变为S7型和SL7型高耗能主变,属于淘汰产品进行了更换,共计更换了1 000多台。同容量S11-200变压器与比SL7-200的变压器相比,变压器损耗可减少约35%。
  一台S11-M变压器与SL7的变压器节能比较:满负荷时, SL7-200损耗为:铁损耗+铜损耗=0.54+3.4=3.94kW,(铁损、铜损通过查找变压器技术参数表所得)年运行时间按t=8000h计,年损耗电能为:3.94×8 000=31 520kW·h,按S11-200新型变压器可减少损耗35%,年可减少电能损耗31 520×35%=11 032 kW·h,按大工业电价0.41元/ kW·h计,年可节约费用4 523元, 经济效益十分显著。
  2.4 安装抽油机专用变频器,高效运行
  目前,青海油田有近80%的油井是轻载油井,油井的平均荷载率仅为20%。在油田开采中,电耗约占整个石油生产成本的40%,而抽油机的电耗又占整个油田电耗30%。因此开展抽油机的节能研究备受关注。
  抽油机专用变频器是采用DSP作为控制单元并结合现代模糊控制理论首创的电动机高效节能控制器。抽油机专用变频采用了电压空间矢量算法(又称菱形调制)技术,其输出更接近理想的正弦波。A/D转换采样速率高达250万次/秒,对负载的任意变化可以进行即时高速跟踪采样,DSP将采样到的电流、电压、频率等参数进行动态优化组合,使抽油机电动机的自然功率因数可从0.2~0.3左右提高到0.5~0.7左右,节能柜的功率因数提高到0.95 以上。
  现将60年代、70年代的简易开关箱或油开关全部淘汰,安装改造了带抽油机专用变频器的控制柜1 200多台。根据油井情况的不同,在特殊工况下,改变抽油机电动机的转速,达到提高了抽油泵的充满度、减少做无用功,提高了设备的使用率,同时也提高功率因数,从而减少供电电流,减轻了电网及变压器的负担,降低线损,从而提高系统效率。
  2.5 发挥科学管理作用,节能工作实施有力
  为了能够把电力节能工作干好,落实到位,目标见效,建立了以领导为组长的节能管理机制,制定了节能管理制度。节能工作组根据油田供电线路、配电设备、用电设备的各自的特点,制定了节能计划,达到精细化管理的目的。月底,结合公司上报节能月报,节能工作组从电力系统的各个点进行分析,主要以能耗增降点、新设备投用点、系统改造点为中心,分析用电设备的能耗,是否存在可以进行优化的可能。与此同时,各级主管生产主管领导牵头,召集相关科室主管人员,不定期开展节能管理、规章制度、节能技术讨论的会议,充分发挥集体作用,为节能管理工作及措施献言献策,使节能工作更上新水平,从而达到最佳的效果。
  3 结论
  青海油田电力系统的输电—配电—用电三个环节进行了调整改造,改造后供电的质量、安全稳定性、电力节能初见成效。下一步我们不断的向兄弟单位学习,进一步寻求新的科学技术,规范节能管理机制,完善节能管理制度,细化节能目标,大力宣传节能政策。为油田节能降效跟上一个新台阶奠定坚实的基础。
  参考文献
  [1]黄向阳,马力.油田配电线路节能工作新思路[J].油气田地面工程,2009,28(6):60-61.
  [2]《供电营业规则》中华人民共和国电力工业部令第8号.

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