节能型联合站

节能型联合站（通用10篇）

节能型联合站 篇1

官一联合站是1座原油处理、原油稳定、原油外输、掺水外供、污水处理外供, 以及轻烃回收等为一体的综合性联合站, 始建于1975年10月, 1996年底改扩建。它承担作业三区的系统来液处理、掺水供给任务;承担作业三区、四区、五区、六区原油稳定、原油外输、轻烃回收任务;承担污水处理, 为作业三区的1个区块提供注水。

该站分为原油脱水系统、外输系统、掺水系统、热力系统、污水处理系统, 以及注水系统等6个系统, 管理着机泵设备98台、加热炉9台, 设备总功率约3 500 k W, 日均耗电量约1.92×104kWh, 年发生电费约520万元, 占联合站总成本的69%。

1 实施对标管理的方法

所谓“对标”就是对比标杆找差距。推行对标管理, 就是要把企业目光紧紧盯住业界最好水平, 明确自身与业界的差距, 从而指明工作的总体方向。标杆除了业界最好的水平外, 还可以将企业最好的水平作为内部标杆, 通过与自身相比较, 增强自信, 不断超越, 从而能更有效地推动企业向业界最好水平靠齐。对标管理分为内部对标、竞争性对标、行业或功能对标、类属或程序对标。

2010年, 遵循先易后难、循序渐进的原则, 油田公司全面启动对标工作, 集输作业区官一联合站被确定为采油三厂能效水平对标单位。为开展好能效水平对标活动, 采油三厂采取了以下措施:

首先, 建立组织机构, 成立能效对标活动领导小组, 下设能效对标活动办公室。

第二, 完善对标基础, 强化能源消耗统计与分析, 完善计量系统, 配齐、配全计量器具。

第三, 科学制定方案, 工艺、电管、设备等单位制定切实可行的对标改进方案和实施进度计划。

第四, 开展对标实践, 作业区综合工艺、电管、设备等单位制定的改进方案和实施进度计划, 将改进指标的措施和对标指标目标值分解落实到相关岗位。

第五, 加强对标指导, 能效水平对标工作办公室对在能效水平活动中遇到的问题, 加强指导和检查, 定期召开能效对标工作总结会。

1) 指标分解, 落实到班组和人头上。认真搞好指标分解工作, 把指标作为考核班站的重要依据, 细化指标, 分解到班站, 指标控制责任落实到人头, 做到人人有压力, 身上担指标。

2) 完成指标, 实施全过程监控。完成指标进行动态控制, 落实到生产经营全过程中。一是对主要能耗设备深入分析, 找出问题, 制定措施。二是建立系统核算法, 以系统核算为单元, 每天发生的费用有记录, 每月发生的详细分析, 未发生的按照月度倒排运行计划, 找准下步潜力, 制定控制措施。

3) 全员参与, 为能效对标献计献策。开展全员参与节能降耗的形势教育, 强化全员节约意识, 结合能耗对标活动, 实施“我为节能献一计”合理化建议活动, 做好群众性节能降耗。

4) 做好设备能耗监控工作。运行设备实施有效的能耗检测, 确保设备高效运行。能耗监控分两个层次进行, 一是官一联自身对输油、掺水、脱水、污水外输、注水泵进行节能检测;二是上级部门检测机泵、加热炉等设备。对不合格的设备, 及时整改, 保证其效率在节能指标范围内。

5) 结合对标活动, 完善各类能耗计量报表。在全站范围内实行了岗位能耗报表的填写, 员工每天录取各系统电量、处理量, 进行单耗计算;同时录取变频设备的运行频率, 低效区内及时调整机泵工况。

2 建设节能型联合站

2.1 实现工艺优化节能

2.1.1 优化设备运行

根据掺水量变化, 运行功率小的掺水泵, 使设备达在最佳工况点运行。掺水量由130 m3/h降到100 m3/h, 官一联掺水泵由1# (DG150-45×6, 电动机功率160 kW) 倒运4# (DG100-60×4, 电动机功率110 kW) , 运行电流由180 A下降至150 A, 实现了节电。

2.1.2 优化工艺参数

降低分离器控制压力, 提高脱气量, 天然气多发电。在用分离器3台, 1#分离器承担官三区块油井来液量的处理, 日处理液量1 200 m3, 分离器压力0.24 MPa;2#分离器承担官四、官八、官195区块油井来液量的处理, 日处理液量3 500 m3, 分离器压力0.3 MPa。

官一联根据目前的工艺流程, 将官四、官八2座计量站的来液倒进1#分离器。调整后1#分离器日处理液量近2 000 m3, 分离器压力0.24 MPa, 未升高;2#分离器压力由0.3 MPa降到0.26 MPa, 调整后多分离天然气量200 m3/d。

2.1.3 设备选型改造

1) 外输泵、掺水泵改型。1#外输泵 (KDY100-50×4, 电动机90 kW) 更换为DY150-45A×2配套电动机 (55 kW) , 外输单耗降低了0.02 kWh/m3;2#掺水泵 (DY180-60×2, 电动机160 kW) 更换为DG120-50×5电动机 (132kW) , 掺水单耗降低了0.05 k Wh/m3。

2) 应用S11型变压器。S11型变压器的特点是空载电流小, 空载损耗和负载损耗低, 无功损耗小。油站、污水站将原有S7系列4台高耗能型变压器更换为S11节能型变压器, 变压器自身损耗降低40%。

2.2 依托技术应用, 实现技术节能

2.2.1 变频技术

变频调速器的频率依据输入电信号的强弱而改变, 而电动机转速随之增减, 电动机消耗的功率与转速的立方成正比。当流量 (或压力) 减小时, 转速降低, 而相应消耗的功率成倍下降, 从而达到很好的节电效果。变频器在官一联应用广泛, 正常连续运行7台, 包括外输泵、掺水泵、原油脱水泵、原油塔底提升泵、污水提升泵、污水外供泵, 以及注水泵, 正常运行区间20～45 Hz, 实现了节能。

2.2.2 换热技术

为了更好地利用能量, 增加了1台掺水换热器, 原来的掺水换热器调整为与外输原油换热, 换热器重新布局为:一次换热 (原油与原稳油换热) ;二次换热 (原油与外输油换热) ;三次换热 (原油与掺水换热) 。官一联脱水系统换热器改造后, 不仅降低了好油进罐温度, 提高了储罐的安全性能, 而且加热炉日节省燃气量1 700 m3。

2.2.3 天然气发电技术

官一联将零散的天然气用于发电, 既避免了资源浪费、污染环境, 又提高了经济效益。通过分离器降低控制压力, 提高脱气量;应用掺水换热器, 优化掺水、外输加热参数, 提高加热炉效率。新增2台天燃气发电机组, 用加热炉节省的天然气多发电。

2.3 管理节能

加强日常管理, 全员参与, 培养员工的节电意识, 减少非生产性用电, 主要体现在下述两个方面:

1) 推广绿色照明工程, 站内路灯更换为节能灯, 泵房、值班室也全部使用节能灯。另外, 塔灯、路灯、根据天气状况, 调整照明强度和开关时间。

2) 办公室内电脑使用节电模式, 下班后关闭饮水机、电脑等用电设备, 杜绝电能浪费。

2.4 理念节能

更新理念, 打破原有的观念, 在安全生产的前提下, 实现节电。

1) 3月份, 针对昼夜温差较大的特点, 对采暖系统进行间歇运行, 上半个月, 取得明显的节能效果;根据参数变化, 结合季节特点, 夏季停运掺水炉、外输炉, 节省天然气。

2) 结合实际生产, 将间歇运行设备谷时启运, 底水泵、污水泵等设备采取错峰就谷启运;将原来一直在峰值做的工作安排到谷值、平值去做, 如焊接、加热炉吹灰等工作。

3 实施对标管理的意义

2010年, 采油三厂确定的对标考核指标为8.832 kg标煤/t, 官一联通过对标管理, 当年完成指标, 达到6.401 kg标煤/t, 2011年降到5.479 kg标煤/t。

官一联实施对标管理, 天然气发电量连续上升:2009年为481.38×104kWh, 2010年为587.23×104k Wh, 2011年为614.04×104kWh;系统输油、掺水、污水处理、注水, 以及加热等单耗连续下降, 实施内部对标, 已建设成节能型联合站。

