油田節能論文

油田節能論文1

　　摘要：通常在設計油田供水系統中的泵站時，一般都會對油田的用水量和實際所需水量做自己的考察、統計和分析，在充分考慮各種因素的基礎上，來確定在泵站中所安裝的水泵的型號、大小規模等，有針對性的選曲合適的水泵設備。比如，某中心泵站有六臺臥式離心泵，其中有三臺機是250S65A型號的，還有三臺是350S75B型號的，通常白天運行一臺350S75B型號的離心泵，晚上運行的則是一臺250S65A型號的離心泵，在沒有使用變頻節能技術前由于頻繁的切換水泵，使得電機水泵在啟動時受到較大的沖擊，知識水泵和電動機在運轉中經常出現故障需要維修，加大了維系人員的勞動負擔，同時縮減了設備的使用年限，加快了資產折舊的速度，增加了供水系統運轉的成本。而隨著變頻調速器的投入，大大的減少了油田供水系統中水泵等設備的切換次數，減少了設備應頻繁切換而造成的損失，延長了設備的使用時間，從側面減少了油田供水所花費的成本。

　　關鍵詞：節能技術,工業設計,能源

　　變頻調速器除了具備過壓、過流、過載、過熱等保護功能，其自身還自帶軟啟動功能。在未使用變頻節能技術時，油田供水系統中的電動機一般都是以直接啟動的方式加入系統的運轉之中，然而這樣的方式卻會產生強大的電流沖擊以及轉矩沖擊，這些都會對電動機本身的運轉以及由其負載的水泵帶來十分不利的影響，會增大電動機和管網的損耗。而變頻調節技術具備的相對比較全面的保護功能，在其軟啟動功能的保護下，其電動機啟動時所產生的啟動電流僅為試運行電流的1-3倍，其在啟動過程中所受到的沖擊遠小于直接啟動所受到的沖擊，電動機和管網因沖擊而產生的折損明顯縮小，機泵、管網等設備的使用壽命得以延長。此外，在實際的生產過程中，變頻節能技術能夠有效降低油田供水系統的用電量。將兩臺同類型的設備放在一起，一臺使用工頻設備，另一臺使用變頻設備，在同等的工作時間下，在經過研究對比后發現，使用變頻設備平均每年可節約工業用電費用至少20多萬元，在燒煤發電的形式下，平均每年減少燒煤量近40噸，這還只是一臺機器的每年所減少的能耗。如果是一個頗具規模的油田生產基地，變頻節能技術的運用，每年為其所省去的相關生產成本將是不可估量的。

　　變頻節能技術所設計的內容較廣，對促進我國的油田供水和相關的生產工作有著非凡的意義，其在油田供水系統的具體應用和優勢絕不止上述文中所提到的內容，筆者僅是對該技術做了初步的探索。但筆者有一點可以確定的就是，隨著該項技術在我國油田供水系統應用的逐漸成熟，必將使油田工作的環境得到極大的改善，并且為我國的節能減排事業的不斷推進做出貢獻。

　　在輸水泵工頻運轉維持在一定速度的情況下，通過改變泵出口閥門來控制泵的運轉，降低電機的負荷。假設水泵本是在點A運行的，在出口閥門全開的情況下，其出水量達到QA，揚程為HA。如今為了減少注水量，想要將流量降至QB，如果沒有使用調速裝置，那只能是通過關閉閥門的方式來對出水量進行調解，這種方法在出口閥門上就需作出QAx(HA-HB)的功，能耗較大，且出現故障的可能性較高，會縮短相關設備和設施的使用壽命。而變頻調速系統，則是將AB視作泵的性能曲線，結合曲線QA計算在既定流量下所產生的相應的壓力，在A點的水泵達到最高效率時，關閉閥門，而多出來的能耗則作為熱量損失被流動的物質帶走，從而實現對出水量的有效控制。而變頻調速器，在這個過程中所承擔的任務就是在任何的流量條件下，都能匹配出與之相應的泵的特性曲線，并且隨著流量的減小，電機的運轉速度也要相應的減慢，同時由于改變水流而產生的壓差也需與電機的運轉速度的平方呈正相關。進而根據實際的注水和出水變化來及時準確的調節水泵的揚程，有效降低能耗，實現節能減排的作用。

