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近年来,国内外气田企业越来越重视气田节能降耗技术的发展。经过一段时间的发展,国内外的气田技术已经发展到很高的一个程度。所以,气田企业的发展需要从细节抓起,做好节能降耗工作,使得产能更加高效与稳定,让气田企业走上绿色、环保节能化的道路。
1气田节能降耗技术存在的问题
我国国民经济的迅速发展,我国的气田企业也做了一些节能降耗方面的工作,虽然,也取得了一些效果,但是,在节能降耗的过程中仍存在着一系列的问题,问题主要表现在以下几个方面。
1.1气田企业的节能降耗意识薄弱
在开展气田工作时,气田企业缺乏相关的节能降耗意识,没有充分地意识到节能降耗的重要性,没有充分地给予重视。所以,在节能降耗的执行工作中很难取得成效。但是,节能降耗对一个企业而言并不是单一的一个任务或是一场运动,不能寄希望于在短时间内就能取得成效。而是企业将节能降耗的意识贯彻到管理体系中,使其成为一个企业贯彻的习惯。另一方面,企业在日常工作中生活资源浪费的现象比较严重,从此也能说明企业的节能降耗意识并没有很好的建立。
1.2节能降耗技术有待提高
在开展气田工作时,仍使用一些具有高效能的产品设备,在操作工艺方面仍然落后。像一些比较先进的节能降耗技术未能有效地应用到实际工作中来。同时,在节能降耗的过程中,缺乏有效的创新,未能将节能降耗工作落实到实处。在制度方面,缺乏有效的制度支撑,气田企业的改革进一步进行,目前实施的节能鼓励机制和形式已经相当落后,节能降耗技术有待提高。
2气田节能降耗技术对策
2.1加强对电气设备的节能降耗工作
电气设备的节能降耗是气田企业工作的一个重要的问题。在实践节能降耗工作时,应该尽量地将需要进行散热的机械设备放置在较为通风的位置,从而减少建筑结构内所需要消耗的能源。另者,对于一些会产生大量热量的设备,例如变压器等需要为其配设一个空调房间隔墙,或者采用有效的隔热措施,进行节能减排。同时,气田企业要最大限度地使用一些环保型的机械设备。
2.2选择合适的节能技术与节能设备
对于气田企业而言,应该较多地使用一些比较先进的节能设备,例如:在注水系统中进行高低压分离改造、采用信息科学技术进行联网运行,让高校汞来代替低汞,或是使用一些变频调速节能降耗等技术。另一方面,对于一些石油天然气等常规能源,气田企业要使用新能源进行替代,加强技术方面的改造工作。在现代社会,气田企业要树立新能源的使用意识,加大对新型能源技术的研发与使用。例如:使用油水汞变频节能技术。在传统的气田工作开展过程中,原有处理油水汞数量的增加会导致电能消耗的增加,所以,变频节能技术的使用使得机汞工作效率得到有效的提高,将变频技术与检测系统相结合,会进一步地实现节能降耗。在节能降耗的实践工作中,我们不难发现,使用太阳能光热技术使得气田企业减少了消耗,实现了节能减排工作的进行,为企业赢得了经济效益。
2.3加强对能源的分配,使设备运行得到优化
对能源进行分配时,首先要做好的工作是对接线方案的优化。考虑能源消耗最小化、接线距离最近化以及接线方案最优化以及气田接线过程中所遇到的实际情况,对该地区的损耗进行全面的统计与核算,对比不同地区的经济水平,从而选择更为有效的接线方案,从而实现企业节能降耗工作的进行。另一方面,气田企业要企业内部的管理工作,例如:了解由于季节性对企业实际生产工作所造成的不同影响,对不同阶段电力负荷程度的差异性进行调查,以此为依据,有效地调整配电变压设备的数量,进一步实现配电变压设备的节能消耗,从而,提高配电变压设备的使用效率。
3结语
综上所述,我国社会经济的不断发展以及工业化进程的加快,我国的气田企业面对着更大的压力,既要实现经济效益又要促进节能降耗,为我国建立环境友好型社会做出贡献。因此,气田企业在实际生产过程中,要提高节能降耗的意识,选择合适的节能技术与节能设备,减少传统能源的使用,更多地使用新能源,加强对能源的分配,使得设备运行进一步得到优化,进一步提高气田企业的竞争力,从而,促进气田企业的可持续发展。
参考文献:
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[2]高泽立,简国玉,徐琦,方天海,董蕾.气田水回注系统节能降耗技术措施探讨[J].石油石化节能,2013,04:1-3+59.