节能型联合站 篇2

【关键词】节能降耗；油田联合站；节约电能；节约热能

引言

随着经济的发展，我国对能源的依赖日趋显著，而能源情况日趋严峻，作为油田联合站不仅是生产能源的源头，也是耗能大户。特别是在油田开发中后期，含水量高的油质使生产成本大大增加，实现节能降耗是油田工作的一项重要内容，对实现油田经济效益有很大作用。

一、油田联合站的能耗情况分析

油田的开发和生产是一个复杂庞大的系统，由举升、计量站、结转站、集中处理站和外输等工序和相应的多种工艺完成，这些消耗是油田能耗的源头，联合站的主要工作是集中完成对原油的加热、外输、脱水和分离，其步骤和流程复杂繁琐，在这个过程中浪费的能源大大降低了联合站的效益[1]45。

由此可以发现，油田联合站主要集中在电能和热能的消耗上，电能消耗主要是用作为泵运转提供动力，热能消耗主要由石油和天然气供给，大部分被用作集输系统上，因此油田联合站节能降耗工作，可以从电能热能的消耗源头上着手，也就是降低泵消耗和原油处理以及集输系统的消耗。

二、油田联合站的节能降耗措施分析

在油田的日常生产经营出发，可以找到并分析油田能源消耗的源头，制定出一系列管理措施，是提高油田经济效益的关键所在。油田联合站的节能降耗措施应牢牢围绕采油、油气集输合注水系统等环节，从能耗关键点出发，可以能源消耗最小化，经济效益最大化。

（一）理清节能降耗的工作思路

油田联合站的节能降耗，首先要从提高全民节能意识开始，从个体意识的发展到整体素质的提高，以意识指导行为，才能从主观上将节能降耗的工作落实；其次要加大对新技术新工艺的推行力度，技术是生产的催化剂，可以降低生产成本，提高利润，推动企业走向更好更快的发展之路；还要加快节能体制建设，节能降耗是不是一蹴而就的工程，而是一个长期发展的过程，完善的体制是实施的保障，要在政策法规的指导下，制作节能降耗的管理标准、工作办法和技术保障，比如通过制作管理办法、明确岗位责任、推行监督评价机制、结合市场运行，使节能降耗的工作落到实处；还要科学实施，将节能降耗落到实处，加强领导的指导和监督，将节电节能的方针渗透到工作的各个环节，不断总结和改进。

（二）采油系统的节能降耗措施

要想做好采油系统的节能降耗工作，首先要完善管理制度，从实际情况出发，将工作细分量化，讲责任明确到各个环节和个人，并加强约束监督，实施适当的奖罚措施，充分调动每个工作人员的积极性；其次要积极采用新工艺，比如哦那个双头螺杆泵、井口偏调器、接力泵等新工艺提高油田采油系统的工作效率；还要针对电机功率浪费的现象，通过将工作量较低的电机替换成下功率低的电机，改造老化的电机，实现抽油机机型小型化，从而减少驱动部位的能量损耗；还要重点规划和改造低压线路，通过改造和处理高耗能变压器、合理组合管柱结构来完成才欧系统的节能降耗。

（三）油气集输的节能降耗措施

油气集输系统是油田开发的重要工程，能源消耗所占比重比较大，对电能和热能在这个环节都有一定的亏损，是油田节能降耗的改造重点。通过动力的合理调节，燃料结构的适当分配、运行参数的优化改造、流程的严格把控、基础设施的检测管理、落后设备和工艺的淘汰更新，可以有效的实现油气集输的节能降耗。

1.合理改造加热设备可以有效的减少能源浪费。首先淘汰更新落后的加热炉，从总体设计到分布实施，推广使用真空炉、相变炉和热煤炉等先进设备，实现热力设备的高效安全运行；其次推广先进加热设备的同时推广节能技术，从而提高热效率；最后要努力尋找比燃油更节能的替代品，在水焦浆、水煤浆和油煤浆的基础上，开发应用更新型的燃料。

2.利用不加热集油工艺从根本上节约能源。在油田开采后期，加热处理含有大量水分的原油会造成能源的浪费，加大生产成本，可以推广应用不加热集油的新工艺，比如双管出油、单管电表皮效应、单管电解堵保护、双管掺常温水等不加热集油工艺，实现节能降耗。

3.减少动力消耗实现节能降耗。利用井口回压，实现无泵无罐的工艺流程，从而节约动力消耗[3]166。比如，减少一次回压在脱水过程中可以节省0.1Kw.h/t液，10*103t/d可以节省1000Kw.h/t。

4.从检测和控制干预上提高油气集输的利用率[4]。完善的检测和自控设置可以减少燃油、燃气的消耗，提高热效率，这些检测设备可以提供大量数据，真实全面的反应集输系统能耗的情况，优化设备的运行。

（四）注水系统的节能降耗措施

在油田开发中，注水系统也是能源消耗的一个重要部分，注水系统节能降耗的实现是油田联合站节能降耗的重要工作。一方面可以加大对注水泵的管理力度，严格监控运行情况是节能降耗的有效措施，比如及时为维护注水系统，对注水泵和其他配件经常性检测，排查更新，按时记录泵站的运行情况，方便数据的统计分析，从而及时改进。另一方面，及时调节泵压，进行负荷匹配也是非常必要的，从实际需求出发，泵压适当，阀门排水量适宜，可以提高能源利用率[4]。柱塞泵变频技术的推广，是实现排量和压力自动调节的有效途径。对泵的节能改造和日常维护都可以减少浪费。

三、结语

我国日益增长的能源需求量和日趋严峻的能源情况的矛盾越来越明显，联合站作为油田的耗能大户，做好油田联合站的节能降耗工作具有重要意义。本文根据油田联合站的能源消耗现状和耗能结构，分析目前存在的问题和深层原因，从勘探、钻井、采油、油气集输等环节阐述节能降耗的策略，以期运用到油田联合站的日常生产经营中，取得良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]杨德伟.油田开发后期联合站的节能降耗[J].油气储运，1998，（09）.45

[2]陈广海.油田全面节能减排的措施制定及实施[J].中外能源，2009，（07）.99

[3]税艳.油田联合站节能降耗措施探讨 [J].科技与企业，2013，（13）.166

联合站空压机节能技术应用 篇3

喇嘛甸油田联合站共有螺杆式空压机22套, 空压机的电动机功率为22 kW, 出气量为15 m3/h, 运行压力在0.6 MPa左右, 单台压缩机平均年耗电量13.6×104kWh。空压机设计时必须考虑最大容量, 而实际工作中大部分时间不是满负荷运行, 清扫管线时间占运行时间10%左右, 扫线压力0.7MPa, 仪表风运行压力只需0.15 MPa, 无效压力消耗较大。空压机加载时压力在0.6～0.8 MPa之间, 压力达到要求后, 空压机还在继续工作, 直到上限时卸载, 造成部分电能浪费;压缩气进入气动元件前需要减压至0.15 MPa左右, 造成电能极大浪费;卸载时自动关闭进气阀门, 同时打开卸载阀泄压, 造成电能浪费;另外由于现场采用直接启动或星角切换启动控制方式, 电动机起动电流大, 影响电网的稳定及其他用电设备正常运行, 频繁的启停还降低了设备使用寿命。

2 螺杆式空压机工作原理

空气压缩机是一种利用电动机将气体在压缩腔内进行压缩并使压缩的气体具有一定压力的设备, 在工业生产中有着极其广泛的应用, 在各种行业中它担负着为工厂中所有气动元件、各种气动阀门提供气源的职责。螺杆式空压机是由一对相互平行啮合的阴阳转子在气缸内转动, 使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化, 空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧, 实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端, 阴转子的槽和阳转子的齿被主电动机驱动而旋转。

3 节能改造情况

目前喇二联合站、喇Ⅲ-1联合站共有4台22kW螺杆式空压机, 用于仪表和扫线气源, 采用传统的加、卸载供气控制方式。针对喇二联合站、喇Ⅲ-1联合站运行特点, 编制一组自适应无模型控制算法。无模型控制算法是一种全新的控制算法, 它与传统的控制算法最大的不同就是无需建立被控对象的数学模型, 即不依据被控对象的数学模型, 而是依据被控对象对控制律的控制功能的需求。它完全打破了PID线性组合的框架, 应用功能模块组合的思想, 所形成的无模型控制器是一个非线性控制器[1]。

