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[關(guān)鍵詞]游梁式抽油機;節(jié)能增效;單相運行;措施
中圖分類號:TM3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2013)36-0345-01
前言
目前油田進(jìn)常用的三相異步電動機,在理想情況下的效率為90%左右,且大多功率因數(shù)小于0.4,所配的電動機裝機功率較大,而電動機正常運行時都是輕載運行,造成抽油機負(fù)載率低,與電動機不匹配,形成“大馬拉小車”的生產(chǎn)狀況,浪費電力嚴(yán)重。抽油機使用的電動機工作載荷是帶沖擊的周期變載荷,與按恒定載荷設(shè)計制造的通用電動機的工作特征不匹配。通用電動機的機械特征是硬特征,在運行過程中其轉(zhuǎn)速隨載荷變化不大,而抽油機的交變載荷增加了電動機的電動損耗,再加上選擇的抽油機與實際需要不匹配,降低了整機的地面效率。分析抽油機的用電特征,根據(jù)每臺抽油機具體的“癥結(jié)”所在,綜合考慮制定出相應(yīng)的節(jié)電措施,實現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)運行。
1 電動機帶動抽油機生產(chǎn)存在問題
1.1 電動機負(fù)載低
為保證抽油機的啟動要求和在運行時有足夠的過載能力,通常所配的電動機裝機功率較大,而電動機正常運行時都是輕載運行,造成抽油機負(fù)載率低,與電動機不匹配,形成“大馬拉小車”的生產(chǎn)狀況,使線路、變壓器、電動機的功率損耗增大;電動機的運行效率取決于負(fù)載率,輕載時電動機的效率很低,當(dāng)負(fù)載增加到一定值時,變化則很小,有實驗證明:負(fù)載率〈0.4時,效率的變化不大,負(fù)載率>0.7時,效率最高。當(dāng)電動機負(fù)荷很低時,電動機仍要從電網(wǎng)吸取較大的無功功率,從而降低了功率因數(shù),這就是目前電機功率因數(shù)低的主要原因。
1.2 平衡率低
現(xiàn)場使用的抽油機平衡率低,嚴(yán)重的不平衡造成電力的浪費,造成多數(shù)電動機電流變化不均勻,使電動機內(nèi)耗大大增加,影響整個抽汲系統(tǒng)的效率。
1.3 存在發(fā)電現(xiàn)象
現(xiàn)有的節(jié)電措施大都是針對電機低負(fù)荷率下效率低和功率因數(shù)低造成的電能浪費的情況,而抽油機浪費電能的另一個重要原因是抽油機拖動電機發(fā)電,有實驗證明:目前使用的各種類型的電動機都多少存在這種情況。由于抽油機負(fù)載波動很大,在抽油機的正常運轉(zhuǎn)中會出現(xiàn)抽油機減速箱輸入軸的運轉(zhuǎn)速度大于電機對它的驅(qū)動速度的情況,這時,抽油機就拖動電機發(fā)電,其發(fā)的電不會完全與電網(wǎng)同步和存在線路損耗,可以肯定電機發(fā)的電不能完全被電網(wǎng)利用。在整個電能―機械能―電能的轉(zhuǎn)換過程中能有很大的一部分能量被浪費掉。
2 游梁式抽油機節(jié)能特點和應(yīng)用
常規(guī)型游梁式抽油機工作特點是承受交變載荷,懸點運動速度和加速度的變化使載荷極不均勻,工作能耗偏高,不平衡現(xiàn)象普遍存在,地面系統(tǒng)效率偏低,用電多。異向型游梁式抽油機具有峰值扭矩低、所需電動機功率低等特點,運轉(zhuǎn)時平衡效果較好。在相同的情況下,其系統(tǒng)效率比常規(guī)型高2.5-4%。前置式游梁抽油機具有平衡效果好、光桿最大載荷小、節(jié)能效果好等特點。其缺點是懸點載荷低于額定懸點載荷,造成抽油機資源的浪費,工作時前沖力大,影響機架的穩(wěn)定性,使它的應(yīng)用受到制約。現(xiàn)場應(yīng)用的節(jié)能電動機主要有:變級調(diào)速、電磁調(diào)速電機(滑差電機)、變頻調(diào)速、高轉(zhuǎn)差率電機、永磁同步電機、雙功率電機幾種,下面對它們的特性和現(xiàn)場應(yīng)用情況做一簡單陳述。變頻調(diào)速可以低速輕載啟動,抽油機沖次及上下沖程的速比可實現(xiàn)無級調(diào)節(jié),可以根據(jù)油井井況進(jìn)行抽空控制,自動調(diào)節(jié)抽汲參數(shù),有電流保護(hù)、過電壓保護(hù)等作用,但由于價格昂貴和維修不方便等的原因,在現(xiàn)場應(yīng)用極少。滑差電機可實現(xiàn)無極調(diào)速,電機轉(zhuǎn)軸與負(fù)載之間為軟特征連接,可以平滑啟動,但低速時損耗大、效率低,由于應(yīng)用調(diào)速電機的油井多為供液能力差、需實現(xiàn)低沖次運行的油井,此種電機在現(xiàn)場應(yīng)用不廣泛。高轉(zhuǎn)差率電機具有較高的轉(zhuǎn)差率和軟的機械特征,較高的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和較小的堵轉(zhuǎn)電流,較高的效率、功率因數(shù),適用于轉(zhuǎn)動飛輪轉(zhuǎn)矩較大和不均勻沖擊載荷,特別是抽油機用沖擊載荷。雙功率電機是油田與石油大學(xué)合作研究生產(chǎn)的,采用改變繞組的接法來改變電機的極數(shù)和輸出功率,以便與機械負(fù)載的負(fù)載特征相匹配,可以簡化其變速系統(tǒng),從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。永磁電機是一種同步電機,具有體積小、重量輕,結(jié)構(gòu)簡單,效率高,功率因數(shù)高,運行穩(wěn)定的特點。特別在抽油機輕載時在一定范圍內(nèi)的效率還要高于額定值的94%,最高可達(dá)96%,又可獲得任意高的功率因數(shù),最高為0.98左右,還可起到補償電容器的作用,啟動力矩大,過載能力強,從根本上解決了“大馬拉小車”的現(xiàn)象,節(jié)電效果非常明顯。
3 抽油機井節(jié)電措施
可以根據(jù)每一臺抽油機具體的“癥結(jié)”所在,綜合考慮制定出相應(yīng)的節(jié)電措施,實現(xiàn)抽油機的經(jīng)濟(jì)運行,下面提幾點措施:(1)提高電動機的負(fù)載率。電機低負(fù)荷率下的效率低和功率因數(shù)低是抽油機浪費電能的原因之一,電動機負(fù)載率提到7-12%,則系統(tǒng)效率可提高2-4%,當(dāng)電機負(fù)載率低于25%時,應(yīng)考慮奉還一個低容量級別的電動機。(2)油井參數(shù)優(yōu)化。針對供液不足井泵效低,耗電量大的現(xiàn)狀,采取低速電機和變頻器手段進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,達(dá)到節(jié)電的目的。(3)合理選用抽油機機型,充分發(fā)揮抽油機潛力。抽油機的懸點載荷狀況是影響抽油機能耗的主要因素,其理想載荷率為80%左右。由于油井井況多變,因此需要經(jīng)常調(diào)節(jié)平衡,另外的原因是,平衡度好的抽油機,在穩(wěn)定生產(chǎn)的情況下,抽油機拖動電動機發(fā)電少。(4)選用節(jié)能電動機,改造普通電動機。根據(jù)現(xiàn)場情況,選擇節(jié)能電動機,減小機內(nèi)損耗,提高電動機本身的運行效率,使抽油機與電動機保持良好的功率匹配,提高效率,節(jié)約用電。改造現(xiàn)有普通電動機,在電動機機軸處安裝一個帶蓄能器的離合器,使電動機實現(xiàn)空載啟動,降低啟動電流,從而減小電動機的裝機功率,提高電機的負(fù)載率。電動機的星角接線自動變換裝置,在輕載時,Y接線運行,負(fù)載增大時,改為角接線運行。(5)安裝無功補償裝置。單井功率因數(shù)補償柜是在變壓器低壓側(cè)投加電容,利用無功就地補償裝置產(chǎn)生的容性電流抵消電動機的感性電流,油井安裝無功補償器后,降低了線路的損耗和變壓器的銅耗,從而提高功率因數(shù),提高效率,達(dá)到節(jié)電目的。(6)使用節(jié)能減速器。抽油機節(jié)能減速器由一個軸承支座和兩個大小不同的皮帶輪組成,兩個皮帶輪通過軸和軸承固定在軸承支座上,軸承支座通過底座螺栓固定在抽油機底座上,大皮帶輪通過皮帶與電機相連接,小皮帶輪與抽油機皮帶輪連接,通過加大傳動比,在電機功率降低的情況下,滿足抽油機懸點負(fù)荷要求,實現(xiàn)0.5-4.0次達(dá)到降低沖次和節(jié)電的目的,其具有啟動平穩(wěn)、運行平穩(wěn)、優(yōu)化油井參數(shù)、降低電耗與成本的特點。