炼钢在钢铁生产中占据着重要地位,作为既是高耗能工序,又是二次能源产生大户的炼钢工序,是唯一可以实现总能耗为“负值”的工序,如何通过降低炼钢生产过程中的能耗、物耗,实现更加高效的能源转换和回收,尽快实现高效负能炼钢目标,以降低炼钢厂的生产成本,成为了钢铁厂在目前严峻的市场形势下的当务之急。
【关键词】
炼钢;节能;降耗;生产管理;温控;节电;煤气回收
中国的钢铁工业经过几十年的高速发展,取得举世瞩目成绩的同时,也带来了巨大的能源与物料的消耗,尤其是最近几年随着经钢铁行业市场供求关系的变化,钢铁行业产能严重过剩,供需矛盾不断扩大,钢价连续下跌,钢铁企业的利润迅速降低,目前,钢铁工业已经成为一个微利甚至亏损行业。为了应对严峻的形势,在激烈的市场竞争中立足,钢铁企业必须大幅度节能降耗,实现优势成本竞争战略是钢铁企业危机制胜的重要法宝。对于我们公司来说,面临的问题和矛盾更加突出。我们高炉和转炉的产能装备配置不配套,导致铁水供应不足,极大的制约了我们的炼钢的产能释放,阻碍着成本的进一步降低。目前钢铁行业炼钢节能降耗的思路和措施主要有:提高生产管理水平,优化炼钢生产工艺流程,全程稳定低过热度运行;降低物料及能源消耗,提高能源转换效率;使用新节能设备及节能技术,提高二次能源的综合利用效率等等。我们通过对本公司炼钢工艺的能耗现状进行调查统计,并与国内外优秀炼钢工序的先进能耗指标进行对标评估,进一步对能耗影响因素进行分析,最后根据我公司的实际现状,研究实践各种主要节能措施在本单位炼钢工序的应用方案。
一、降低炼钢工序的能源消耗。
(1)炼钢工序能源消耗主要有:氧气、氮气、氩气、煤气、焦炭、电、水、蒸汽等,而氧气在能源介质消耗中所占的比重最大,因此将控制氧气消耗作为重点,根据我公司的现状,采取的主要措施有:编制并推行转炉标准化作业,严格控制出钢温度,提高命中率和一次拉碳成功率,减少点吹和补吹次数,减少非正常状态下的氧气用量等。(2)电耗所占的比重仅次于氧气,因此降低电耗也成为我们节能降本的重要举措,目前我们的节电措施主要有:1、提高钢水到精炼炉成分与温度达标率,控制铁水量波动在工艺要求±2t内,优化操作、装入、造渣等工艺制度,完成转炉和精炼炉的标准化作业,降低精炼电耗;2、优化OG风机参数,根据回收时各阶段的烟气量及煤气浓度等因素,对风机运行周期进行分解并优化,减少风机高速运行时间,降低电耗;3、机械真空泵代替传统蒸汽喷射泵应用于VD炉真空系统,降低能耗和运行成本。该真空系统由5组机械式真空泵组成(4用1备),泵组为30kW罗茨泵+55kW罗茨泵+30kW螺杆泵,代替传统的蒸汽喷射泵组。干式机械泵采用变频控制,可以根据不同的钢种脱气处理要求设置相应的控制程序,进行不同速率抽真空的控制,生产过程主要消耗的能源介质为电能、氮气、冷却水等,因为采用电力驱动,所以真空系统运行不受蒸汽压力、温度等因素的制约,不需额外的蒸汽管线及蒸汽消耗,而转炉产生的蒸汽可全部用于蒸汽发电,以实现能源的高效转化。
二、降低炼钢工序的物料消耗。
(1)降低金属料消耗。通过与先进行业对标,从转炉炉料结构王浩1、2彭军1孟祥龙2于荣1、21.内蒙古科技大学2.淄博张钢钢铁有限公司的优化、钢包注余渣的回收利用、全精炼减少合金消耗、铁水捞渣等因素优化控制,降低金属料消耗。(2)降低石灰消耗。通过对操作人员进行理论培训,调整入炉料结构,优化造渣制度,制定标准化操作模式,降低转炉渣量,同时采用石灰石代替部分石灰等措施,来降低石灰消耗。
三、提高炼钢工序的能源回收和利用
