高壓注水變頻應(yīng)用效果分析

PAGEPAGE3高壓注水變頻應(yīng)用效果分析張曉霞（大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠）摘要：本文根據(jù)某區(qū)塊注水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況，提出了在A注水站安裝高壓變頻器，實(shí)現(xiàn)注水量的無節(jié)流調(diào)節(jié)，減小泵管壓差，降低注水單耗。同時(shí)提出了高壓變頻器還可以作為一種技術(shù)手段，通過統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)注水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行。關(guān)鍵詞：高壓變頻注水系統(tǒng)降低注水單耗0引言變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)的一個(gè)主要發(fā)展方向，具有顯著的節(jié)能效果和優(yōu)異的調(diào)速性能。在石油行業(yè)中，注水系統(tǒng)是油田的耗電大戶，耗電量占整個(gè)油田生產(chǎn)的40％左右，因此，降低注水系統(tǒng)能耗是油田注水面臨的重大問題[1]。1某區(qū)塊注水系統(tǒng)概述某區(qū)塊注水系統(tǒng)已建成注水站9座，共安裝注水泵25臺(tái)，注水能力75000m3/d，注水井1599口，平均泵壓15.6Mpa，平均管壓15.1Mpa，平均注水單耗5.74kWh/m3某區(qū)塊注水系統(tǒng)由于受鉆關(guān)、洗井、測(cè)試等因素的影響，使得注水系統(tǒng)的注水量波動(dòng)較大，只能通過調(diào)節(jié)注水泵出口閥門來控制流量，增加了管網(wǎng)損耗，泵管壓差較大，注水單耗較高。為了解決某區(qū)塊注水系統(tǒng)存在的問題，我們提出在某區(qū)塊注水管網(wǎng)的中杻位置某注水站安裝高壓變頻裝置。2高壓注水變頻應(yīng)用A注水站建有D300-150×11注水泵2臺(tái),電機(jī)功率2240kW,日平均注水量8500m3以上，注水單耗5.80kWh/m3。某區(qū)塊注水管網(wǎng)相互聯(lián)通，A注水站又處于注水管網(wǎng)的中杻位置，對(duì)整個(gè)注水系統(tǒng)影響較大，注水干線可編程控制器PLC注水干線可編程控制器PLC注水泵變頻器流量計(jì)壓力變送器配注壓力注水壓力配注水量注水量圖1某注水站控制原理圖3高壓注水變頻運(yùn)行效果分析3.1A注水站運(yùn)行 A注水站安裝高壓變頻器以來，泵管壓差、注水單耗下降幅度較大，2012年與2010年對(duì)比分別下降了0.50Mpa，0.96kWh/m3，取得了較好的效果。表1A序號(hào)月份2010年工頻運(yùn)行2012年變頻運(yùn)行差值泵管壓差(MPa)泵水單耗(kWh/m3)泵管壓差(MPa)泵水單耗(kWh/m3)泵管壓差(MPa)泵水單耗(kWh/m3)11月0.55.800.14.81-0.4-0.9922月0.65.770.14.79-0.5-0.9833月0.55.800.24.80-0.3-1.0044月0.65.780.14.82-0.5-0.9655月0.75.860.14.92-0.6-0.9466月0.75.900.24.86-0.5-1.0477月0.65.870.24.92-0.4-0.9588月0.75.890.14.81-0.6-1.0899月0.65.760.14.88-0.5-0.881010月0.65.740.24.82-0.4-0.921111月0.55.800.14.79-0.4-1.011212月0.55.780.14.82-0.4-0.96平均0.65.800.14.84-0.5-0.96圖2變頻器運(yùn)行前后某注水站月平均注水單耗趨勢(shì)圖3.2某區(qū)塊注水系統(tǒng)運(yùn)行效果分析由于注水系統(tǒng)是由各個(gè)注水站及注水管網(wǎng)構(gòu)成的一個(gè)整體，A注水站作為某區(qū)塊注水系統(tǒng)的一部分，改變A注水站的運(yùn)行狀況必然會(huì)引起系統(tǒng)各部分能量損耗發(fā)生變化，并使各注水站的負(fù)荷分配發(fā)生改變，對(duì)整個(gè)區(qū)塊注水系統(tǒng)造成一定的影響[1]。表2A注水站高壓變頻運(yùn)行前后某區(qū)塊注水系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)表序號(hào)站名工頻運(yùn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)變頻運(yùn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)差值泵壓(MPa)管壓(MPa)泵水單耗(kWh/m3)泵壓(MPa)管壓(MPa)泵水單耗(kWh/m3)泵壓(MPa)管壓(MPa)泵水單耗(kWh/m3)1A注水站15.915.35.8015.315.24.84-0.6-0.1-0.962B注水站16.015.65.8116.015.75.820.00.10.013C注水站15.615.35.5815.315.25.71-0.3-0.10.134D注水站16.115.75.8216.516.35.990.40.60.175E注水站15.014.45.7015.014.35.410.0-0.1-0.296F注水站15.214.55.8215.014.55.70-0.20.0-0.12平均15.615.15.7415.515.25.54-0.10.1-0.20從表2可以看出，變頻運(yùn)行后，某區(qū)塊注水系統(tǒng)單耗由5.74kWh/m3下降到5.54kWh/m3，下降了0.2kWh/m3，運(yùn)行效果比較好。但同時(shí)我們也注意到某區(qū)塊注水系統(tǒng)的6座注水站單耗有3座上升，3座下降，這說明某區(qū)塊注水系統(tǒng)耦合性較強(qiáng)。因此必須考慮單站運(yùn)行狀態(tài)的改變對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，要保證整個(gè)系統(tǒng)處于優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)，就必須采取統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制方式，才能取得更加顯著的節(jié)能效果。4結(jié)論⑴高壓注水變頻作為調(diào)節(jié)單個(gè)注水站運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)措施，可以保證注水站運(yùn)行在較優(yōu)的工況下，實(shí)現(xiàn)注水量的無節(jié)流調(diào)節(jié)，降低注水單耗。⑵由于注水系統(tǒng)一般整體性較強(qiáng)，改變一個(gè)注水站的運(yùn)行狀況會(huì)引起系統(tǒng)各部分能量損耗發(fā)生變化。因此高壓注水變頻作為整個(gè)系統(tǒng)調(diào)控的一個(gè)“支點(diǎn)”，只有統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行。參考文獻(xiàn)王海文，王一平等高壓變頻器技術(shù)在油田注水系統(tǒng)的應(yīng)用與節(jié)能