此外,抽油機拖動電動機發(fā)點過程很浪費電能,目前還沒有對抽油機拖動電動機發(fā)點的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行更深入的研究,以后這方面是一個研究方向,是一個節(jié)能增效點,具有廣闊的節(jié)能前景。
關(guān)鍵詞:供電企業(yè);供電系統(tǒng);節(jié)能增效技術(shù);問題;措施
中圖分類號:F426 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
本文主要從大型工、礦企業(yè)角度的供電系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行闡述。大型工、礦企業(yè)供電系統(tǒng)中的受電電源通常為電力系統(tǒng)中的變電站,所受到的電壓也各不相等,主要是由企業(yè)性質(zhì)、用電負(fù)荷大小及變電站供電電壓而決定。大型工、礦企業(yè)通常具有一、二級負(fù)荷,因而其受電電源主要采用35千伏的雙電源,按照相關(guān)規(guī)定的結(jié)轉(zhuǎn)方式將總降壓變電站和高壓配電線路進(jìn)行聯(lián)接,以此構(gòu)成企業(yè)的高壓供電系統(tǒng),從而為企業(yè)各部門用電提供服務(wù)。
1 供電系統(tǒng)概述
1.1供電系統(tǒng)的定義
供電系統(tǒng)即是由能產(chǎn)生電能的電源系統(tǒng)和輸送給用電的輸配電系統(tǒng)共同構(gòu)成。主要能分為三種,分別是TT、TN、IT。供電企業(yè)電力系統(tǒng)中的重要組成部分就是供電系統(tǒng),是按照規(guī)定的接線方式將配電線路和電氣設(shè)備有機結(jié)合;供電系統(tǒng)的電能來源于電力系統(tǒng),通過對電能進(jìn)行合理變換、分配及輸送等,將電能安全、有效、實時的輸送到各個用電場所,而后利用相關(guān)的電氣設(shè)備來控制用電場所的運行狀態(tài),最終使電能服務(wù)于人民日常生產(chǎn)、生活及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
1.2供電系統(tǒng)現(xiàn)狀
配電線路和變壓器配置不合理,大型工、礦企業(yè)供電系統(tǒng)中電力變壓器與配電線路耗能最多,這主要是由市場需求變化和企業(yè)生產(chǎn)工藝變化而決定的,通常最為常見的情況就是設(shè)計配置的電力變壓器容量無法與企業(yè)實際負(fù)荷所匹配,例如變壓器損耗大、容量大、負(fù)荷率小;配電線路長短不一,不規(guī)范、不合理;這些均是造成線路損耗加大的主要原因。
當(dāng)前,在我國工、礦企業(yè)中普遍存在用電設(shè)備和供電線路陳舊老化情況,例如變壓器、壓縮機、電動機、電焊機機等,這些用電設(shè)備和供電線路在日常運行時電能耗損大且效率低下,導(dǎo)致過多的電能資源被浪費。此外還有瞬變電壓、浪涌電流、諧波以及供電電壓不穩(wěn)定等,這些因素均會對工、礦企業(yè)供電系統(tǒng)的正常運行及用電的安全、有效、實時造成極大的影響。
2 供電系統(tǒng)中存在的問題
(1)節(jié)能增效技術(shù)不完善,導(dǎo)致節(jié)能增效設(shè)備成本投入過大且不易回收;(2)節(jié)能增效設(shè)備操作較為繁瑣,導(dǎo)致工作量加大,出于經(jīng)濟(jì)利益考慮,便將這些設(shè)備棄之不用;(3)供電系統(tǒng)相關(guān)工作人員檢查力度不足及技術(shù)水平有限,由于供電系統(tǒng)具有復(fù)雜、專業(yè)技術(shù)性強等特點,一旦發(fā)生故障,不僅無法及時發(fā)現(xiàn)且修復(fù)耗費的時間也較長、較困難;(4)部分供應(yīng)商供應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)備不合格,易發(fā)生故障;(5)供電系統(tǒng)中的配電線路過長及布局零亂,這樣極易產(chǎn)生干擾和出現(xiàn)人為事故;(6)電力產(chǎn)品質(zhì)量不合格,配置不合理,導(dǎo)致系統(tǒng)時常發(fā)生不明故障。
3 加強供電系統(tǒng)節(jié)能增效的有效措施
3.1供電系統(tǒng)節(jié)能增效技術(shù)措施
3.1.1加強配電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)力度
供電企業(yè)應(yīng)加強配電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)力度,并以提高當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)供電可靠性、有效性、實時性以及降損增效為原則并結(jié)合供電企業(yè)和當(dāng)?shù)貙嶋H建設(shè)發(fā)展?fàn)顩r不斷對配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。在進(jìn)行配電網(wǎng)建設(shè)時,應(yīng)將節(jié)能降損增效提高到足夠重要的工作層面上,加大對節(jié)能降損增效項目的投資力度并貫徹落實該項目,從而做到以有限資源獲取最大經(jīng)濟(jì)消耗。
3.1.2加強配電系統(tǒng)自動化建設(shè)
配電系統(tǒng)自動化建設(shè)能進(jìn)一步實現(xiàn)供電系統(tǒng)節(jié)能降損增效的目標(biāo),提高供電企業(yè)服務(wù)質(zhì)量,還能降低線路冗余容量,節(jié)省供電企業(yè)對線路的投資。所以供電企業(yè)應(yīng)加強配電系統(tǒng)自動化建設(shè),同時不斷學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗,并進(jìn)行深入研究,結(jié)合供電企業(yè)特點發(fā)展出適合自身的自動化配電系統(tǒng),從而為供電系統(tǒng)的節(jié)能降損增效提供有力的支持。
3.1.3做好用電設(shè)備檢修和輸配電線路維護(hù)工作
供電企業(yè)應(yīng)做好用電設(shè)備檢修工作,以降低停電次數(shù)與時長,從而提高服務(wù)質(zhì)量;還應(yīng)做好輸配電線路維護(hù)管理工作,防止或減少電能泄漏。用電設(shè)備檢修和輸配電線路維護(hù)工作主要內(nèi)容有對用電設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢查、維修并定期進(jìn)行清掃和更換絕緣子,對輸配電線路進(jìn)行定期維護(hù),修剪樹枝,測量接頭電阻,不管是用電設(shè)備還是輸配電線路都應(yīng)做到定期檢修、維護(hù),做到及時發(fā)現(xiàn)問題迅速解決。
3.1.4采用先進(jìn)技術(shù),促進(jìn)電量遠(yuǎn)傳工作