空压机自己带有一个控制器 (用来加/卸载) , 一般的变频改造用其输出的信号做闭环。该信号是压力上/下限值的输出, 不是实时压力的输出。因为模/数转换要消费时间, 控制器计算上/下限也要消费时间, 所以数据交换慢。我们的改造不用这个输出, 直接取传感器的压力信号 (4～20 mA) , 采用R485通讯方式传输, 提高控制响应速度。R-485接口信号电平比R-232的低, 就不易损坏接口电路的芯片, R-485的数据最高传输速率为10 Mbps, RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合, 抗共模能力增强, 即抗噪声干扰性好。数据交换较一般方式快5～10倍, 保证控制响应速度。

3.1 无速度传感器矢量控制技术

矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量, 根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制, 从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制, 并同时控制两分量间的幅值和相位, 即控制定子电流矢量。采用矢量控制技术, 使电动机在低速运转时提供更大的转矩。通过调整电动机转速来调整气体流量, 电动机输出的功率与流量需求基本上成正比关系, 始终保持电动机高效工作。矢量控制精度达到0.2%, 保证闭环控制运行的精确度。

3.2 设定空压机工作压力范围

使压力区间保持在0.02 MPa之内, 近乎恒压运行, 当用气量减小时, 空压机自动降低输出功率, 加载幅度灵活控制。降低了电动机输入功率, 节约了电能, 达到了既满足生产运行需求, 又实现节能的目的[2]。

4 改造效果分析

目前喇二联合站、喇Ⅲ-1联合站4台22 kW螺杆式空压机安装NAD-K-220L型空压机优化节能装置。改造后, 压缩机组的供气量与系统所需量动态匹配, 压缩机电动机转速会随着系统用气量的不同而进行调节, 避免了电动机空转以及频繁的加卸载所带来的能量损耗, 使电动机的输入功率大大降低, 节电效果显著。从目前运行情况来看, 空压机优化节能装置在工频、变频运行的情况下均能顺利启动, 装置提供的各项功能可以正常使用。安装后, 我们对空压机的运行情况进行了跟踪测试。测量数据见表1、表2。

1) 变频控制系统具有精确的压力控制能力。通过使空压机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配, 可以使管网的系统压力保持恒定, 有效地提高了供气的质量。输出频率精确到0.01 Hz, 能够精确地响应实际压力的变化, 压力控制精度达到0.01 MPa。高精度的控制系统可减少电能损耗。

2) 减少空压机的启动次数并且降低启动电流, 运行电流降低30%, 延长设备的使用寿命。

3) 压力传感器与控制器的传输方式采用R485通讯方式, 数据交换比常规A/D转换方式快5～10倍。

4) 变频器有软启动功能, 可减少起动时对压缩机和机械部件所造成的冲击, 增强了系统可靠性, 延长了压缩机使用寿命并减少了空压机启动对电网的冲击[3]。

5 结语

1) 变频技术和无模型控制算法的组合应用, 优化了空压机的各项运行参数, 降低了空压机输出功率, 取得一定节能效果。

2) 无模型控制技术是一类兼有现代控制理论与经典PID的优点, 不依赖被控对象的数学模型, 彻底解决了普通变频改造存在的问题, 螺杆式空压机无模型控制控制效果良好, 系统运行稳定。

3) 空压机节能改造符合当前节能减排的需要, 实现了精细节能, 挖掘了设备的节能潜力。

参考文献

[1]周华生.空气机供风系统节能改造[J].机械工程师, 2009 (5) .

[2]张艳君, 王晓慧.浅谈空气压缩机的选择及节能措施[J].甘肃科技, 2008.24 (8) .

节能型联合站 篇4

【关键词】变频技术；循环泵电机；补水泵电机；变频器

因为当前我国的能源现状并不是非常的乐观，此外我国的科学技术发展水平也在不断的提高，在这样的情况下能源消耗的管理水平也成为衡量一个企业发展和管理水平的重要指标，在当前的发展中，最为重要的一个问题就是要积极的采取有效的措施减少能源的消耗，这样也在很大程度上减少了这一过程中出现的问题，最近几年，我国的城市化不断发展，同时城市房屋的面积也在不断的扩大，变频技术也成为了当前换热站供暖设备节能的一个非常重要的因素，因为应用了这项技术，在系统运行的过程中节约了很多的人力和物力。

1.新式变频技术概述

新式的变频冷藏库不但耗电量减少、实现静音化，而且利用高速运行能实现大幅度时快速冷冻；在洗衣机方面，过去使用变频实现可变速控制，提高洗净性能，新流行的洗衣机除了节能和静音化外，还在确保衣物柔和洗涤等方面推出新的控制内容；电磁烹任器利用高频感应加热使锅子直接发热，没有燃气和电加热的炽热部分，因此不但安全，还大幅度提高加热效率，其工作频率高于听觉之上，从而消除了饭锅振动引起的噪声；IH电饭煲得到的火力比电加热器更强，而且利用变频可以进行火力微调，只要合理设计加热感应线圈，可得到任意的加热布局，炊饭性能上了一个档次；变频微波炉利用高频电能给磁控管必要的升压驱动，电源结构小，炉内空间更宽敞，新式微波炉能任意调节电力，并根据不同食品选择最佳加热方式，缩短时间，降低电耗；照明方面，荧光灯使用高频照明，可提高发光效率，实现节能，无闪烁，易调光，频率任意可调，镇流器小型轻量。变频技术正在给形形色色的家电带来新的革命，并将给用户带来更大的福音。今后变频技术还将随着电力电子器件、新型电力变换拓扑电路、滤波及屏蔽技术的进步而发展。家用太阳能发电系统还将给家电增添新的能源。

2.换热站供暖系统的构成及变频技术原理

2.1换热站供暖系统的构成

通常换热站有一套或几套供暖换热机组。每套机组由换热器、循环水泵、补水泵、除污器、各种阀门、一、二次管网及一些热工仪表组成。

换热机组通过循环泵将二次管网回水送到换热器和一次管网循环水进行热交换，再送到用户端采暖。采暖回水又通过循环泵送到换热器再进行热交换。可以看出，供暖换热系统的工作过程是一个不断的进行热交换的能量传递过程。如果循环水在循环过程中发生泄漏，补水系统在变频器的控制下自动启停，自动跟踪二次回水管的压力变化而变化，最后维持系统平衡。

2.2变频技术的节能原理

以往的换热站运行中，主要的动力设备就是循环水泵电机。电机在运行的过程中以工频的方式运行，循环泵输出的流量是没有办法伴随供暖负荷的变化而调整的，在设备运行中，循环泵的流量通常都会保持在恒定的状态当中，如果需要对流量进行调整的时候，一般情况下都会采用调节阀门的方式来实现，因为温度是一个具有滞后性的参数，所以在对其调节的过程中需要较长的周期，同时在调节的过程中也很难在短期内调整好，此外在调节的过程中也会在阀门处产生非常大的损失，所以在这样的情况下也就使很多资源都没有得到充分的利用。

在对变频技术进行优化之后循环水泵和补水泵是一个正常使用和一个备用的关系。循环水系统在进行变频控制的时候能够按照室外温度传感器给出的信号和二次侧供应的回水温度使用电动调节阀对其进行适当的处理，在设备运行的过程中通常是对循环水泵电机的转速予以调整，这样也就可以对输入和输出量予以有效的控制，这样一来也可以充分的满足供暖的要求。这样也就使得变频器在运行的过程中所消耗的能源降到最小。此外，变频器在运行的过程中还可以十分有效的提高循环水泵的运行效率，减少了水泵运行过程中所产生的无用功，也就是说对原来的供热系统使用变频技术能够很好的降低能耗，体现出非常好的节能效果。此外，布水系统在变频器的作用下实现了自动的启闭，在运行的过程中可以随着二次回水管的压力变化而产生相应的变化，这样一来就实现了自动控制和无人值守，系统运行中产生的经济效益明显的提高，减少了人力和物力的投入。