　　在油田注水的過程中，注水站是滿足油田注水系統的源頭，且輸水泵需要持續的變動外輸泵的運轉形式，來應對供水過程中輸水量和壓力的改變。在沒有使用變頻調速技術時，人們多數是通過對開泵臺數和人工調節閥門的方式來控制水的流量，注水系統的負擔較重，同時工作效率偏低。而在現實的生產工作中，一個承擔著15座注水站的供水以及調節相關地區的供水平衡的供水站，假設其平均日供水在9000-10000m3之間，且擁有4臺型號為LzA200-630D外輸供水泵，平均每臺的裝機容量達132kW，日常工作中只運轉其中的2臺，其余兩臺備用。由于在實際的生產過程中，外圍注水站的注水量直接與供水系統的日供水量向掛鉤，假設油田供水系統的水壓為1.1MPa，受外圍注水量減小的影響，供水系統的供水壓強增加，這時為了對水量進行高效的控制，人們采用變頻調速器，通過實際的情況，來對正在運動的水泵進行變頻調速，使之與實際的注水和輸水相匹配。有研究報告曾表示在使用變頻節能技術進行控制之前，我國油田供水系統的工作效率不足30%，而在使用變頻節能技術后，效率提升了5個百分點，同時在供水過程的耗能遠低于之前供需水的消耗。

　　恒壓變量給水是油田供水系統中變頻節能技術所常用的一種措施，即為了使水泵出水口的壓力維持在一個恒定的水平，將壓力傳感器設置在水泵機組的出水口，并將該壓力值設為最不利于水泵出水所需的值。一旦管網出口的壓力超出傳感器上所設定的壓力值，那么壓力傳感器就會將實際檢測到的壓力值傳給PID調節器，由PID調節器對高于或者低于設定值的數據進行處理，將處理結果交給變頻器，再由變頻器對來改變電動機的運轉速度，通過這樣一個過程來達到恒壓的目的。管網壓力越趨于穩定，其在工作過程中所出現的壓力失恒現象也就越少，同時由于管網壓力過高而造成管網穿孔和補漏的次數也將明顯降低，有研究者曾對此作出相關的統計和分析，發現使用變頻調速技術而產生管網穿孔的概率僅為不適用變頻調速技術的一半，換句話說即使用變頻調速技術，管網穿孔的可能性將降低50%。管網穿孔的次數降低了相應的由此而產生的補漏的次數也必然會隨著降低，減輕了維修人員工作負擔，節約了維修成本，同時延長了管網等設備的使用壽命，有效的控制了油田供水系統的運轉成本，提高了其工作效率。

油田節能論文2

　　【摘要】隨著社會的不斷發展，目前我國倡導節能減排，希望能夠構建可持續發展的綠色之路。近年來，節能措施進行創新，并在油田電氣工程中得到越發廣泛的應用。論文主要結合實際工作情況，針對節能措施在油田電氣工程中的應用進行分析和研究，從而提高節能措施在油田電氣工程中的應用。

　　【關鍵詞】節能措施；油田；電氣；工程；應用

　　1引言

　　當前能源消耗量較大，其帶來的危機讓我們感覺到壓力山大，各行各業采取節能措施勢在必行。只有這樣才能夠使節能措施得到有效改善，取得良好的節能效果，而節能措施在油田電氣工程中的應用也成為目前關注的焦點。

　　2節能措施在油田電氣工程中的應用原則

　　目前，節能減排必須貫徹應用經濟合理技術等各種先進的原則，只有在此原則下才能提高節能效果。

　　2.1節能措施必須滿足油田電氣工程的主要應用

　　這主要是指在采取節能措施的過程中，雖然要達到一定的節能效果，但是我們也要滿足油田電氣工程的基本開展，滿足油田電氣工程的照度、色溫、顯色指數等各個方面的要求。在不斷開采的情況下，只有節能措施才能使得油田電氣工程的開展順利進行。我們不能僅僅為了采取相關的節能措施而使油田電氣工程工作的開展受到相關限制。