转炉工序回收的能源主要是:转炉煤气和蒸汽,烟气能量的高效转换与回收利用是转炉工序能耗为“负值”的主要途径。(1)增加煤气回收。1、结合已有设备设施具体情况,采用高效喷雾蒸发冷却塔改造一文和环缝文氏管改造二文的(高效塔文)形式。高效塔文湿法除尘工艺相对于传统0G湿法除尘系统具有节水、节电、运行成本低;维护方便,劳动强度小;系统阻力小(可减少2.5-3kPa),抽风量大;净化效果好,增加转炉煤气回收量等优点。2、在进行煤气回收时通过微差压检测装置和液压伺服装置,对环缝文氏管喉口的开度进行自动调节,使转炉炉口处于0~20Pa左右的微正压状态,用以控制炼钢过程中产生的CO不燃烧或少燃烧,并和转炉降罩吹炼相配合,控制好升、降罩的合理时机,确定最佳回收时限和烟气量控制值,并对OG风机运行参数进行优化,既保证除尘效率又使煤气回收量趋于最大。(2)增加蒸汽回收利用。在炼钢原有余热锅炉系统的蓄热器位置,新增加一台150m3蓄热器,并增设蒸汽管网,将炼钢的蒸汽并入烧结余热锅炉,实现炼钢蒸汽直接发电。加强炼钢厂转炉锅炉系统维护检修,杜绝蒸汽设备的跑冒现象,并与余热发电系统根据炼钢的生产情况进行及时沟通,以增加炼钢外送蒸汽量(吨钢供汽量80-85kg/t钢),提高蒸汽能源的回收利用。
四、提高生产管理水平,优化工艺流程
炼钢工艺的生产流程是钢铁企业生产组织的关键环节,其生产管理水平和流程的合理优化是实现物流紧密衔接,保证生产流畅、产品质量稳定可靠的重要途径,炼钢生产是一个典型的离散和连续相结合的高温作业生产过程,其特点是生产线长、工序多、设备复杂,对生产的时间、温度、性质、状态均有严格要求与控制、存在多种约束条件等等。针对我公司长期存在生产流程不畅、故障事故多、运行成本高的状况,结合我公司现有装备条件及工艺条件,通过制定温度及成分控制模式,加强职工标准化操作和流程培训,提高职工标准化操作技能,并完善各项作业流程,建立生产时刻表制度,严格要求每个炉次的吹炼时间,准时到达连铸机保证连浇的时间,降低断浇次数,提高生产设备利用率,达到合理高效的钢水加工节奏控制,减少钢水在工序之间的等待,减少钢水热量损失,达到节能降耗。以实现提高对生产节奏的把控,提高生产管理水平。
五、实行全流程保温措施,控制温降。
全流程的保温措施是转钢厂节能的重要基础,并且钢水在加工过程中低温运行有着提高产品质量、减少物料消耗、延长炉衬包衬及设备寿命等诸多好处。我们通过对铁-钢界面(铁水从出铁到入转炉),炼钢内部,钢-轧界面(铸坯从连铸到轧钢加热炉)全流程三个部分的温降情况的详细调查,对各工序时间、降温值、温降速率等数据进行分析,根据分析结果,针对各流程主要温降因素,系统的研究制定铁-钢-轧全流程控制温降措施。(1)铁-钢界面温降。我公司铁水从出铁到入转炉,总的温降约为150℃。其中高炉出铁过程为主要降温因素,铁水从出铁场出铁毕到入转炉,转运过程为次要降温因素。通过制定各工序的合理用时,机车拉罐数量及配罐方式;增加铁包罐车自动加盖系统以及相应措施达到控制温降的目的。(2)炼钢内部温降。炼钢内部温降主要包括:出钢过程温降、吹氩过程温降、软吹过程温降、静置和转运过程降温,通过制定各工序的合理用时,增设钢包自动全程加盖系统,减少热周转钢包数量、转炉出钢口改造等措施控制温降。(3)钢-轧界面温降。通过抓好生产计划的衔接,加强沟通协调以及制定相应管理措施等,以提高铸坯热送率。
六、降低备件及工艺件消耗,降低维修费用。