3.换热站变频节能方案和工程实例

3.1换热站变频节能方案

系统在执行变频操作的时候，为了可以有效的提高操作的安全性和稳定性，在系统当中加入了控制电路，这样也就可以确保用户在使用的过程中可以根据自己的需要进行工频运行和变频运行的转换。变频器在运用出的过程中，在节能方面有着非常大的优势，变频调速、可编程多操作模式同时其可以非常好的展现出保护功能。如果要使用变频模式，就可以在实际的工作中采取人为的方式对频率和流入量和输出量进行有效的控制。在自动调节的时候，变频器可以和PLC实现实时的通讯，这样就可以根据传输的信号执行相应的指令，对电机的转速度和循环水泵的流出量进行充分的控制，这样也就调节了设备的温度。如果变频器出线了故障，可以将设备调整到手动工频的运行模式当中，可以手动的对设备进行调整，保证热战的持续运行，对于补水系统而言，可以采用变频器补水的方法，如果系统失水的水平没有二次回水管网设定的数值高的时候，补水变频器会自动的根据二次回水的管网压力进行调整，该设备是一个闭环系统，采取的是PID调节的方式，采用压力传感器，通常会将其设置在二次回水管网当中。这种方式使得换热站在运行的过程中节能的效果得到了极大的提升。

3.2换热站变频节能实例

某大学博士生留学生公寓换热站中，循环泵采用两台0.75kW电机拖动。因为管道采暖二次供水温度，通常小于65℃，因此若采用开大或关小阀门的办法来调节温度，调节周期长，效果不显著。但是若变频调速来改变循环泵的流量，既节能又可实时调温，效果很好。通过大量时间的观察和记录，变频器大部分工作在35-45Hz之间。

4.结束语

换热站供热系统采用变频技术可实现电动机的软起动，启动平滑无冲击。一方面可以减少启动时對电机和电网的冲击，既保护了电动机，延长其使用寿命；另一方面变频调速供暖介质的流量，达到快速调节温度的目的和自动进行失压补水；最为重要的是节约能源。和工频运行相比可节能40到50%。 [科]

【参考文献】

[1]杜俊明，彭海宇.换热站的变频调速控制系统[J].自动化博览，2005（05）.

[2]李磊磊，高德欣，刘涛.基于西门子Climatix控制器的换热站控制系统设计[J].自动化技术与应用，2013（08）.

节能型联合站 篇5

联合站是油、气、水处理的综合系统,是油气集输的核心,既是能耗大户,也是节能潜力的大户。联合站系统的能耗测试工作,通过对联合站主要的能源消耗设备及工艺流程中影响能耗量的主要参数的检测,达到系统地了解联合站的能源利用状况,发现能源利用的薄弱环节的目的。这对于探寻油田联合站节能降耗的途径和方法,挖掘节能潜力,具有不可替代的重要作用。本文以2006年胜利油田部分联合站能耗测试为着眼点,探讨油田联合站节能途径。

联合站系统能耗测试

1能耗设备测试

(1)加热炉测试结果(见表1)。

(2)泵机组测试结果(见表2)。

2工艺运行测试

(1)原油加热工艺

联合站被加热原油含水率情况见表3。

从表3可见,分离器分水效果不好,是致使后续工艺中对高含水原油加热的重要原因。

此外,测试发现破乳剂破乳温度的限制也是加热高含水原油的另一个重要原因。部分联合站破乳剂的破乳温度见表4。

(2)原油稳定与原油外输

负压闪蒸一般在0.06~0.08MPa,55~65℃的条件下即可进行。部分联合站负压闪蒸温度见表5。

微正压闪蒸(加热闪蒸)实用于一般原油,稳定温度要求为80~95℃,且一般设有换热器等热能回收装置。部分联合站加热闪蒸温度见表6。

部分联合站原油外输温度情况见表7。

其中,辛三站稳定后的原油仅由1套换热器进行热能回收,就进入净化油罐,然后予以外输,其外输温度高达78.6℃。

注:“/”表示在两处加破乳剂,东一联49/51第一处破乳温度49℃,第二处破乳温度51℃;滨南稠油首站79.5/90表示在两处加破乳剂第一处破乳温度49℃,第二处破乳温度51℃。

℃

℃

℃

(3)污水处理

污水量增大,污水集中处理规模和模式已经不适应生产的需要,污水外调量增大,能耗量急剧攀升。以胜利油田胜利采油厂坨三站2006年为例,全站年耗电3 160 051k W·h,其中水站耗电1 699 558k W·h,油站耗电1 460 493k W·h,水站耗电量已超过油站耗电量。

其次,据调查与测试,胜利油田52个采油污水站,外排污水量72万m3/d,污水水温在50~70℃。其中水温在60℃以上的水站有14个,外排水量约26万m3/d,是一笔很可观的可利用的热能财富。

3测试结论

(1)排烟温度和排烟处过剩空气系数的严重超标,是导致加热炉运行热效率低下的重要原因。

(2)运行中泵的实际流量占额定流量的百分比例较低,存在比较严重的“大马拉小车”现象。

(3)导致目前联合站对高含水原油加热而增大燃料消耗的主要原因是:(1)原油物性的改变,致使原有的分离器达不到预期的分水效果;(2)目前破乳剂的较高破乳温度要求。

(4)联合站原油稳定及外输温度偏高,换热器热能回收利用能力不足。

(5)污水外调量增大,电能消耗增加;污水外排温度偏高,余热资源没能合理利用。

节能途径探讨

针对油田联合站存在的上述问题,可以进行以下方面的研究和尝试,以挖掘节能潜力,促使油田联合站高效经济运行。

1提高加热炉热效率

提高加热炉热效率是节约燃料消耗的重要方面。针对目前加热炉运行中存在的问题,可以在以下方面来提高加热炉的运行效率。

(1)降低排烟温度

目前提高加热炉热效率的主要困难是如何有效地降低排烟温度。加热炉排烟温度过高的主要原因是:加热炉对流换热面积灰,换热能力下降所致。

(1)可以配置合适的吹灰器实现定期吹灰,清洁换热面,增强换热能力,降低排烟温度。(2)可以充分利用热回收装置,提高热回收装置的效率,降低加热炉的排烟温度,减少排烟热损失;

(2)降低过剩空气系数

降低加热炉过剩空气系数的措施主要是:加强监测和控制(如应用自动监控装置等),合理调节风机配风。此外,应保持炉体及烟道的密封性,防止漏风。

(3)增强燃烧效果与保温

利用燃料油掺水乳化技术、蓄热式高温空气燃烧等新燃烧技术,增强燃烧效果;采用高效新型保温隔热材料,强炉体保温,减少炉体散热损失;

2泵机组节能途径

泵机组的节能途径主要是对泵机组进行适当的工况调节:

(1)在输送介质量较小时,可以将大流量泵用小流量泵替换。

(2)对于多泵并联输油系统,工况调节应在满足管线输油量要求和泵流量允许的条件下,尽量减少运行泵台数,增大单泵的运行流量。

(3)利用变频器改变泵的转速,进行工况调节。但是根据研究发现:变频调速时,转速降低不适宜大于50%,否则泵效率明显下降。因大泵转速变化范围大,工况调节能力强,故两台不同性能并联泵进行变频工况调节时,应将大泵作为调速泵,以持泵保高效运行。

3新工艺及新设备的应用

对于联合站加热高含水原油的问题,可以从以下两方面进行考虑和尝试:

(1)分离器等设备的功能的提高和结构优化

●提高分离效率,研制开发强化分离填料。

●以现在流行的三相分离器替代两相分离器(包括油水分离的游离水脱除器和油气分离器),不但简化工艺流程,而且充分利用三相分离器高效分离的优势,降低原油含水。

(2)破乳剂的研究与应用

国外各石油公司在脱水工艺方面,注重研制并应用高效脱水破乳剂,认为依靠破乳剂来降低热耗是比较经济的。

●常温或低温破乳剂的研制和应用

在保证破乳效果、脱水水质和不产生中间乳化层的情况下,应用常温或低温破乳剂,无疑可以打破破乳温度的限制,有效地避免高含水原油加热这一难题。

●复配型破乳剂的应用

由于原油的组成复杂,其中的天然乳化剂和稳定剂含量变化大,特性不尽相同,加之原油物性的影响,不同原油形成的油包水乳状液界面膜的组成、结构和强度有很大不同。一般针对某一含水原油筛选出的单一破乳剂,很难在热化学脱水的每一阶段都具有相应的优异特性。将数种各具特色的破乳剂复配起来,使各单剂的优势互补,是提高破乳脱水效果的一条有效途径。