　　2.2考慮實際的經濟效益

　　目前，在油田電氣工程應用節能措施的過程中，我們必須考慮到國情以及油田工程中的實際經濟效益，不能僅僅為了節能，從而導致油田電氣工程的投入和消耗投資過大，增加整個運行的成本。若是在這樣的前提條件下采取節能措施，那么并不能達到其最終的效果，因此，我們對采取節能措施的部分投資必須在一定的時間內能夠進行有效地運行和回收，保證油田電氣工程投資的有效性。

　　2.3必須節省不必要消耗的能量

　　這主要是指所采取的節能措施必須有效地運用到油田電氣工程中，且我們節能的出發點重點應該是放在節省不必要消耗能量的部分。首先，我們必須找出在油田電氣工程中哪些部分的能量消耗與其工作項目的開展無關緊要，并采取相關的措施來進行節能，比如，如果變壓器的功率損耗都是一些無用的能量消耗或者是照明的范圍較廣，照明容量較強而并不能增強整個工作的開展效果和速度，因此，我們可以采取一定的節能措施來進行限制。

　　3節能措施在油田電氣工程中的應用策略

　　3.1減少變壓器的有功功率損耗

　　減少變壓器的有功功率損耗，這主要是指在選擇變壓器的過程中，我們首先應該選用節能型的變壓器，使其能夠有效地應用到油田電氣工程。

　　3.2減少線路上的能量損耗

　　在油田電氣工程開展的過程中，由于設備線路上存在電阻，當一定的電流通過線路時，那么將會產生有功功率的損耗。而且電路的總有功損耗相對來講屬于比較客觀的部分，我們必須要對電路上的能耗減少引起足夠的重視，當線路上的電流是不能改變的時候，我們只有以減少線路的損耗才能夠減小線路的電阻。首先，我們可以選用相關的電導率較小的材質作為導線，這主要是指在選用電導率較小的材質時可以選擇銅芯，因為銅芯和其他的材質不同，它的電導率較小，做導線的時候能夠實現節能節約的目的。因此，我們可以選擇負荷較大的銅導線或者是在三類或負荷量相對較小的建筑中采用鋁芯導線來進行節能。其次，我們可以減小整個導線的長度，這主要是指在電氣工程中，如果我們能夠盡量保持線路走直線的情況下，那么低壓線路應該也保持少走回頭線，這樣就能夠使得變壓器在一定程度上盡量靠近負荷的中心。最后，我們在高層建筑電器中低壓配電時應靠近豎井部分，只有在這樣的情況下才能夠充分實現節能措施在油田電氣工程中的應用目的。

　　3.3加大導線的橫截面

　　我們應在一定程度上加大導線的橫截面，如果在線路較長的情況下，我們必須要滿足載流量熱穩定保護的配合等方面，選擇相對科學合理的導線截面來滿足需要。在加大一級導線截面情況下相應的費用也會變多，因此，我們必須利用某些季節性負荷的線路，從而使得這些用戶在不使用的過程中，能夠給長期用戶作為供電線路使用，從而減少線路和電阻，實現油田電氣工廠中節能的目的[1]。

　　3.4綜合節能技術

　　根據油田現場實測等各個方面的實際情況，我們應采取相關的綜合節能技術，理清相關節能的思路，然后以各種方法對其進行匯總，制定并實施相關的節能方案。首先，我們必須要對油田電氣工程機械設備的使用和操作情況進行分析和研究，例如電動機是減少線路輸送中無功功率的第一首選，如果電動機在空載狀況下運行，那么消耗的油量表明了電動機的實際負載量，所以電動機的容量和負載量產生存在著緊密的關聯，將電動機的容量和負載量產生最大功率，從而滿足負荷不足現象發生。在一定程度上要及時更換相關負荷不足的電動機，只有這樣的情況下才能夠預防相關安全事故的發生。除此之外，我們必須要增加無功補償的裝置，結合油田電網目前的主要特點，加大電容器的容量，從而提高它的功率因數，增加整個模塊的無功電源容量。