供電企業(yè)應(yīng)積極采用并大力推廣各種先進(jìn)手段,例如自動化配電系統(tǒng)、集中抄表系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)在線監(jiān)測系統(tǒng)等,以此促進(jìn)電量遠(yuǎn)傳工作更快速、有效的完成。電量數(shù)據(jù)能為線損工作提供重要依據(jù),實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳有助于提高線損管理水平。供電企業(yè)應(yīng)加強變電站電量遠(yuǎn)傳系統(tǒng)建設(shè)工作,并最大程度開發(fā)利用電量遠(yuǎn)傳的系統(tǒng)功能,從而促使電量遠(yuǎn)傳系統(tǒng)功能更完善、更有效。
3.2供電系統(tǒng)節(jié)能增效管理措施
3.2.1加強線損管理工作
供電企業(yè)應(yīng)加強線損管理工作,以此從根源上降低電量損耗,制定針對性的電量降損計劃,逐漸實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳,以此提高供電量數(shù)據(jù)同時率,減小線損率波動。不斷完善線路考核計量裝置,對線損率進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范,實行量化考核,做到責(zé)任到人,并建立有效的獎懲機制,根據(jù)考核結(jié)果執(zhí)行考核機制。此外,供電企業(yè)還應(yīng)加強線損預(yù)測分析和理論計算工作,以便對供電系統(tǒng)電網(wǎng)運行損耗情況進(jìn)行充分掌握,對降損方向有明確了解,從而為制定科學(xué)合理的降損方案和年度降損計劃提供重要依據(jù)。
3.2.2加強計量管理
供電企業(yè)應(yīng)加強計量管理并加大對計量裝置的投入力度,以此提高計量的精準(zhǔn)度,確保計量的準(zhǔn)確性。供電企業(yè)應(yīng)被市場淘汰的電能表進(jìn)行全部更換,并不斷優(yōu)化升級低壓電流互感器。對計量裝置進(jìn)行合理改造,采用將電能表集中安裝于專用表箱、專用計量柜的方式,以此防止竊電情況的出現(xiàn);對低壓電力用戶安裝漏電保護(hù)開關(guān);對高供高計用戶采取使用高壓計量箱并配備磁卡表的方式。此外,供電企業(yè)還必須定期對計量裝置進(jìn)行檢查和輪換,采取定檢、抽檢有機結(jié)合的手段,以此確保計量的準(zhǔn)確性。
3.2.3開展普查活動,加強反竊電工作
(1)供電企業(yè)應(yīng)積極組織開展?fàn)I業(yè)大普查活動,采取定期或不定期的突擊檢查,對偷、漏電情況、電力用戶帳卡、電表、接線等進(jìn)行重點檢查;并加強對臨時用電的檢查,對電能表和計量裝置的檢查,做到現(xiàn)場實測電能表,現(xiàn)場核查電能表底數(shù),對電能表接線、電壓和電流互感器進(jìn)行檢查,以此提高供電企業(yè)抄收和計量的準(zhǔn)確性,提高其業(yè)務(wù)經(jīng)營管理水平。
(2)供電企業(yè)應(yīng)加強反竊電工作,并嚴(yán)格按照相關(guān)法律法規(guī)對竊電行為進(jìn)行嚴(yán)厲打擊。加強電力營銷部門的管理,并建立有效的管理體制,促使每個職工在實際工作中做到相互監(jiān)督、相互制約。加強用電營銷稽查,充分發(fā)揮營銷稽查作用,同時加強對電力營銷部門的監(jiān)督。加大用電宣傳教育力度,促使供電企業(yè)的所有職工和人民群眾對用電知識有足夠的了解,并要求人民群眾積極配合從而共同創(chuàng)造出一個安全、有效的用電環(huán)境。此外,供電企業(yè)還應(yīng)建立健全完善的反竊電機制,并邀請公安機關(guān)、檢察機關(guān)等密切配合,共同打擊竊電犯罪。
結(jié)語
綜上所述,對供電企業(yè)供電系統(tǒng)節(jié)能增效技術(shù)進(jìn)行分析與探討具有十分重要的意義。不僅能提高供電企業(yè)服務(wù)質(zhì)量,增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益,還有助于促進(jìn)電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,從而有助于實現(xiàn)我國節(jié)能減排的宏偉目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
[1]唐整生.供電企業(yè)供電系統(tǒng)節(jié)能增效技術(shù)淺析[J].化學(xué)工程與裝備,2011,04:99-101.
【關(guān)鍵詞】注水 節(jié)能增效 潛力
油井開采后期,由于壓力降低或石油黏稠帶來開采困難,多通過注水理提高地層壓庫力,提升采油效益。然而許多注水系統(tǒng)設(shè)施存在問題,導(dǎo)致注水工作產(chǎn)生的能耗大,效率低,所以分析現(xiàn)階段油田注水中存在的問題,并采取合理措施改進(jìn),優(yōu)化注水的地面配套工作,挖掘節(jié)能增效的潛力成為采油工作者面臨的課題。下面就圍繞這個問題談?wù)劰P者的看法。
1 影響油田注水系統(tǒng)效率的因素分析
油田注水系統(tǒng),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,系統(tǒng)龐大。受到影響的因素有許多,總體來講,導(dǎo)致效率降低的原因主要有如下方面:
(1)電動機型號有匹配問題。某些油田所采用的電機型號在電機功率的選擇問題上出現(xiàn)偏差,主要是和注水泵型號不相匹配,結(jié)果出現(xiàn)了電機出力不足問題,電機損耗過大,俗話叫大馬拉小車,導(dǎo)致無功功率的損失過大。
(2)注水泵的效率偏低。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)的調(diào)查分析,現(xiàn)除段注水泵的平均效率并不太完美,主要為總效率的百分之七十二,這一點明顯偏低,離總公司要求的百分之七十五再差三個百分點。而相比來言,國外在注水泵運行的效率方面,其效率幾乎達(dá)到百分之八十。分析其原因發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致泵效低的主要問題有:一是注水泵牽扯到多種因素出現(xiàn)泵體本身效率低下,二是在注水泵的型號選擇與配套問題上出現(xiàn)事故,比如泵管的壓差大,導(dǎo)致出現(xiàn)節(jié)流損失,能量損失嚴(yán)重的現(xiàn)象,這些問題不容忽視。
(3)注水系統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)計較為復(fù)雜,造成能耗損失過大。導(dǎo)致能耗損失大注水管網(wǎng)能量損耗主要是管件的沿程阻力損失和局部阻力損失,如閥門三通等,它們都與流量輸送距離和流速平方成正比。主要表現(xiàn)在:注水系統(tǒng)是由大量的簡單管元部件組成一個復(fù)雜大系統(tǒng)。由于各油田注水系統(tǒng)的差異,系統(tǒng)內(nèi)管件數(shù)量是不確定的;且對于同一類管元部件,其參數(shù)又是千差萬別的,從而導(dǎo)致在計算過程中需要分別研究。
注水站在布局上存在不合理現(xiàn)象,有些注水站的注水半徑過長,都能達(dá)到十幾公里左右,長距離導(dǎo)致由注水站至注水井的壓降達(dá)到三點五兆帕,甚至還要多,這里面,泵管的壓差控制約一兆帕,配水間內(nèi)控制約一點五兆帕,其余為沿程阻力損失。