4原油改性处理和确定合理的输送温度

如果对我国盛产的“三高”原油进行改性处理,降低原油黏度、结蜡点和凝固点,以改善低温流动性。再根据所输原油的有关物理性质、凝点及黏度与温度特性,合理确定输送温度,降低加热温度,减少燃料消耗。

5采用新的污水处理工艺

采用新的污水处理工艺,诸如污水就地处理、就地回注,合理调整污水输送管网布的布局,避免或减少污水在各个站点间来回“调运”等措施,减少电能消耗。

6余热回收

利用热泵技术对联合站丰富的污水余热资源进行回收利用。

7加强能源计量与监测

在运用新工艺新设备的同时,加强能源计量与监测工作也不容懈怠和忽视。

结束语

油田集输系统联合站节能降耗是一项系统工程,只有通过对联合站进行系统的能耗测试,方能全面而深刻地认识其能源利用状况,制定合理的节能规划,选择恰当的节能技术,以取得最佳的节能效果。

参考文献

[1]石化斌.油气集输设计规范与工程技术标准及集输安全规范使用手册[M].北京:中国科技文化出版社,2005.

[2]杨长来,赵晓.联合站改进工艺流程的节能效果分析[J].油气储运,2002,21(2):46-47.

[3]赵之军,陆方.钢铁加热炉尾部烟气余热回收优化措施[J].冶金能源,2000,19(3):34-36.

节能型联合站 篇6

油气集输系统是油田生产的重要环节，联合站是油气集输系统的最重要组成部分。联合站对各计量站或转油站来液进行集中处理，包括油气水分离、原油处理(脱水)、原油稳定、轻油回收、天然气净化以及采出水处理和回注等。联合站具有系统庞大、设备多、能耗高、用能环节多且复杂等特点，各工艺之间相互影响、相互制约、相互关联，是—个复杂的生产工艺系统[1,2]，是油田生产的主要耗能环节。随着油田进入高含水的开发后期，油气处理的难度和成本都急剧增加。随着我国经济高速发展，能源消费急剧增加，而可利用的能源有限。因此，提高能源利用率、做好节能降耗工作，对解决能源问题有着十分重要的意义。

目前，国内外许多学者在集输系统节能降耗的应用研究方面做了大量的工作，但主要研究重点都以提高设备效率、简化工艺流程或局部的性能分析为目标，虽取得了良好的应用效果，但仍属于低层次的局部节能[3]。节能工作的发展经历了这样几个过程:第一阶段，属于“捡浮财”阶段，主要表现在回收余热，堵塞“跑、冒、滴、漏”，但在此阶段着眼的只是单个余热流，而不是整个热回收系统;第二阶段，考虑单个设备的节能，例如将蒸发设备从双效改为三效，采用热泵装置，强化换热器的传热等;第三阶段，也就是现在所处的阶段，考虑过程系统节能，这是由于90年代以来过程系统工程学的发展，使人们认识到，要设计一个能耗最小、费用最少和对环境污染最少的过程工业工厂，就必须把整个系统集成起来作为一个有机结合的整体来看待，达到整体设计最优化[4]。

我们选取东辛102联合站为研究对象，通过胜利油田集输系统仿真软件对联合站各种设备进行仿真计算，分析对比改造前后设备的耗能情况，从而选择最节能的方案进行改造。

1 东辛102联合站仿真

从102联合站的整个工艺流程看，其热能消耗主要为脱水加热炉。而影响加热炉的能耗的重要因素，除加热炉本身的特性及运行状况，就是被加热介质(含水原油)的含水率。在保证达到同样出口温度的前提下，被加热介质含水率越高，燃油消耗量越大，而原油含水率主要与联合站脱水工艺紧密相关，因此，脱水工艺运行情况的好坏，直接影响着整个联合站的能耗情况[5]。目前，102联合站原油脱水工艺主要包括:井排进站加药破乳、三相分离器分离、大罐重力沉降脱水、原油加热换热、电脱水和原油稳定四部分[6]。

东辛102联合站工艺流程图如图1。

东辛102站的主要设备清单如表1。

东辛102联合站基础参数数据如表2。

东辛102联合站入口参数数据如表3。

《胜利油田集输系统能量分析与仿真系统软件平台》是胜利油田设计开发的一个集输系统仿真软件平台，广泛应用于油田的集输系统，计算精确度较高。通过软件对东辛102联合站进行仿真，输出结果如表4。

2 东辛102联合站节能改造

2.1 降低联合站外输油温度

对东辛102联合站的出站的外输管线进行保温，在保证联合站的工艺流程正常运转的情况下，我们把联合站原油出站的温度降低到60℃，其他工艺流程都不变。

降低出站外输温度后主要设备消耗的能量对比表如表5。

对东辛102联合站出站口外输管线进行了保温，降低外输管线油液的温度，减少了主要设备加热炉的燃料消耗，加热炉消耗能量降低了3 097.91 MJ/h，泵的电量消耗基本不变。

2.2 电脱水器分离出来的污水进行回掺

将电脱水分离出来的污水回掺到沉降罐，改造后的工艺流程图如图2。

通过软件仿真计算，改造前后主要设备消耗的能量或散热对比表见表6

电脱水器脱出的高温污水回掺到沉降罐，可以有效的提高沉降罐后续工序的油液温度，主要设备加热炉的耗能降低了4 682.54 MJ/h，大量节约成本。

2.3 对稳定塔进行保温

对东辛102联合站的稳定塔进行保温，在保证联合站的工艺流程正常运转的情况下，其他工艺流程都不变。采用40 mm岩棉材料保温，密度为100kg/m3，在100℃时导热系数为0.051 2 W/(m·℃)，材料最高允许温度为600℃，完全满足稳定塔的温度要求，见表7。

稳定塔散失的热量是所有设备中最多的，因此我们加保温层，对其保温，减少散热损失。通过对比，我们发现改造以后，加热炉能耗降低了9 810.04MJ/h。

3 结论

(1)通过对东辛102联合站设备耗能和散热计算，从表4可以看出加热炉消耗的燃料能和脱水泵电脱水器外输泵消耗的电能是整个联合站输入能量。从表5、表6和表7看出电能的消耗在改造前后基本不变。

(2)加热炉消耗的燃料能是影响东辛102整个联合站能耗的主要因素，要对东辛102联合站进行节能改造主要是降低加热炉消耗的燃料，但同时要满足工艺流程对温度的要求。降低东辛102站出站口外输油温度和电脱水出来的污水回掺到一次沉降罐，就可以提高后续工艺的温度，减少加热炉的燃料消耗。

(3)在东辛102联合站中，沉降脱水工艺流程中，分离器、缓冲罐、沉降罐的散热损失小，而稳定塔的散热损失对联合站能耗的影响比上三个设备散热损失影响大的多，所以选择对稳定塔设备进行保温。

(4)对比东辛102站三种节能措施，降低外输油温度、电脱水出来的污水回掺和对稳定塔保温，在资金一定的情况下，优先选择对稳定塔进行保温，节能效果最好。

(5)在实际改造中，对稳定塔进行保温，可以节省大约9 000 MJ/h。计算结果和实际基本吻合。

摘要：为了最大限度减少胜利油田东辛102联合站能耗,合理利用能源,采用胜利油田集输系统仿真软件对东辛102联合站进行仿真,得出了该站各种设备的耗能或热损失,并对其分析,提出了三种工艺流程改造方案,分析对比改造前后东辛102联合站工艺流程耗能情况,选择对稳定塔保温方案,节能效果最明显。

关键词：联合站,耗能,工艺流程,仿真,节能改造

参考文献

[1]冯叔初,郭睽常,王学敏.油气集输[M].北京:石油大学出版社,1988.

[2]王利华.油气集输系统节能探讨[J].经营管理者,2010(21):367.