Abstract: The scarcity of energy resources determines that we should pay more attention to energy saving and consumption reduction. We should further study and apply more and better techniques of energy saving and consumption reduction to various fields of social production and life, so as to realize the expected energy saving and emission reduction targets, to achieve the purpose of energy saving. Oil and gas resource is an important source of social production and life, so its development and utilization is facing energy-saving problems. This is mainly because oil and gas resources development and utilization itself is with large energy and resource consumption, which is the focus of energy saving. In this paper, the author discusses the application of energy saving technology in oil extraction system, gathering system, thermal system and electric power system from the point of exploitation and utilization of oil and gas resources in the field. The aim is to promote the scientific and rational application of energy saving technology in oil and gas resources development and utilization.
关键词:油田;节能降耗;技术;分析;油气资源开发
Key words: oilfield;energy saving;technology;analysis;oil and gas resources development
中图分类号:TE34 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)04-0117-02
0 引言
随着我国社会各个领域、各个行业的稳步、可持续健康发展,社会能源需求逐年及大幅增长,鉴于能源资源的稀缺性,为了有效提高能源资源的利用效率及实现节能目的,节能降耗技术开始走入人们的视野,并逐渐被人们所重视;作为社会生产、生活重要能源来源之一的油气资源开发与利用,同样面临着上述资源利用效率问题及节能降耗挑战。油气资源的开发、供应与利用过程本身就伴随着大量的能源资源消耗,因此也是进行节能降耗的重点。从油气资源开发过程角度提高能源的利用效率及节能降耗水平对促进节能降耗在社会各个领域及生产、生活中的实施具有重大而深远的意义。笔者结合工作实际,从油田油气资源开发与利用角度就采油系统、集输系统、热力系统和电力系统中的节能降耗技术应用问题进行深入探讨,以期对促进节能降耗技术在油田油气资源生产过程中科学合理应用有所帮助。
1 油田采油系统节能降耗技术及其应用分析
1.1 优化采油系统的设计