(4)注水系統(tǒng)某些環(huán)節(jié)匹配不合理。一是注水系統(tǒng)效率較低。由于注水泵的管網(wǎng)之間存在匹配不合理現(xiàn)象,比如注水站與管網(wǎng),以及閥門等配置也有不合理,出現(xiàn)注水泵的運行偏離高效區(qū),注水系統(tǒng)較低。二是為滿足不同時期、不同開發(fā)階段的部分油田對于注水量的變化存在不同要求的現(xiàn)狀,注水站要頻繁地調(diào)整注水系統(tǒng)的生產(chǎn)方案。而有些生產(chǎn)方案的調(diào)整可能存在問題,比如,多數(shù)注水系統(tǒng)的運行要靠注水管理人員的主觀認(rèn)識和主觀經(jīng)驗來判斷,缺乏嚴(yán)格系統(tǒng)科學(xué)的程序或方法,從而導(dǎo)致出現(xiàn)生產(chǎn)方案不夠合更,不能及時保證注水系統(tǒng)在比較優(yōu)化的狀態(tài)下工作,從而導(dǎo)致系統(tǒng)的效率比較低下。而有時候,注水系統(tǒng)中的系列參數(shù)又不能及時圍繞油田注水實際的變化而調(diào)整,因此導(dǎo)致問題頻發(fā)。
2 優(yōu)化注水地面配套,挖掘節(jié)能增效潛力的措施
(1)提高注水泵效率,合理匹配電機。要想提高水泵的效率,應(yīng)該盡量減少機械摩擦和漏水量,并力求改善過流部分的設(shè)計和提高制造、裝配質(zhì)量。而在進(jìn)行注水工藝設(shè)計時則應(yīng)做到合理選用高效大排離心注水泵大排量離心泵的過流面積大,阻力小,容積效率和水力效率也較小排量泵有顯著提高。因此,選擇大排量泵是提高注水泵效率最有效的途徑之一。油田開發(fā)早期,由于注水量較小,多選用排量較小的一一注水泵,該泵運行效率一般不大于,注水耗電指標(biāo)也大大超過總公司要求。隨著油田進(jìn)入開發(fā)中后期,注水量大幅度上升小泵很難適應(yīng)這種變化。因此,應(yīng)適時根據(jù)注水系統(tǒng)的需要,優(yōu)先選用高效大排量注水泵。筆者單位新民采油廠根據(jù)設(shè)計規(guī)模,在6#站規(guī)劃設(shè)計時進(jìn)行了兩種泵的對比,采用離心泵需用2臺,采用柱塞泵則需4臺泵。經(jīng)過計算分析,采用一離心泵注水耗電遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采用柱塞泵耗電,后者的耗電明顯低于前者,選用柱塞泵,淘汰低效離心泵,使泵效提高了。
(2)改造老式離心泵。注水站大多采用低效小排量注水泵。在注水量增加不大或全部換型不現(xiàn)實的情況下,可結(jié)合泵的大修采取技術(shù)改造辦法,提高泵效,實現(xiàn)節(jié)能。調(diào)整注水泵的級數(shù)。注水泵泵壓大多是根據(jù)地質(zhì)部門提供的注水壓力這一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計算得出的,但此壓力往往高于實際需要的注水壓力。尤其是經(jīng)過一段時間的采油之后再轉(zhuǎn)注時,需要的壓力更低。當(dāng)運行泵壓超過注水壓力并大于泵的單級葉輪產(chǎn)生的壓力時,即可撤級。因為注水耗電與泵壓成正比,撤級即是降低泵壓,可以收到明顯的節(jié)電效果。
(3)合理井站布局,采用低壓供水。通常情況下,一旦油田面積太大,而又僅安裝一臺注水泵,就會導(dǎo)致高壓管線變長,從而造成管網(wǎng)損失過大,如果區(qū)塊中的壓力不同步,根據(jù)能夠滿足高壓區(qū)塊的設(shè)計要求,泵壓的損失會尤為明顯。這就要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)之間的比對,進(jìn)行集中低壓供水,當(dāng)然也可以單獨設(shè)置注水站的小站加以注水。新民采油廠在井站布局改造設(shè)計時,通過一座注水站提供合格水,并經(jīng)過低壓送到三座注水站的小站注水工藝。經(jīng)過實踐探索,發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)的效率比改造前提高了不少,可見采用低壓供水對于節(jié)能增效來講,是完全可行的。如:吉林油田新民采油廠3#注水站、6#注水站采用了單獨設(shè)置注水站的小站注水流程,減少了管網(wǎng)損失,同時滿足了高壓區(qū)塊的注水需求,泵壓損失明顯減少。
(4)做好注水規(guī)劃設(shè)計減少管網(wǎng)損失。要遵循整體降壓、分區(qū)分壓、局部增壓、合理搭配的原則。提高管網(wǎng)效率的一條基本原則是注水站泵壓與所轄范圍內(nèi)的注水井井口壓力有一個比較經(jīng)濟(jì)合理的匹配值,以使其沿線壓力損失最小,又能滿足注水壓力的要求。如個別區(qū)塊注入壓力遠(yuǎn)超其他臨近區(qū)塊,屬于高壓注水井,將少數(shù)高壓井采取局部增壓和分區(qū)分壓的注水工藝,利用增注泵,將原不能滿足注入壓力需求的低壓注入水,分段提高注入壓力,解決了個別區(qū)塊注入壓力高過的問題。
(5)選用耐腐蝕材料。大多數(shù)油田的注入水腐蝕性都較強,隨著泵過流部分的腐蝕,容積效率也大大降低,整體泵效下降很快。因此,選擇合適的泵體材料至關(guān)重要。另外還要合理匹配電機,選擇節(jié)能型高效電機。
3 結(jié)束語
綜上,筆者圍繞著四大方面談了油田注水中存在的問題,并通過五點措施進(jìn)行優(yōu)化,通過采取合理措施改進(jìn),以實現(xiàn)優(yōu)化注水的地面配套工作,挖掘節(jié)能增效的潛力。希望筆者所談能為此問題的解決起積極作用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:先進(jìn)控制;節(jié)能;化工過程
中圖分類號:TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)31-0204-03
Advanced Control Technology to Promote Energy Conservation of Chemical Production For Refining & Chemical Company
TANG Juan
(Lanzhou Research Institute of Petrochemical Industries Co, Lanzhou 730060, China)
Abstract: In recent years, facing tremendous pressure in the energy consumption and energy efficiency levels for the petrochemical plants, advanced control and optimization technology as an energy saving technology measures has been successfully applied in Lanzhou petrochemical chemical production process, which play an important role in the energy saving and efficiency. First, this paper introduces the technological base to realize energy saving and efficiency, including soft measurement technology, multi variable predictive control, and advanced control and conventional control’s Synthesis and integration. And then , it discusses in detail the typical application of advanced control and optimization technology in the process of chemical production, focusing on Acrylonitrile Unit, Aromatics Unit, Ethylene Unit, and Polypropylene Unit.