　　3.5針對相關節能技術進行完善和改造

　　我們必須不斷地對相關節能技術進行完善和改造，如果電能在不能存儲的情況下，那么用電量在運行時變化多端，常常會出現用電短缺或者用電浪費等各種現象，而相關的技術人員也要進行有效的分析，找到線路運行中產生的能耗以及在峰谷差和峰谷持續長短存在著較大的差異，因此流水號的大小和電流量之間增大，與電流增量持續時間長短有直接的關系。正式油機工作時較為長期的問題，我們必須要將技術目標設定為穩定峰波的正弦電流吸收功率平衡等各個方面，如果相關的技術能夠符合這樣的標準，那么有關的問題自然而然能夠得到解決。同時，對待調速要求很強的電動機會促進相應的變頻調速技術的產生，從而產生較為客觀的節能效益，這樣不僅能夠避免電動機能耗出現浪費的狀況，也能提高電動機運行的整體速度，甚至降低電動機空載運行的損耗，從而一舉多得，實現節能的最終目標。

　　3.6保持油田電氣工程中電流電壓的穩定性

　　我們必須要保持油田電氣工程中電流電壓的穩定性，這主要是指整個系統電壓的微小偏差都可能會對用電設備的運行造成較大程度上的影響，而所謂的用電設備也常常是按照額定電壓來進行設計生產的，所以如果在一定的情況下電壓和額定電壓之間的差距過大，那么整個用電設備的運行性能會出現下降，而設備工作效率也會大大降低，甚至會因為電壓差距出現各種各樣的故障停止運行，因此在電流電壓不穩定的狀況下，會使得整個損耗增加，且設備壽命也會變短。所以我們必須要重視對電壓的調整，在采取節能措施時對電壓進行科學合理地調整，不僅依靠調節發電機變壓器等各個方面，還要通過改變無功功率的分布或線路參數等來實現相關的目標。若是電力系統無功電源出現不足的地方，那么可以適當的裝飾補償這個缺口，這樣既能夠減少線路傳輸中無功功率的損耗，提高相應負荷點的電壓設備。

　　4結語

　　綜上所述，在油田電氣工程中，節能措施的應用必須在合理的范圍內。我們要提高供電系統節能降耗的應用，但是也要在一定的程度上把握各個環節和技術的應用，工程人員必須通過不斷學習國外先進技術的情況下研發符合我國當地油田電氣工程的特點和要求的設備與技術，解決電氣工程后期所面臨的各種問題和條件。實現油田電氣工程的開發實現最終保持經濟效益和環境效益，實現雙向平衡，促進我國油田電氣能夠充分得到相關的保護，滿足日常生活的需要。

　　【參考文獻】

　　【1】代風，孫熒.注重節能管理,促進油田建筑工程電氣設計規范化[J].裝備制造,20xx（06）:129.

油田節能論文3

　　應該對系統本身采用變壓器的運行方式進行合理配置，將變壓器的調整到合理容量，方法有：（1）可以將兩個變壓器采用單母線并列連接，使其中的一個變壓器正常運行，另一個作為備用，這樣能夠單臺變壓器的性能和運行效率；（2）取消負荷率較低的變壓器，可以用運行功率和容量適宜的節能型變壓器代替，這樣能夠減少變壓器工作效率低的現狀，充分發揮適宜容量變壓器的效率，改變過分高容量變壓器效率低下去耗能高的狀況；(3)將不再使用的變壓器從用電系統中撤離，并將其接電線路也拆除，這樣能夠優化調整電網結構，減少整個系統的能消耗。

　　功率因數的合理改善

　　1選用合適的異步電動機，控制無功功率的最小值。

　　油田異步電動機消耗的無功功率計算式為：Q=2QO+(QN一QO)(P／PN)2=QO+(QN一QO)β2式中QO為電動機空載運行時消耗的無功功率，PN和QN分別為額定負載運行時的有功與無功功率，P是電動機實際負載。從中我們可以看出，當有功負荷P減少時，負載系數β降低，無功負載的大部分是不變的，只有小部分按β2減少，這和有功需要量減少不成比例，功率因數變壞。因此應盡量選擇容量接近其所帶負載的電動機。利用一定的方法檢測出負荷不足的大容量電動機，用小容量電動機來代替。