影响油田机械采油系统能源利用效率的因素较多,可谓地面、井下因素皆有,如油井产液量、有效扬程和电机输出功率等因素和参数;因此,应该同时考虑地面和井下因素,将机械采油系统作为一个整体,以节能降耗为主要目标,对相关影响因素及参数进行优化匹配设计,旨在提高整个机械采油系统的能源利用效率,进而提高其节能降耗水平。当前,就油田机械采油系统优化设计所涉及的节能降耗技术研究与应用,概括起来有多个研究方向和多种技术;如“双层综合模糊评价法”,即将最高效率作为设计目标,建立机械采油系统有杆泵抽汲参数优化模型,以此起到消耗同样能源而提高油气产量的效果;还如回归方程法,即通过对大量的机械采油系统效率数据的分析来获得一个或者多个方程模型,然后以效率为目标函数,将设计参数与实际生产进行对比分析,从而获得生产效率高的参数并普遍应用到生产过程中等多种采油系统优化设计方法。
1.2 大力推广节能抽油机
采油过程中抽油机是能源消耗大户,有必要大力推广与应用节能型抽油机。国外应用比较多的,如法国研制生产的长冲程液压驱动塔架长冲程抽油机,美国Rota flex公司研制生产的长冲程抽油机,都具有结构简单、不需外加配重、冲程长、冲次低、电机功率小等优点,能明显降低能源消耗。国内研制生产与应用比较多的,如:双驴头抽油机,其属于游梁式抽油机类,同样具有冲程长、冲次低、能源消耗低的优点;偏轮游梁抽油机,其为六连杆结构,也是一种节能型抽油机,与传统抽油机比较,节电率能达到30%;另外,弯游梁抽油机也是当前一种比较典型的节能型抽油机,其是在常规游梁抽油机基础上,通过对其形状、安装位置等的改进而兼备了常规游梁式抽油机和双驴头抽油机的优点,具有较好的节能效果。
2 油田集输系统节能降耗技术及其应用分析
2.1 高效保温隔热技术及其应用
在油气资源中高凝点、高含蜡原油以及稠油占有较大比重,其成功顺利开采离不开“热力技术”的支持,如果采用专门的热力技术势必会增加能源消耗,因此“保温隔热”就成为油田油气资源集过程中所使用的、重要的节能降耗手段之一。为了充分利用现有热能,对系统进行专门的保温隔热处理是非常必要的,主要目的是降低油气资源开采过程中热力能量损失。高效保温隔热技术被认为是降低热力系统能量损失、提高能源利用效率的重要技术方法之一;比如,美国克恩河油田广泛采用的高效隔热管技术、英国Troika油田采用的真空隔热油管技术,对于保持油液温度起到了积极作用,取得了较好的节能降耗效果。
2.2 常温集输处理技术及其应用
油田油气资源开发在进入中后期,即高含水阶段,如果仍采用传统集输工艺则会增加能源消耗,这一阶段的采出液其实更适用于常温集输而不需要进行专门掺水加热处理。如冀东油田、大庆油田在该阶段推广使用的常温密闭集输工艺,就取得了很好的节能降耗效果。但是,常温集输处理技术应用同样也受实际条件的限制,比如要考虑采出液的含水率、温度和剪切率等因素,以及对集油管路进行必要的保温处理等,从而保证常温集输处理技术的应用效果,进而达到节能降耗目的。
2.3 高效气液分离技术及其应用
气液分离是油田油气资源开发过程的重要环节,气液分离效果的优劣直接影响到油气资源后续的脱水效果;就油田油气资源开发过程中的气液分离技术,国内外及各大油田都在大力抓紧改进,并研制生产出了相应气液分离器,将其应用到油田油气资源气液分离环节中,大大简化了后续的采出液处理流程,起到了很好的节能降耗效果,其中尤以高效、紧凑型分离器为代表。如挪威石油公司研制的管式气液旋流分离器具有效率高、撬装化、可移动及小型化等特点,更适合于深海油气资源开发过程中的气液分离,其通过减小每个单管管径、加长管长,以及增加涡流设备等,大大提高了油气资源的气液分离效率。
3 油田热力系统节能降耗技术及其应用分析
3.1 加热炉节能技术及其应用