Key words: advanced control technology; energy conservation; chemical production
1 概述
國家“十二五”規(guī)劃提出了節(jié)能減排的目標(biāo)和要求,石油石化等高耗能行業(yè)企業(yè)到2015年末完成單位GDP工業(yè)增加值能耗分別比2010年下降18%,主要污染物排放總量減少10%的目標(biāo)。規(guī)劃明確提出石油化工行業(yè)節(jié)能途徑與措施:全面推廣大型乙烯裂解爐等技術(shù);重點推廣裂解爐空氣預(yù)熱、優(yōu)化換熱流程、優(yōu)化中段回流取熱比、中低溫余熱利用、滲透汽化膜分離、氣分裝置深度熱聯(lián)合、高效加熱爐、高效換熱器等技術(shù)和裝備;示范推廣透平壓縮機組優(yōu)化控制技術(shù)、燃?xì)廨啓C和裂解爐集成技術(shù)等;研發(fā)推廣乙烯裂解爐溫度與負(fù)荷先進(jìn)控制技術(shù)、C2加氫反應(yīng)過程優(yōu)化運行技術(shù)等。針對乙烯、芳烴、合成材料及單體等石油化工行業(yè)重點產(chǎn)品提出了指導(dǎo)性節(jié)能措施。
石油化工行業(yè)面臨嚴(yán)峻的節(jié)能減排形勢,“十二五”是實現(xiàn)節(jié)能減排約束性目標(biāo)的關(guān)鍵時期。石油化工行業(yè)節(jié)能減排工作開展需全方面行動,加強能源管理,開發(fā)節(jié)能生產(chǎn)工藝、節(jié)能設(shè)備與技術(shù)評價、能源管控人才培養(yǎng)等方面同時進(jìn)行,實現(xiàn)石化工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。除節(jié)能管理措施外,節(jié)能減排技術(shù)的突破是石油化工行業(yè)降低能耗的關(guān)鍵。近年來,隨著某蘭州石化公司“十一五”、“十二五”信息化發(fā)展規(guī)劃的建設(shè)與實施,先進(jìn)控制與優(yōu)化、能源管理系統(tǒng)(EMS)、流程模擬及生產(chǎn)全過程評估、排產(chǎn)系統(tǒng)等信息化技術(shù)在化工過程節(jié)能降耗中得到廣泛應(yīng)用。先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)在多套重點裝置的成功實施在促進(jìn)化工生產(chǎn)過程節(jié)能增效中發(fā)揮了重要的作用。國外先進(jìn)的石油化工企業(yè)已經(jīng)走在該領(lǐng)域的前沿,應(yīng)用實踐表明先進(jìn)控制技術(shù)應(yīng)用廣泛、運行水平良好、投用率高、效果明顯、投資回報率高,是實現(xiàn)節(jié)能降耗、減排增效的良好技術(shù)手段。
2 先進(jìn)控制實現(xiàn)節(jié)能增效的技術(shù)基礎(chǔ)
2.1軟測量技術(shù)簡介
軟測量技術(shù)基本思想是把自動控制理論與生產(chǎn)工藝過程有機結(jié)合起來,應(yīng)用特定的計算機技術(shù),針對一些難以測量或暫時不能測量的重要變量,選擇另外一些容易測量的變量,通過構(gòu)成某種數(shù)學(xué)關(guān)系來推斷和估計,以軟件來代替硬件(傳感器)功能,它的核心技術(shù)是建模。這類方法具有響應(yīng)迅速,連續(xù)給出主導(dǎo)變量信息,且具有投資低、維護(hù)保養(yǎng)簡單等優(yōu)點。現(xiàn)階段工業(yè)過程的軟測量實現(xiàn)流程主要包括:輔助變量的選擇、過程數(shù)據(jù)的預(yù)處理、軟測量的建模和模型的校正。
2.2預(yù)測控制技術(shù)
預(yù)測控制有三個基本特征:模型預(yù)測、反饋校正、滾動優(yōu)化。預(yù)測控制是一種基于模型的控制算法,這一模型稱為預(yù)測模型。預(yù)測模型的功能是根據(jù)對象的歷史信息和未來輸入預(yù)測其未來輸出。狀態(tài)方程、傳遞函數(shù)這類傳統(tǒng)的模型都可以作為預(yù)測模型。對于線性穩(wěn)定對象,甚至階躍響應(yīng)、脈沖響應(yīng)這類非參數(shù)模型也可直接作為模型使用。此外,非線性系統(tǒng)、分布參數(shù)系統(tǒng)的模型,只要具備上述功能,也可以在這類系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測控制時作為預(yù)測模型使用。
反饋校正的形式是多樣的,不論采取何種修正形式,模型預(yù)測控制都把優(yōu)化建立在系統(tǒng)實際的基礎(chǔ)上,并力圖在優(yōu)化時對系統(tǒng)未來的動態(tài)行為做出較準(zhǔn)確的預(yù)測。因此,模型預(yù)測控制中的優(yōu)化不僅基于模型,而且構(gòu)成了閉環(huán)優(yōu)化。為了在模型失配中時有效地消除靜差,可以在模型預(yù)測值的基礎(chǔ)上附加一個誤差項。在預(yù)測控制中使用一種反饋修正法,即閉環(huán)預(yù)測。
預(yù)測控制中的優(yōu)化是一種有限時段的滾動優(yōu)化。在每一采樣時刻,優(yōu)化性能指標(biāo)只涉及從該時刻起未來有限的時間,而到下一采樣時刻,這一優(yōu)化時段同時向前推進(jìn)。因此,預(yù)測控制不是用一個對全局相同的優(yōu)化性能指標(biāo),而是在每一時刻有一個相對于該時刻的優(yōu)化性能指標(biāo)。不同時刻優(yōu)化性能指標(biāo)的相對形式是相同的,但其絕對形式,即所包含的時間區(qū)域是不同的。因此,在預(yù)測控制中,優(yōu)化不是一次離線進(jìn)行,而是反復(fù)在線進(jìn)行,這就是滾動優(yōu)化的含義。
2.3先進(jìn)控制與常規(guī)控制的集成
1)軟硬件平臺
先進(jìn)控制系統(tǒng)一般建立在集散控制系統(tǒng)(DCS)之上實施,采用先進(jìn)控制上位機方式實現(xiàn)。多變量控制系統(tǒng)的輸入輸出變量可分為被控變量、操縱變量和干擾變量,先進(jìn)控制上位機選用可24小時運行的服務(wù)器,為先進(jìn)控制提供相關(guān)運算運行環(huán)境,具體操作在DCS中實現(xiàn)。先進(jìn)控制硬件系統(tǒng)由先控服務(wù)器和工程師站兩臺上位機、網(wǎng)絡(luò)交換機、DCS應(yīng)用站下位機構(gòu)成。上位機通過網(wǎng)絡(luò)交換機與DCS應(yīng)用站連接在以太網(wǎng)上,由于上位機與下位機通過OPC標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議建立了數(shù)據(jù)傳送的物理鏈接,先進(jìn)控制系統(tǒng)與DCS控制站實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳送的物理鏈接。根據(jù)各裝置生產(chǎn)工藝特點,選用合適的先進(jìn)控制軟件平臺。
2)先進(jìn)控制與集散控制(DCS)無擾切換
先進(jìn)控制器通常運行在上位機上,其輸出的操作變量為DCS上PID回路的設(shè)定值。在常規(guī)控制時,PID回路由操作人員手工設(shè)定。APC控制器的輸出作為PID基本回路設(shè)定值的前提是當(dāng)前調(diào)節(jié)回路處在先控運行狀態(tài),這樣就存在先控運行模式和常規(guī)運行模式兩種運行模式之間的無擾切換問題。先進(jìn)控制操作界面、邏輯切換及有關(guān)保護(hù)程序在DCS中實現(xiàn),即保證了先控系統(tǒng)運行時生產(chǎn)裝置的安全,同時又滿足了操作人員的操作習(xí)慣。根據(jù)生產(chǎn)裝置對先進(jìn)控制系統(tǒng)的安全要求,在DCS中建點并實現(xiàn)安全切換程序。
3 先進(jìn)控制技術(shù)在煉化公司化工生產(chǎn)中的典型應(yīng)用