[3]闫江涛,王坤,杨帅,等.油田集输系统能耗与节能研究综述[J].中国石油和化工标准与质量,2012(1):295-296.

[4]冯霄.化工节能原理和技术[M].北京:化学工业出版社,2003.

[5]朱玉泉,李振林.联合站能耗灰色关联分析[J].节能技术,2008,26(6):560-562.

某电厂制冷站节能改造措施 篇7

无论是当前的能源形势还是国家政策,工业节能已经成为了当今工业进步的重要话题。走节能生产道路,迈进节约型社会,为高效率生产而努力,这便是工业的大潮流。在动力能源系统中,空调制冷子系统最为复杂,其能耗最大,节能空间和潜力最大,由于其能耗随室外气象条件变化而变化,所以其节能控制策略也最复杂。

通过对某电厂制冷站综合的测试(见图1),初步分析结果显示,目前的系统存在如下的问题:冷机旁通的问题,冷却水池位置的问题,大流量小温差的问题,水力失调严重等。根据已经分析得到的详细情况,我们将从运行策略、设备选型、设备改造和管理规范四个方面提出节能方案。以下分别对构成制冷系统的冷机、冷冻水输配系统和冷却水输配系统给出相应的改造措施和节能控制策略的分析。

2 制冷机

2.1 存在问题

通过对制冷站四台离心式冷水机组(三大一小)测试,主要问题有:1)冷机冷冻水和冷却水侧的阻力过大;2)冷机的开启台数都是由运行人员根据室外温度比较随意的进行设置,这样就可能出现不合理的情况。

2.2 解决方法

1)对于前者分析原因不外乎两点:冷机冷冻水和冷却水的流量都偏大。可能存在蒸发器和冷凝器结垢的问题。建议清理蒸发器和冷凝器,同时要注意清洗冷凝器入口处的冷却水过滤器。2)多台冷机优化组合运行及启停控制:要求的制冷量,可以在满负荷下运行一台冷机,也可以在部分负荷下运行两台。给出三台同样的离心制冷机在不同的制冷量需求下,单台、两台和三台运行时的COP的变化,如果能有这种准确的冷机工作性能曲线,并且准确了解当前所需要的制冷量,就能够随时根据要求的冷量和冷机工作性能曲线确定最优的冷机运行方案。要具体得到当前时刻下的最佳运行方案,关键问题就是怎样确定当前工况下末端需要的冷量。在大多数情况下,冷机的最佳运行方案都不会使某台冷机工作在最大制冷量下。当流量可以在设计流量的50%～100%范围内变化,每台冷机的冷量可以在33%～100%范围内变化,当安装两台冷机时,如果总冷量小于一台冷机的制冷量,就不应该运行两台;当安装三台冷机时,只有当总冷量大于两台冷机的冷量时,才有可能运行三台。多台冷机应根据负荷大小和进出口水温合理选择冷机的启停台数,尽量使得冷机运行在较高负荷下,以获得较高的COP,达到节能的目的。 冷水机组的台数加减控制应合理,例如以系统供水温度或以压缩机运行电流为依据加机,以压缩机运行电流为依据减机,在加机前先对原运行机组卸载等。

3 一次泵冷冻水系统

3.1 存在问题

主要问题就是流量太大,温差小;冷机阻力大,导致水泵的能耗很高。

3.2 解决方法

降低空调水系统电耗,是空调节能的重要途径。可以考虑进行如下的节能改造:取消冷机的旁通管和旁通阀;对冷冻水泵直接增加变频;同时对冷冻水送水温度进行调节。

对冷冻水循环泵实行变频控制,在部分负荷时减小循环流量,可以获得有效的节能效果。变频控制减小流量是有两个前提的:

1)要保证目前的各支路是水力平衡的,也就是说减小流量不会造成水力失调的加剧。2)要确保杜绝各类无必要的水路旁通。

随着负荷的变化,空调末端装置所需要的冷、热量也随之发生变化,这就要求供水侧的水量能够跟踪末端需水量的变化。一般认为在需水量变化时,如果能够将空调供、回水干管的压差保持恒定,就表明供水量已经跟随需水量的变化而变化。空调水系统控制一般选择供、回水干管的压差作为控制参数,根据压差变化改变水泵的运行台数,通过水泵变频控制等方法改变供水量。采用变频后,当供、回水干管之间的压差升高时,控制器发出指令降低变频器的输出频率,从而降低水泵转速,也就减少了供水量。反之则提高变频器的输出频率,增加供水量。变频器给出频率下限,防止冷机因为水量过少而冻结。

4 冷却水系统

4.1 存在问题

经测试目前冷却水侧存在的最大问题就是冷却水池的位置问题，冷却水侧现在缺少必要的控制手段，冷却塔风机大多数时间都运行在最高频率的状态下。

4． 2 解决方法

建议将冷却水池去除，经冷却塔冷却后的水，直接通过冷却泵进入冷机; 冷却水侧控制策略如下:

1) 冷却水泵不使用变频，冷却塔变风量控制。在保证安全运行的前提下，尽可能的降低制冷机组的冷凝温度( 压力) ，可以有效的提高制冷机组的 COP，基于这个考虑，按照目前通行的做法，本工程在更换冷却泵以后，可以不安装冷却水泵的变频器，而是让水泵固定在某个确定的工作状态上。具体而言: 首先调节管路，保证冷却水在多台冷却塔或一台冷却塔的多个模块之间均匀分配水量。检查、清洗冷却塔布水孔板、喷洒孔，避免由于孔口堵塞等导致的冷却塔局部“旁通”。检查冷却塔风机皮带的连接情况，避免皮带松弛“丢转”导致风机效率降低。清除冷却塔周边阻碍冷却塔进风的物体，确保冷却塔进风通畅。开启冷却塔风机，并对多台同时运行的冷却塔风机统一变频控制。控制策略为，测量室外湿球温度和冷却水回水温度，通过调整冷却塔风机频率，使得: a． 当室外湿球温度高于制冷机组允许的冷却水温度下限时，调整风机转速，使冷却塔出水温度比室外湿球温度高 1 ℃ ～2 ℃ ( 建议设置为一个区间，避免风机频率在一个短的时间内变动次数过于频繁) 。b． 当室外湿球温度低于制冷机组允许的冷却水温度下限时，调整风机转速，使得冷却塔出水温度接近制冷机组允许的冷却水温度下限即可。2) 冷却水泵使用变频，同时冷却塔变风量控制。如果要最大限度的降低泵耗，那么在对冷机能耗影响不大的情况下，可以改变冷却水的流量。采用冷却水的供回水温差作为自动控制的指标，具体而言: a． 当冷却水供回水温差高于设定的供回水温差上限时，提高水泵频率，使冷却水流量加大。b． 当冷却水供回水温差低于设定的供回水温差下限时，降低水泵频率，使冷却水流量减小。

摘要：通过对某电厂制冷站的测试,对制冷系统的冷机、冷冻水输配系统和冷却水输配系统给出相应的改造措施和节能控制策略,并作了简要分析,以达到节约能源的目的。

关键词：电厂,制冷站,节能,制冷机,冷冻水,冷却水

参考文献

[1]吕未海.制冷站冷冻水一次泵变流量设计探讨[J].制冷与空调,2006(6):39-40.

[2]董宝春.一次泵/二次泵变流量系统能耗分析[J].暖通空调,2005(7):22-23.

[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[4]王晓松.通过对暖通空调系统水力及负荷变化特性的分析探讨水力平衡阀使用的合理性[J].暖通空调,2005(12):7-10.