　　2無功補償裝置的使用

　　當依靠上述2.1方法對功率因數的改變不能滿足經濟運行的要求時，要使用無功補償裝置，在油田電網中，補償裝置選用的電容器一般為靜電電容器，補償方式有多種，效果最好的可以使用個別補償和集中補償相結合的方法。可以根據電容器的負荷變化進行若干的分組，依組授入或切除，這樣方便在運行過程中隨時調節電容器的容量。為了達到提高功率因數的效果，設置無功補償裝置電容器的容量計算方式是：QC=P(tanφ1一tanφ2)式中QC為補償裝置中電容器的容量，P為有功負荷，φ1和φ2分別為功率因數改變前后的相位角。但在油田的實際工作中，無功補償裝置設置還要根據油井和變壓器的具體使用情況而定。

　　平衡高峰和低谷用電，平均負荷

　　電網電能不能夠存儲，隨著電網運行時間的變化，用電負荷也在變化，這就使得在用電高峰和低谷時期，其電力出現緊缺和浪費的現象。電網運行中線路運損耗與用電高峰低谷差和時間有關系。研究表明，線路運行時，其負荷不均衡時的損耗要均衡條件下的損耗，電能損耗和負荷的大小呈正相關。我們可以假設，從系統運行來看，如果抽油機的運行是如下狀況：（1）三相功率平衡；（2）電流波動正常，無功功率的吸收恒定；（3）起動電流或沖擊涌流較�。虎芄β室驍岛愣ú蛔優�1。在這些狀況下，抽油機能夠達到很好的節能效果，在這種設想下，人們創造了負荷質量調節器，此設備通過無功和負序補償相結合、源濾波、短時有功支持等方式調節抽油機的負荷達到上述理想條件，從而改善抽油機的性能，達到節能的效果。

　　調整電壓，采用動態電壓支撐技術

　　系統電壓對所有的用電設備運行有很大的影響，用電設備的正常運行是在額定電壓條件下，當系統電壓相對于額定電壓來說較大時，就會因為電壓或電流過大，而損壞用電設備的正常性能，甚至對設備造成損壞。尤其是對于電動機來說，如果運行電壓過大，就會影響電磁轉矩，降低了設備的效率，降低使用壽命，增加電能耗損，甚至會因為電壓和頻率的穩定性、絕緣性、諧振情況等變化，無端地增加了電網能源的損耗，造成生產的浪費。所以，針對電網的異常電壓波動要有相應的調整方法，相應的措施主要有兩種：一種是調節發電動機、變壓器等的輸出電壓；另一種措施是改變無功功率分布、線路參數等。第一種措施只能在電力系統無功電源充足的條件下使用，當無功電源不充足時，為了減少發電機的無功功率負荷，往往要降低整個電網的電壓，即使采用調節變壓器分接頭等方法部分提高系統某部位的電壓水平，反而是增加了無功功率的消耗，如果不得不再次降壓，就會導致整個系統運行性能的不足，嚴重時甚至導致整個系統的崩潰。所以當無功電源不充足，必須要在合適的地方設置無功補償裝置。一般說來，無功補償裝置可以有效減少線路輸出的無功功率，降低整個電路系統的電能消耗。

　　變頻調速技術及其改造

　　變頻調速技術對于有大范圍調速要求的電動機來說具有重要的作用，在油田生產的合適環節中，對電動機采用變頻技術，能夠提高電動機的運行效率，減少空載運行損耗。對已經使用具有變頻技術電動機的油區來說，可以對變頻技術進行進一步的改造，以提高其節能效果。比如可以在變頻器的輸出一側加裝無源濾波器，這個濾波器的作用是有效地過濾掉變頻器輸出的高次諧波，使得給電動機供電的電壓是理想的正弦波，這種方式可以減少諧波制動和脈動過程，大量的降低諧波輸出時需要的附加損耗，能夠提高電動機的使用性能，提高其運行使用率，降低電動機電能損耗。

　　設計油田電氣節能方案，要積極的借鑒國內外相關的技術和經驗，在結合油田本身情況的前提下，采取一系列有效地技術手段，真正解決油田在電氣能源利用方面面臨的難題，減少電能在油田生產各個過程中的損耗，提高電能的利用效率，從而做到節能環保生產，提高油田的經濟效益。（本文作者：費躍 單位：大慶油田工程建設有限公司大慶油田路橋公司運輸處）