目前,先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)已經(jīng)在蘭州石化公司生產(chǎn)過程中的11單元、500萬噸/年常減壓、550萬噸/年常減壓、300萬噸/年重催、烷基化、連續(xù)重整、延遲焦化等裝置,以及化工生產(chǎn)過程的苯乙烯裝置、40萬噸/年芳烴抽提裝置、乙烯裂解爐、丙烯腈裝置、聚丙烯裝置和丁二烯裝置等重點裝置得到成功應(yīng)用,為煉化行業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。下面是著重論述先進(jìn)控制技術(shù)作為工業(yè)節(jié)能新技術(shù)在蘭州石化石化公司化工生產(chǎn)過程中的典型應(yīng)用情況。
3.1先進(jìn)控制技術(shù)在丙腈烯裝置中的應(yīng)用
蘭州石化公司丙烯腈裝置采用美國索荷俄公司丙烯氨氧化專利技術(shù),將丙烯、氨和空氣按一定比例在鉬系催化劑作用和一定溫度、壓力條件下在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行氧化反應(yīng)得到主產(chǎn)物丙烯腈及副產(chǎn)物乙腈、氫氰酸等。裝置采用丙烯、氨、空氣為原料,在硫化床反應(yīng)器中通過催化劑制得丙烯腈,裝置生產(chǎn)能力為3.12萬噸/年,裝置分合成、分離、后處理、乙腈四個工序。
針對丙烯腈反應(yīng)器控制情況和用戶的需求,設(shè)計反應(yīng)器溫度和進(jìn)料量先進(jìn)控制的方案。反應(yīng)溫度的主要控制手段是26組撤熱水,微調(diào)(反應(yīng)溫度小于5℃)可以通過丙烯進(jìn)料量實現(xiàn)。廣義預(yù)測控制(GPC)的被控制變量為反應(yīng)溫度,GPC的控制量為丙烯進(jìn)料量的調(diào)整值,這個調(diào)整值與丙烯進(jìn)料量的設(shè)定值(車間生產(chǎn)任務(wù)決定)相加作為實際的丙烯進(jìn)料PID回路設(shè)定值,通過微量的丙烯流量變化達(dá)到調(diào)整反應(yīng)溫度的效果。通過對反應(yīng)器運行機理及歷史數(shù)據(jù)分析,建立了反應(yīng)溫度、丙烯進(jìn)量、氨進(jìn)量、空氣進(jìn)量、反應(yīng)壓力及飽和蒸汽壓力的GPC控制,將反應(yīng)溫度控制在0.5℃之內(nèi),平穩(wěn)操作,提高丙烯腈的收率。對丙烯腈裝置流化床催化反應(yīng)器進(jìn)行操作優(yōu)化,考慮到丙烯腈流化床反應(yīng)器的復(fù)雜性,在項目實施過程中采用了基于多元逐步回歸分析的在線優(yōu)化。建立丙烯腈產(chǎn)量的Hammerstein模型,再計算滿足各種約束條件的反應(yīng)器優(yōu)化操作參數(shù)。
根據(jù)項目驗收標(biāo)定數(shù)據(jù),在常規(guī)操作時溫度運行方差為0.08,溫度最大波動1.15℃;在GPC控制時溫度運行方差為0.01,溫度最大波動0.4℃。兩組運行數(shù)據(jù)比較,反應(yīng)溫度方差減少了88.2%。在一定的反應(yīng)器負(fù)荷下,在線優(yōu)化方法,計算出相應(yīng)的優(yōu)化操作參數(shù),調(diào)整反應(yīng)器操作參數(shù)的設(shè)定值,從而改善反應(yīng)器的操作條件,能夠自動跟蹤反應(yīng)器負(fù)荷、工藝條件和環(huán)境等不確定因素,使反應(yīng)器一直處于良好的工作狀態(tài),實現(xiàn)在線優(yōu)化,使反應(yīng)器工作在最優(yōu)的操作條件下,達(dá)到了降低原料丙烯、氨的單耗,抑制副產(chǎn)物生成,降低催化劑損耗,延長催化劑壽命,提高丙烯腈收率。
3.2 先進(jìn)控制技術(shù)在芳烴抽提裝置中的應(yīng)用
40萬噸/年芳烴抽提裝置是蘭州石化公司大乙烯裝置配套項目,采用北京金偉暉工程技術(shù)有限公司研發(fā)的SUPER-SAE-Ⅱ芳烴抽提技術(shù)。以乙烯副產(chǎn)裂解汽油經(jīng)加氫后的加氫汽油為原料,經(jīng)抽提、精餾后生產(chǎn)三苯。裝置于2007年6月29日建成投產(chǎn)。由抽提單元、精餾單元、溶劑再生單元、輔助單元、蒸汽及冷凝水單元五個單元組成。
芳烴抽提裝置先進(jìn)控制系統(tǒng)建立1個大的APC-Adcon控制器來對裝置進(jìn)行控制。整個控制器由提單元、水循環(huán)系統(tǒng)、精餾單元三個部分組成,包括7個子控制器。抽提單元由抽提塔子控制器、汽提塔子控制器、回收塔子控制器構(gòu)成,精餾單元針對苯塔、甲苯塔、二甲苯塔設(shè)計了3個子控制器。裝置的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)通過多變量模型預(yù)測控制和過程參數(shù)平穩(wěn)控制基礎(chǔ)上的“卡邊”優(yōu)化來實現(xiàn)。
根據(jù)用戶方提供裝置標(biāo)定報告,芳烴抽提裝置先進(jìn)控制系統(tǒng)使裝置重要運行參數(shù)運行方差減小40%以上;主要產(chǎn)品(苯、甲苯及混合碳八芳烴)產(chǎn)率由投用先控前的98.7%提高到目前的99.03%,提高了0.33%;裝置綜合能耗下降0.76kgEO/t加氫汽油,降低了能源消耗量;溶劑消耗量降低1%以上。
3.3 先進(jìn)控制技術(shù)在乙烯裝置裂解爐中的應(yīng)用
46萬噸/年乙烯裝置裂解爐采用KBR和ExxonMobil共同開發(fā)的SC-1型管式裂解爐??梢约庸ぬ幚硎X油、加氫尾油、LPG、丙烷、循環(huán)乙烷/丙烷等五種原料。裂解爐的工藝流程可分為原料預(yù)熱、對流段、輻射段、高溫裂解氣急冷和熱量回收等幾個部分。
乙烯裂解爐先進(jìn)控制系統(tǒng)以模型預(yù)測控制為技術(shù)手段,為每臺裂解爐設(shè)計了一個平均COT溫度控制器,一個裂解爐管出口溫度平衡控制器及總進(jìn)料流量提、降量控制器。
整個5臺裂解爐先進(jìn)控制系統(tǒng)正式投入運行后,經(jīng)生產(chǎn)裝置連續(xù)運行考驗,控制系統(tǒng)反映出良好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能,改善了裂解爐的運行狀態(tài),提高了控制品質(zhì),大幅度降低了操作人員的勞動強度。根據(jù)裝置連續(xù)運行的結(jié)果,通過對比先控投用前后的標(biāo)定數(shù)據(jù),取得如下控制效果:平均COT溫度波動幅度由投用前的士5℃左右下降到士1℃,大干擾時,由原來的土10℃下降到±3℃以內(nèi);管間溫差由原來的6℃左右下降到2℃以內(nèi),溫度的波動小了,超高溫現(xiàn)象減少。
3.4 先進(jìn)控制技術(shù)在聚丙烯裝置中的應(yīng)用
30萬噸/年聚丙烯裝置采用意大利Basell公司的Spheripol-Ⅱ代聚丙烯工藝技術(shù),2006年10月建成投產(chǎn)。裝置設(shè)計生產(chǎn)能力為30萬噸/年聚丙烯顆粒,年操作8000小時,可生產(chǎn)均聚物(56個牌號)、無規(guī)共聚物(21個牌號)、抗沖共聚物(26個牌號)共103個產(chǎn)品牌號,產(chǎn)品用途覆蓋面廣,技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)。