换热站节能控制技术的研究 篇8

关键词：换热站,数学模型,串级控制,模糊PID

近年来随着工业的迅速发展，供暖系统已逐渐趋于大型化，这虽然方便了用户，节约了能源，但也对提高供暖用户的舒适度，及系统的经济性、安全性、可靠性也提出了更高的要求。对于控制大型有耦合系统，可先去耦合对局部进行分析建模，然后综合考虑系统模型。建立换热过程热量传递和能耗关系模型。根据该建立的模型，以满足工况为前提，以能耗最低为约束，进行能耗优化控制技术的研究，进而根据用户的要求和室外气候条件的变化，对二次侧水温进行自动控制，对供热工况实现有益调节。

1、系统模型

1.1用户模型

假设系统保温良好，炉膛内由于混合器的作用温度均匀，设回水温度为，出水温度为，由热力学公式：

其中，为入口温度，为出水温度;

进行Laplace变换并整理得：

对于用户而言,

即得用户和锅炉控制模型为：(图1)

1.2换热器模型

换热器出口温度控制的传递函数，用于分析换热器出口温度和其他变量的关系，有利于对出口温度进行调节。

该过程通道的动态特性可近似为带有纯滞的二阶惯性环节，这是由于热流体要把热量传递给冷流体，必须要先把热量传给间壁，再由间壁传给冷流体，这样就形成了二阶惯性环节。热流体流量、冷流体流量对热流体出口温度的影响，可用传递函数描述为：

式中，K——静态放大倍数;

W1,W2——热流体和冷流体的储存量。

此外,由于管道长度的限制和影响,导致了由于液体停留时间引起的滞后,两个时间常数的大小不仅取决于流体在管内的停留时间,还与管壁的厚度、材质、结垢等情况有关。由此看出,系统的滞后时间为T,是一个惯性和时间滞后较大的系统。

1.3管网模型

管道系统的热平衡关系可用下式表示:

其中,为管网进口热媒温度;为管网出口热媒温度;为管网表面环境温度;为管网内的水体积;为管网表面的传热系数;为管网表面积;

2、控制系统设计

2.1系统结构

集中供热系统是一个十分复杂的多变量系统,受众多因素的影响,内部的关联性强,滞后时间长,非线性严重,故采用串级控制系统。串级调节系统是针对热惯性很大,纯滞后较长的控制对象,可以通过副环的粗调和主环的细调,改善调节的有效方法。

为了克服系统的热惯性,温度采集一路为二次供水温度,并保证温度恒定在55-75℃,另一路温度采集取自换热器的内部,当一次侧热水阀开度变化时,热交换器内部温度传感器及时反映温度的变化,加速过渡过程。过渡过程越短,用户端的水温变化幅度越小。

根据以上对系统的适温、稳压分析,可得出总体控制方案,如图2所示:

2.2模糊PID控制设计

选取E和EC为输入变量,温度控制值为控制系统模糊控制器的输出变量,并作为副回路的流量控制器的给定值。

模糊PID控制器是一种通过模糊算法计算出PID三个参数值,将其模糊化后论建立参数,,与偏差绝对值和偏差变化率绝对值间的二元函数关系。

模糊PID参数控制器的结构如图3所示:

本文所选用的模糊控制器为双输入—单输出结构,那么采用的形式来表示模糊规则库是一种即高效、又便于观察的形式。二维表格中被控参数的值由输入量来确定。

2.3仿真分析

冷流体走壳程对热物料进行降温,通过调节离心泵的转速改变冷流体流量从而达到对热物料出口温度控制的目的。离心泵的转速控制是通过调节变频器的输入电流来实现的。该过程对象可近似为一阶惯性时滞环节,经过实验测定该控制系统的传递函数为:

仿真实验中采用传统PID串级控制方式和带有模糊串级控制方法分别对换热器出口温度设定值进行了跟踪实验,实验结果如图4和图5所示。

结果显示,模糊串级控制器与传统PID串级控制器相比过渡时间短,超调量小,抗干扰能力强、控制过程平稳,有效地提高了换热器出口温度控制系统的控制质量。

3、结语

基于模糊串级控制器既可以弥补传统PID控制不能在线调整控制参数的缺点,而且可以明显改善纯滞后系统的控制质量。在过程设备与控制多功能实验系统上进行的换热器物料出口温度跟踪实验结果显示,该算法能够取得比较理想的控制效果。

参考文献

[1]苏保青.基于MATLAB的换热器动态特性辩识及热力站能量控制系统仿真.

[2]张健.具有远程监控功能的换热站自动控制系统.电子技术应用,2007.

[3]韩静.换热站混水供暖系统设计优化分析.山西建筑,2007年2月.

节能型联合站 篇9

【关键词】空压机；节能控制；加载率

1、概述

节能工作一直是国家发展经济的一项长远战略方针，也是企业降低成本的有效手段，推进节能技术进步，降低单位产值能耗和单位产品能耗是一项重要的工作。压缩空气是生产的主要动力。空压站产生的压缩空气担负着全公司气动设备及仪器仪表的动力供给任务。空压机运行状况的好坏，对生产有重大影响。一旦压缩空气停止供给，或提供的空气质量不能满足生产的要求，将会出现停产或生产无法正常进行，必将造成重大的经济损失和环境污染，甚至发生安全事故。因此，如何保证空压机的正常运行、提高运行效率、节约能源、保证安全，是必须解决的一个重要问题。当前，世界社会已进入信息化时代，如何跟上世界发展，与时俱进，使压缩空气系统研究比过去更上一个台阶，实现现代化、信息化、智能化，是发展的必然趋势。ES360在空压机节能控制能为空压的节能提供保障，同时也能为企业提供安全稳定的压缩空气。

2、工厂实例：空压站现场生产情况及问题描述

空压机是厂矿企业的必备设备，主要用来提供源源不断的压缩空气，例如给气动阀供气，为气体送料提供气源。空压机有很多种类，如螺杆式空压机、活塞式空压机、离心式空压机、涡旋式空压机等。螺杆式空压机在很多行业和场合得到广泛的运用，在其控制中采用加载-卸载阀来控制空压机的供气。由于用气设备的工作周期或是生产工艺的差别，使得用气量发生波动，有时会造成空压机频繁加载、卸载。空压机卸载后仍然运转，不仅浪费电能而且增加设备的机械磨损。金牛玻纤公司的空压站目前共安装有7台阿特拉斯·科普柯空气压缩机。单机运行状态时存在的主要问题如下：

1、压力不稳定

加卸载单台控制，由于用气量变化大，系统压力忽高忽低，影响了用气效率，同时也影响了产气效率。

2、能源浪费

一般情况下，用气量变化时，人工操作确定开停空压机的台数，为了满足正常生产用气需求，开启4台压缩机，空压站内的压力需要保证空压机侧最低压力0.66MPa，最高压力0.8MPa，空压机单台控制加卸载，取压点为空压机的出气口处，根据现场观察统计，其中一臺压缩机的卸载率为25%左右，这样，空压机可能存在长期空载运行，或频繁的加卸载运行，造成了大量能源的浪费和机器各零件寿命的缩短。

3、安全可靠性差

空压机运行情况和故障信息全靠操作人员定时的抄表，或者经验判断。这种原始的操作方法非常地不可靠，特别是空压机内部工况无法科学判断和管理，在系统出现问题后，无法保证快速查找机器故障，不能及时地反应机器的运行状况。先进的空压机虽然有本机的控制系统，显示系统，自动化程度也比较高，但在无监控系统时，若发生故障，安全得不到保障，事先无法预见故障，事后故障原因难以查找。

4、机器寿命受影响

由于各台空压机运行时间的不均匀，机器频繁加卸载，造成机器空转磨损设备，加上管理不善，维护不善，都会造成机器的磨损增大，严重时会危及到压缩机的使用寿命。

5、空气系统供气管网维护困难

由于生产区分散，离空压机房距离长，高度差大，管网布置纵横交错，错综复杂，如果某处出现故障或压缩空气泄漏则难以查找，也难以维护。同时生产的安全性、可靠性、高效性都不能得以保障。

3、解决方案：增加控制单元：ES360中央控制器

ES360中央控制器，通过压力信号采集单元和通讯线缆等将空压机的参数接入到控制系统中。其中ES360中央控制器作为控制的主要部分，控制七台空压机的运行，这样既满足了空压机对电源系统的要求，又避免了设备的频繁加载与卸载。在能满足生产车间需要的基础上节约了设备投资。该控制系统主要由三个控制单元组成：CAN网络、ES360控制器、压力信号采集单元，其中在CAN网络组建中要求将ES360的通讯端口与空压机电脑主板的各个通讯端口用屏蔽电缆相连接，再给空压机分配不同的地址，组成控制系统。ES306控制系统改造后可实现以下功能：空压机系统的集中控制和实时监控，包括对运行的空压机的运行、停止状态，故障报警和运行时的重要参数进行记录；优化空压系统的使用模式，根据系统需求压力进行加卸载控制，并在设定时间内启停空压机，优化压缩空气控制系统，使各台空压机运行时间均匀，实现节能目的；提高运行的可靠性；具有数据库功能，对空压系统的主要参数进行记录，方便对系统的掌握分析，无需人工干预。一旦发生异常，操作人员可以通过中央控制器上的监控画面用触屏来监控现场设备，对空压机进行参数设定或发出控制指令，空压机得到命令后即可启动或者停止，操作简单，最大限度的保证了系统的稳定性，取压点采用后序管路压力，这样，一方面系统根据现场的用气量，需多少制多少，减少了卸载时的空转消耗；另一方面因为压力始终保持在原来的加载压力（即现场需求的压力下限），从而使空压机始终处于最经济的节电运行状态。