加热炉是油田油气资源开采过程中广泛使用的加热设备,加热炉效率高低直接影响到油田的节能降耗效果。鉴于影响加热炉效率的因素众多,需要考虑从主要影响因素角度来对加热炉进行改进设计,如燃烧器、空气系数、炉体散热等都是影响加热炉能源利用效率的重要因素;因此,可以考虑进一步改进加热炉燃烧器设计、采用节能型高效燃烧器,以及优化空气系数、配套辐射定向吸热和余热回收技术等,以此来提高加热炉系统的能源和热能利用效率。目前,国内采用的高效加热炉主要有真空加热炉、相变加热炉和热媒炉等几种;其中冀东油田使用的相变加热炉和真空加热炉;实践证明,经过改进的高效加热炉不但运行稳定、安全可靠,最重要的是节能效果好,能源燃烧及热能利用率达到90%以上。
3.2 热电联产技术及其应用
热电联产技术,由于具有较好的环保性和经济性特点,被越来越多的人们认可和应用。对于热电联产技术,国外甚至已经通过立法来促进其发展和应用,同时也进一步促进了热电联产技术的发展和在更大范围内的应用;热电联产技术成为油田油气资源开采过程中用于提高能源利用效率、实现节能降耗目标的主要与有效方式。与热电分产相比较,热电联产技术的节能降耗效果不言而喻,其在国内外油田油气资源开采中应用的效果同样也获得了人们的认可,特别是在热采稠油中的应用。如美国Midway-Sunset稠油油田、克恩河油田应用的热电联产装置,实验与实践均证明,热电联产技术的应用给企业带来了较好的经济效应和节能效果。
4 油田电力系统节能降耗技术及其应用分析
4.1 无功补偿技术及其应用
就无功补偿技术而言,其在国内油田电力系统中的应用配置相对较少,且多存在配置不合理问题;因此,有必要对油田电力系统中的无功补偿技术应用进行全面的优化。我国胜利油田孤东油区率先改进与采用了智能无功补偿装置,实践证明新型智能无功补偿装置,不仅能够有效提高电力系统的运行稳定性,最重要的是能够大幅降低能量损耗,无功补偿与节能降耗效果明显,同时一定程度上实现了油田电力系统的智能化运行;还有中原油田在油田抽油机井上应用了无功就地补偿技术,成功实现平均线损率下降,其中降低率达60%,实现了节能降耗目的。随着无功补偿技术持续改进,已经基本实现动态无功补偿、连续性补偿,其节能降耗效果更好。
4.2 变频技术及其应用
伴随变频技术的发展,特别是调速变频技术,其在油田抽油机、螺杆泵和输油泵等设备中获得了成功应用,实现了降低设备电力损耗的目标。如华北油田采油厂在抽油机井上应用了变频技术后,节电率达22%,节能效果明显;胜利油田孤东采油厂的潜油电泵在使用了变频技术后,系统能源利用率提高了11%,不便节约了能源,也提高了油田的经济效益。虽然当前变频技术所使用的变频器还多是通用变频器,相对适应性、可靠性要差一些,一定程度上影响了变频技术在油田电力系统改造中的应用,但是我们仍然能够看到变频技术应用在油田电力系统中所起到的节能效果;毋庸置疑,变频技术应用将成为油田电力系统节能降耗研究的一个重要方向。
5 其他节能降耗技术及其在油田的应用分析
可用于油田实现节能降耗目标的技术众多,除了上述针对油田采油系统、集输系统、热力系统和电力系统的节能降耗技术外,仍然有很多的节能降耗技术可以用于油田实现节能降耗目标。如直驱螺杆泵技术,其通过永磁电机对螺杆泵直接驱动,以此来减少机械和皮带减速器的应用,达到降低抽油系统能源消耗的目的;如油田数字化技术,也是实现油田智能管理的最佳途径,其关键技术之一地理信息系统的应用可以很好实现油田系统内各类资源的共享,促进油田经济效益和整体能源利用率的提高;还如太阳能技术,国内外越来越多的油田开始重视太阳能的利用,如辽河油田在原油集输系统中就使用太阳能来对原油进行加热,太阳能技术在油田节能降耗中的应用更多的还处于起步探索阶段,但无疑有着广阔的应用前景。
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