先進(jìn)控制系統(tǒng)采用多層次結(jié)構(gòu)。由軟測量系統(tǒng)根據(jù)軟測量機理模型,利用DCS常規(guī)控制層提供的生產(chǎn)過程的實時可測數(shù)據(jù)計算控制熔融指數(shù)、等規(guī)度和懸臂梁沖擊強度等聚丙烯產(chǎn)品重要的質(zhì)量指標(biāo)。先進(jìn)控制層根據(jù)基于機理分析的狀態(tài)空間模型,利用軟測量提供的質(zhì)量指標(biāo)以及DCS常規(guī)控制層提供的生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測和控制,實現(xiàn)質(zhì)量指標(biāo)的閉環(huán)控制,針對200單元的R200單環(huán)管預(yù)聚合反應(yīng)器和R201、R202雙環(huán)管聚合反應(yīng)器以及400單元氣相聚合反應(yīng)器實施先進(jìn)控制,控制器包括反應(yīng)溫度、反應(yīng)密度、氫氣濃度、熔融指數(shù)、等規(guī)度、反應(yīng)器壓力、懸臂梁沖擊強度、乙烯含量等16個被控變量。同時,以催化劑作為操作手段對丙烯聚合產(chǎn)量進(jìn)行“卡邊”約束優(yōu)化。自動牌號切換系統(tǒng)通過先進(jìn)控制系統(tǒng)和常規(guī)控制系統(tǒng)實現(xiàn)各個牌號的自動切換,聚丙烯裝置重點實施T38F、T30S、T28FE等三種熔融指數(shù)相近牌號的切換控制與配方管理。
在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下,穩(wěn)定了反應(yīng)器反應(yīng)溫度,減少夾套水水量,節(jié)省燃料氣消耗量,起到節(jié)能節(jié)水作用。根據(jù)標(biāo)定數(shù)據(jù),R201與R202反應(yīng)溫度投用先進(jìn)控制前后方差分別減少28%、26%,R201與R202反應(yīng)密度投用先控前后方差分別減少25.7%、26.9%,R201與R202熔融指標(biāo)投用先控前后方差分別減少26.6%、26.7%。產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)實現(xiàn)閉環(huán)控制,穩(wěn)定提升了產(chǎn)品質(zhì)量,通過產(chǎn)量優(yōu)化控制,提高了裝置處理量,增加了經(jīng)濟(jì)效益。牌號切換過程以最優(yōu)的路徑平滑協(xié)調(diào)地完成切換過程,減少了牌號切換時間及過渡料,牌號切換時間減少了30%以上。
4 結(jié)論
在建設(shè)節(jié)約型社會、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色工廠的要求下,石化企業(yè)在節(jié)能減排方面面臨巨大壓力,但節(jié)能降耗也有很大潛力空間。相對節(jié)能管理措施,節(jié)能技術(shù)措施對節(jié)能目標(biāo)更重要,先進(jìn)控制技術(shù)作為新節(jié)能技術(shù)在節(jié)能降耗方面的作用不容忽視。先進(jìn)控制技術(shù)已經(jīng)在蘭州石化公司化工生產(chǎn)過程得到廣泛成功應(yīng)用,先進(jìn)控制保證過程參數(shù)的穩(wěn)定,并達(dá)到比常規(guī)控制精度要高的技術(shù)指標(biāo),從而穩(wěn)定生產(chǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量,而在線優(yōu)化(RTO,Real Time Optimization)與MES(ManufacturingExecutionSystem)、ERP(Enterprise Resource Planning)、APS(Advanced Planning System)等信息化技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用,能夠?qū)崿F(xiàn)裝置操作優(yōu)化使裝置長期處于最優(yōu)或良好的狀態(tài),有效推動企業(yè)生產(chǎn)安全、自動化和信息化程度、節(jié)能減排、增產(chǎn)增效等目標(biāo)的實現(xiàn),是化工過程節(jié)能增效的加速器。
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【關(guān)鍵詞】節(jié)能降耗降本增效供水企業(yè)
城市供水是一個高成本低收益的行業(yè),許多城市供水企業(yè)均存在不同程度的虧損。供水生產(chǎn)成本主要集中在能耗和生產(chǎn)物資消耗兩大塊,約占供水企業(yè)生產(chǎn)成本的65%以上。如何在企業(yè)管理上下功夫,把成本管理做精做細(xì),在保證安全、優(yōu)質(zhì)供水的前提下,千方百計的降低供水生產(chǎn)過程中的能耗和生產(chǎn)物資消耗以及提高供水回收率,是我們供水企業(yè)降本增效的有效途徑。下面就節(jié)能降耗方面發(fā)表一下個人見解。
加強企業(yè)管理,強化全員節(jié)能降耗意識
在企業(yè)管理中,節(jié)能降耗不但需要企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的高度重視,而且應(yīng)該積極發(fā)動企業(yè)全員參與,要讓員工充分認(rèn)識到節(jié)能降耗的意義所在,將員工的切身利益和節(jié)能降耗工作緊密的聯(lián)系起來,讓節(jié)能降耗成為企業(yè)全員的自覺行動,企業(yè)節(jié)能降耗工作才能真正高效的開展起來。供水企業(yè)可以通過以下兩個方面來加強全員的節(jié)能意識。
1、進(jìn)行廣泛的節(jié)能降耗宣傳。在企業(yè)利用形式多樣宣傳方式,如:標(biāo)語、節(jié)能降耗座談會和節(jié)能報道等,讓企業(yè)員工充分認(rèn)識到節(jié)能降耗工作的重要性。在節(jié)能降耗的宣傳工作中,要讓企業(yè)全員明白以下幾點:⑴節(jié)能降耗是貫徹執(zhí)行我國基本國策,建設(shè)節(jié)約型社會的必然選擇,是落實科學(xué)發(fā)展觀的本質(zhì)要求。⑵節(jié)能降耗是企業(yè)降本增效和企業(yè)自身發(fā)展的客觀要求,與每個人的切身利益息息相關(guān)。⑶節(jié)能降耗是企業(yè)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項長期戰(zhàn)略任務(wù),需要每個人堅持不懈,長期參與才能做到企業(yè)高效、節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展。⑷領(lǐng)導(dǎo)對節(jié)能降耗工作的高度重視。
2、加強企業(yè)管理,嚴(yán)格考核制度,將節(jié)能降耗與員工切身利益相結(jié)合,提高員工參與的積極性。節(jié)能降耗工作的落實如果只作宣傳,不與員工切身利益相結(jié)合,就會讓員工覺得節(jié)能降耗只是喊喊口號而已,是一個很抽象化的概念,完全是一件事不關(guān)己的事情,根本沒有熱情去參與。節(jié)能降耗工作的落實可以通過與車間、班組簽訂節(jié)能降耗考核指標(biāo),嚴(yán)格指標(biāo)考核,建立獎懲制度;對節(jié)能降耗做出突出貢獻(xiàn)的單位和員工給予重獎,讓員工感受到節(jié)能降耗與切身利益息息相關(guān),從而可以更好的提高員工參與的積極性,刺激員工不斷提出挖潛和節(jié)能降耗的合理化建議。
加強節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,降低生產(chǎn)電耗
電耗在供水企業(yè)生產(chǎn)成本中約占50%左右,控制好電耗可以大大降低供水企業(yè)的生產(chǎn)成本。供水企業(yè)降低電耗的措施很多,只要運用得當(dāng),對供水企業(yè)的降本增效和推進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。