4、应用效果分析

空压机载荷运行时间与总运行时间的比例称为空压机的加载率，是衡量空压机运行效率的主要参数，加载率越大空压机效率越高，产生同样量的压缩空气耗电量越低。

自2012年1月至2013年5月的空压机的加卸载数据如下图所示（数据来源：动力保障部），计算7台平均加载率自2012年10月份使用ES360控制系统以来，较2012年1至9月份平均加载率，提高了9.23个百分点。结果与ES360控制系统，以提高空压系统的整体加载率达到降低电量消耗的原理相符合。

系统改造之后一年空压站用电可为公司节约28万度电能，按平均电费0.6元/KWH计算，一年即可节省16.8万元。空压机集中控制改造实现了空压机系统的集中控制和监测，达到了节能显著效果，并且提高了工作效率；同时延长了设备及耗材的使用寿命，减少了设备的维修量和维护费用。

5、结束语

ES360控制系统在我公司空压站节能控制中确实发挥了作用，为公司节能减排作出了突出的贡献，也为利用信息化技术手段实现节支降耗，降低生产成本提供了很好的案例。

参考文献

强26站节能降耗措施分析 篇10

关键词：强26站,节能降耗

强26接转站于1991年9月建成投产,是集原油简易脱水、拉运、污水简易处理、油田注水于一体的综合供热拉油站,2008年整体改造时,设计规模为年原油处理能力4.29×104 t/a,污水处理14×104 m3/a。目前生产能力为年产液4.29×104 m3/a,注水量14×104 m3/a。

1 现状调查及原因分析

1.1 个别设备处于长启状态、泵的选型大于实际生产能力,造成能源浪费

(1)换热器处于长启状态。目前我站有换热器2台,主要负责原油进三相分离器前的加热,三相分离器分离油气水所需要的原油温度一般在50~60℃左右,而在夏天经过换热器加热前的原油温度在50℃左右,与所需温度相差不大,但却没有对换热器进行停用,从而造成热量的损失。(2)喂水泵选型高于当前实际生产能力。由于考虑到将来油田的发展,我站设计的生产能力大于目前实际的生产能力(年原油处理能力1.2×104 t/a,污水处理量80 m3/d左右),从而导致部分设备选型高于现在的生产实际要求。如强26站2台喂水泵,正常时启运其中一台。为满足当时生产规模的要求,选用了排量为25m3,扬程为20 m的单级单吸式离心泵。而注水泵的压力要求在0.03~1.5 MPa之间,Φ38 mm柱塞最大排量仅为8.1m3/h。为此喂水泵需开启部分回流,造成泵效的浪费。

1.2 设施的使用率不充分,有待改进

(1)原油装车前无换热器。我站现在的原油外输靠原油罐车拉运,但装车前却没有换热器换热加温,加之我站的原油粘度、胶质沥青含量都比较大,因此在装车时经常出现困难,造成原油装车缓慢的现象,有时一车油需要装1小时之久。(2)油气混烧燃烧器使用不充分。我站改造时有真空加热炉3台,全部配置燃油的百得燃烧器,而三相分离器分离出来的气却用于食堂,利用率极低。剩余全部外排放空了,造成污染和浪费,存在一定的安全隐患。

1.3 部分工艺流程有待改造

(1)装车泵长时间开启运转。强26站供原油拉运的装车泵,每日在3小时内装运原油100方左右,该泵铭牌排量参数为50 m3。由于工作量不饱满,其他时间内因为需打回流,以保证管线畅通,造成电机无功作业。(2)水区伴热长时间开启。为了保证在冬天水区各条管线的畅通,我站水区的管线以及卧式罐、注水罐均有伴热管线。在夏天,由于气温较高,加之三相分离器分离出来的污水温度也在三四十左右,完全可以在此时停用水区伴热。(3)强26#管线腐蚀严重,抽油机时率不能保证。我站强26#目前产液30.8吨,产油1.5,含水95%,管线腐蚀穿孔相当严重(表1)。(4)强26-7、强26-8、强26-9的原油粘度大,胶质沥青含量高,造成抽油机负荷大,导致杆断情况时有发生。

2 治理对策和实施效果

(1)换热器、水区伴热采取冬启夏停。夏天气温较高,原油进三相分离器前不经过换热和水区管线不需伴热均能达到要求的情况,为此,我们在夏天采取对其中一台换热器进行停用,气温最高时甚至可以同时停运两台,对于水区伴热则可以完全停用。停用后,效果很好,在保证正常生产的同时,燃料油用量也明显降低。

(2)切削喂水泵叶轮,减小排量,降低能耗。对于喂水泵目前排量过大,工作时需要打回流的情况,可以对泵的叶轮进行切削,从而达到在满足生产的同时,可以降低电机的能耗,减少电量消耗,达到提高效率的目的。

(3)在装车泵前安装旧换热器。针对我站的原油粘度、胶质沥青含量都比较大,装车缓慢的情况,加上有旧的换热器没有使用,我们考虑可以在装车泵前安装旧的换热器对装车原油进行换热加温,在保证原油顺利装车的同时,我们也达到了废旧利用的目的。

(4)恢复油气混烧器油气混烧的方式。针对目前我站的油气混烧器只烧原油的情况,我们可以把三相分离器分离出来的天然气用管线对接上,进行原油混烧,减少天然气的浪费和污染。

(5)装车泵流程的改造。为防止停泵管线堵塞,装车泵现在是每天24小时开启,造成了电量极大的浪费。如果我们在装车泵进口连接一个伴热管线,在原油装车完毕后进行清水替泵和管线,这样装车泵就可以达到装启毕停的工作制度,从而节约极大一部分电量。

(6)强26#管线常温输送。强26#井原油输送管线腐蚀严重,我们采用把强26#井口的油管线连到伴热回水管线上,再在进站时把伴热回水管线连到站内油管线上,采用伴热回水管线输油,加上强26#的原油管线与其它井的管线同沟,一定的伴热效果,可以把强26#井口的伴热来水与强26-11-12的回水连上,形成热水循环。采用这种流程后,再也没出现管线腐蚀穿孔的情况,大大提高了抽油机的时率,也降低了员工的劳动强度。腐蚀次数从改造前的每月1.5次降到改造后的0次。

(7)强26-7、强26-8、强26-10采用双空心抽油杆工艺,减少杆断。原油在温度较低时的粘度会增大,结蜡情况也很严重,为此,我们对这三口井采用了双空心抽油杆工艺技术,在井内易结蜡的管柱段下双空心抽油杆,进行热水循环,对原油进行加热,提高原油温度,进而减小抽油机的负荷,防止杆断频率的增加,同时也降低了员工加药化防的强度。

3 经济效益

(1)换热器,水区伴热采取冬启夏停,油气混烧年节约燃料油28吨。

(2)装车泵装启毕停年节约电量5.7487万k W·h。

(3)切削喂水泵叶轮,减小排量,年节约电量2.4万k W·h。

(4)强26#提高抽油机时率,年增油2.4吨。

4 结论

(1)目前,优化工艺还有潜力可挖,通过工艺优化可以一定程度降低员工劳动强度,提高油气集输整体效益和输油系统整体管理水平。

(2)积极推广新科技、新技术应用,给予节能降耗与技术支持。

(3)调整制定合理的设备工作制度,对降低能耗也起着一定的效果。

参考文献

[1]王光然主编.油气储运技术.东营:中国石油大学出版社,2005.