1、變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用。隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,變頻調(diào)速技術(shù)以其優(yōu)異的節(jié)能效果已廣泛應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)。供水企業(yè)多在加壓泵站使用變頻調(diào)速,根據(jù)實踐結(jié)果證明,節(jié)電率一般在10%~20%。隨著人們節(jié)能意識的不斷加強以及對運行的可靠性要求越來越強,建議在加壓泵站采用變頻恒壓供水技術(shù),在使用變頻調(diào)速的過程中增加電子壓力監(jiān)測裝置,通過可編程控制器(PLC)調(diào)節(jié)以控制單臺或多臺水泵機組并聯(lián)運行,完成供水壓力的閉環(huán)控制,在管網(wǎng)流量和壓力發(fā)生變化時實時調(diào)節(jié)水泵機組運行方式,從而將管網(wǎng)壓力穩(wěn)定在要求范圍,達(dá)到恒壓供水的目的。變頻恒壓供水,不但節(jié)約了能耗,而且保證了管網(wǎng)水壓的穩(wěn)定,提高了用戶的用水質(zhì)量。
2、選用適合的高效節(jié)能型水泵、電機。在供水企業(yè)中,供水設(shè)備的選型非常重要。首先,水泵設(shè)備選型要通過認(rèn)真細(xì)致調(diào)查用戶的用水量和壓力需求情況后,選用在最佳工況下運行能夠滿足用戶需求的高效節(jié)能設(shè)備;水泵流量和揚程在滿足用戶最高日平均需求的情況下,設(shè)5%~10%左右的富裕量,并增設(shè)變頻控制。其次,所選設(shè)備臺數(shù)不易過多,在供水量比較穩(wěn)定的泵站(如:源水取水泵站),供水壓力一定的情況下,最好選用大流量水泵,盡量避免多臺小流量水泵并聯(lián)運行;用水不均勻,流量變化大時,宜采用多臺水泵并聯(lián)運行,一般不超過3~4臺(其中1臺采用變頻調(diào)速,其余采用恒速運轉(zhuǎn)的方式搭配運行)。最后,所選水泵和電機要匹配,一定要避免大馬拉小車或小馬拉大車的現(xiàn)象發(fā)生。
3、采用無功補償設(shè)備提高功率因數(shù)。
供水企業(yè)一般在各泵站都設(shè)有配電系統(tǒng),供水企業(yè)可根據(jù)自身企業(yè)的特點,采用低壓或高壓電容進(jìn)行無功補償,采用無功補償對保證電能質(zhì)量,降低電能損耗,提高設(shè)備利用率具有重要的作用和意義,功率因素一般維持在0.95左右較好。
4、根據(jù)用水量的變化情況,靈活調(diào)配供水壓力。
對于用水量季節(jié)性變化或時變化較大的供水企業(yè),建議根據(jù)季節(jié)和高低峰用水時段的用水量不同,合理調(diào)配管壓。首先,查找管網(wǎng)末端多個最不利供水用戶點,安裝管網(wǎng)壓力遠(yuǎn)傳裝置,將管網(wǎng)壓力信息傳入供水調(diào)度中心,以便實時監(jiān)測管網(wǎng)末端壓力變化情況。其次,根據(jù)供水時段的不同,在保證用戶點壓力穩(wěn)定的情況下,在用水量高峰時期,適當(dāng)調(diào)高供水壓力;在用水量低峰時期,可適當(dāng)調(diào)低供水壓力。根據(jù)用戶壓力情況采用靈活調(diào)配供水壓力的方式,不但可以滿足用戶的用水需求,而且節(jié)能效果較為顯著,并且對降低管網(wǎng)的漏損率也有一定的作用,從而可在多方面達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
完善生產(chǎn)工藝,降低生產(chǎn)過程中的物資消耗
供水生產(chǎn)過程中的物資消耗主要集中在凈水劑和消毒劑兩大塊。在凈水劑的使用方面,首先,水處理構(gòu)筑物的設(shè)計要合理,在滿足水處理要求的情況下,一定要采用混凝和沉淀效果較好的反應(yīng)池(如:網(wǎng)格反應(yīng)池)和沉淀池(如:斜管沉淀池);也可以采用多種混凝和沉淀相結(jié)合的水處理方式(如:前端為網(wǎng)格后端為折板相結(jié)合的反應(yīng)池,平流式沉淀池末端增加斜管沉淀等),以達(dá)到更佳的水處理效果。其次,在每批新使用的凈水劑投加前進(jìn)行混凝攪拌試驗,以確定最佳的投用量,并制作凈水劑投加量參考表,以供員工參考投加。最后,在適當(dāng)?shù)那闆r下(如:低溫、低濁度時)合理使用助凝劑,也可以達(dá)到降低凈水劑使用量的目的。
在消毒劑投加方面,以氯氣消毒為例,一般分為預(yù)加氯、前加氯、清水池入口加氯和吸水井補加氯幾種方式相結(jié)合進(jìn)行自來水消毒殺菌。氯氣消毒一定要根據(jù)水質(zhì)和季節(jié)性的變化適時調(diào)整,如夏季源水中的藻類較多,可采用預(yù)加氯殺滅微生物和藻類,冬季沒有藻類等則可不投加。清水池入口加氯量可不必太高,一般保證清水池余氯在0.3~0.5mg/L即可,因為清水池內(nèi)加氯量大揮發(fā)量也大,容易造成浪費;出口余氯不足部分可采用吸水井補加氯的方式進(jìn)行余氯補充,這樣可有效避免氯氣的揮費,保證管網(wǎng)的有效余氯量,從而達(dá)到節(jié)約消毒劑的目的。
強化供水管網(wǎng)和計量收費管理,降低供水損失率
我國城市供水企業(yè)隨著城市的發(fā)展不斷壯大,供水管網(wǎng)也隨著城市規(guī)模增長而不斷擴大,當(dāng)前我國許多城市老城區(qū)的部分供水管道老化嚴(yán)重,管道內(nèi)壁腐蝕結(jié)垢,輸水能力減退,超期服役的管網(wǎng)占總管網(wǎng)長度平均達(dá)到10%以上,管道漏損率逐年增高,致使每年有大量自來水白白流失浪費。國家建設(shè)部確定的管網(wǎng)合理漏損率應(yīng)小于12%,而實際上許多城市管網(wǎng)漏損率遠(yuǎn)高于此,嚴(yán)重的高達(dá)20%以上。強化供水管網(wǎng)和計量收費管理,降低供水漏損率,減少水量損失是供水企業(yè)節(jié)能降耗、降本增效最直接有效的措施。
1、加強供水管網(wǎng)管理隊伍的建設(shè)。設(shè)立專業(yè)的供水管網(wǎng)維護(hù)管理隊伍,明確和細(xì)化管理范圍、職責(zé)和考核辦法。建立健全供水管網(wǎng)資料,在供水管線經(jīng)過的路線都設(shè)置明顯標(biāo)識(界碑),組織巡視人員每天對管線進(jìn)行巡查,對管網(wǎng)的跑、冒、滴、漏以及管線附近施工情況等進(jìn)行匯總和監(jiān)察,組織維修隊伍進(jìn)行及時維修和與施工方進(jìn)行及時溝通,防止施工隊供水管線造成的不必要損壞。加強用水監(jiān)察,組織用水監(jiān)察單位對違章用水進(jìn)行嚴(yán)格執(zhí)法,打擊盜水行為。加強供水管網(wǎng)管理隊伍的技術(shù)能力培訓(xùn),配備相關(guān)的探漏設(shè)備,培養(yǎng)專業(yè)的探漏人員,提高檢漏率,達(dá)到有效控制暗漏的目的。
2、提高水表計量的準(zhǔn)確度。新水表在安裝前要經(jīng)過專業(yè)的計量檢測中心進(jìn)行校核,合格后才能安裝。對使用年限較長和計量不準(zhǔn)確的水表要及時更換或維修;對于用水量變化較大的用戶,可采用復(fù)式水表進(jìn)行計量,從而提高計量的準(zhǔn)確度。
3、提高抄表、收費人員的工作質(zhì)量。對抄表、收費采取專人分片區(qū)負(fù)責(zé)的管理方式,并對水量回收率采取嚴(yán)格的獎懲制度。抄表、收費人員對所管范圍內(nèi)的用戶用水性質(zhì)每季度都要進(jìn)行一次認(rèn)真、細(xì)致的摸底,對改變用水性質(zhì)的用戶要及時調(diào)整收費標(biāo)準(zhǔn);并認(rèn)真做好欠費用戶的水費、滯納金、罰款的追收工作等。
其他方面
節(jié)能環(huán)保方案 節(jié)能降耗案例 節(jié)能改造技術(shù) 節(jié)能環(huán)保 節(jié)能節(jié)電的重要性 節(jié)能工作意見 節(jié)能論文 節(jié)能減排 節(jié)能減排技術(shù) 節(jié)能與環(huán)保 紀(jì)律教育問題 新時代教育價值觀