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摘要：

從自動化儀表節(jié)能降耗促進油田企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的角度，介紹了自動化集成技術在油田儀表節(jié)能降耗中的應用；并根據(jù)油田企業(yè)在項目中多年的實踐經(jīng)驗，從自動化儀表的設計選型、現(xiàn)場安裝調試、運行管理等階段分析了油田企業(yè)采取的節(jié)能降耗技術措施。

關鍵詞：

油田企業(yè)；自動化；儀表；節(jié)能；降耗

油田企業(yè)對采出的油氣資源在集輸、加工的不同階段，均須對系統(tǒng)內(nèi)的流體進行各種參數(shù)采集、計量、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和傳輸，這是保障油田企業(yè)完成能源生產(chǎn)計劃和日常管理工作的基礎。計量準確、運行穩(wěn)定、經(jīng)濟適用的自動化儀表，不僅能滿足油氣生產(chǎn)過程中不斷變化的工況、設備的安全啟／停、穩(wěn)定運行、優(yōu)化操作、故障處理、低碳經(jīng)濟，而且還可以達到節(jié)能降耗的效果，使油田企業(yè)大大提高了勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益。基于自動化儀表滿足計量精度要求，采取先進技術及措施達到最大限度節(jié)能降耗的目的具有重大的實際意義[1]。

1保障油田自動化儀表節(jié)能技術的條件

節(jié)能是指降低單位產(chǎn)值的能源消耗，即能源的利用效率，它包括以下5個方面：1）加強用能管理，各用能單位應采取必要措施減少生產(chǎn)過程中能源的浪費及損耗，實現(xiàn)能源消耗有定額，使用有計量[2]。2）技術上可行，是指儀器儀表的原理科學、工藝先進。3）經(jīng)濟上合理，即通過經(jīng)濟分析，使各種儀器儀表不僅實現(xiàn)明顯的節(jié)能效果，而且要有一定的經(jīng)濟效益，并達到一定的投入產(chǎn)出比。4）社會、環(huán)境可接受，滿足安全、環(huán)保要求，并且操作簡便、實用、質量可靠。5）合理、高效地利用能源，從生產(chǎn)、加工、集輸、儲備、供給、使用等各個環(huán)節(jié)，對用能情況都要做到綜合評價、合理布局、按質用能、綜合利用，符合利用效率高、經(jīng)濟效益好的要求[3]。儀表配備先進的測控系統(tǒng)，可優(yōu)化油田企業(yè)的生產(chǎn)工藝，合理規(guī)劃和調配油田企業(yè)資源，可大幅提升企業(yè)生產(chǎn)過程中的能源利用效率[4]。同時，將智能化的能源計量儀器儀表與自動化控制理論、數(shù)字化技術、計算機網(wǎng)絡技術相結合，對油田企業(yè)的整個生產(chǎn)過程可做到在線實時監(jiān)測、動態(tài)管理、全面優(yōu)化、準確調度管理和可靠決策；在提高測控系統(tǒng)能源利用效率的同時，進而達到增加產(chǎn)量、提高質量、降低生產(chǎn)能耗、確保安全可靠生產(chǎn)等運行管理目標[5]。

2石油石化企業(yè)儀表節(jié)能降耗技術措施

2.1設計階段儀表

油田地面工程的場站項目，首先是從其集輸、加工工藝設計開始，儀表專業(yè)設計雖然是整個項目中的輔助配套專業(yè)，但卻是整個系統(tǒng)的靈魂，是其平穩(wěn)運行的關鍵。例如：大慶某采油廠閥組間集油環(huán)產(chǎn)液計量改造項目中，在每口井回油管路上溫度計設計時，在多通道閥進口前均安裝溫度套管內(nèi)充硅油，且具備現(xiàn)場和遠傳功能相結合的智能溫度計來代替玻璃管溫度計（溫度計套伸入管路中，與流體介質充分接觸），避免了溫度套管與傳感器接觸不充分及環(huán)境溫度變化帶來的溫度測量誤差，不僅有效實現(xiàn)了系統(tǒng)節(jié)能，而且提高了測量精度和智能化管理[6]。聯(lián)合站、轉油站、天然氣處理廠等場站中使用各種加熱爐、壓縮機、泵、風機等耗能設備，檢測這些設備運行參數(shù)的儀表宜向智能化、集成化、系統(tǒng)化方向發(fā)展，并在設計過程中優(yōu)化控制方案，將有效地降低設備耗能，增加油田企業(yè)效益。如轉油站內(nèi)加熱爐，通過采集介質進出口溫度、壓力等參數(shù)，并把其傳至站內(nèi)控制室，經(jīng)控制系統(tǒng)處理后將指令反饋至加熱爐，可實現(xiàn)加熱爐的自動平衡，達到優(yōu)化運行、提高運行效率、節(jié)能降耗的目的。隨著電子和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，測量溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)的儀表逐步朝智能化方向發(fā)展，解決了油田生產(chǎn)中靠經(jīng)驗、靠人力來進行粗放型的運行模式，有利于工藝系統(tǒng)在運行中的節(jié)能降耗。

2.2選型優(yōu)化階段儀表

油田聯(lián)合站、轉油站、儲油庫等大型工藝項目在其工藝優(yōu)化過程中，自動化儀表系統(tǒng)的優(yōu)化選型通常從其性能及經(jīng)濟性2方面考慮[7]。如油田常用的流量儀表，在其運行過程中的壓頭損會消耗工藝系統(tǒng)中部分能量。目前，隨著我國科研和制造水平的提高，低壓損甚至是無壓損流量儀表也研制成功；所以，設計階段進行流量儀表選型時，在保證工藝參數(shù)測量精度的前提下，應從技術及結構角度加以分析，選擇節(jié)能型儀表[7]。2010年，在大慶油田某采油廠聯(lián)合站計量閥組設計中，對笛形均速管流量計和孔板流量計進行了實驗對比分析：測量相同流量的同一流體過程中，笛形均速管流量計測量產(chǎn)生的差壓低于孔板流量計的6%，產(chǎn)生的壓頭損低于孔板流量計的2.5%；同時，其壓頭損隨著測量管道直徑的增大而加速下降。該項目流程復雜，管徑較小，雖然笛形均速管流量計價格較高，但其在運行過程中耗能更低、計量精度高，節(jié)能效果明顯、經(jīng)濟效益更佳，選擇該型流量計更符合實際[8]。在熱電廠熱蒸汽計量應用渦街流量計的選型中，若未考慮溫度、測量管傳感器、管道內(nèi)流速、口徑等因素，勢必造成選型不當，流量計傳感器遇高溫易損壞、測量不準等問題，后期更換流量計造成追加投資，不利于自動化儀表節(jié)能。在變送器室外安裝時加裝變送器防雷裝置，有效地保護了現(xiàn)場變送器不受雷擊，免于更換變送器帶來的損失，達到了節(jié)能降耗。

2.3安裝階段儀表

自動化儀表的安裝與調試，直接影響油田工藝系統(tǒng)是否安全運行及維護費用高低。安裝前要認真審查設計圖紙，并根據(jù)相關國家、行業(yè)規(guī)范制定技術可行、經(jīng)濟合理的技術措施[9]。例如：在電磁流量計的安裝過程中，要嚴格保障其前后水平管段的長度，以確保流體在流量計內(nèi)流動時不受撓動；同時，流量計安裝的水平度必須滿足規(guī)范要求，否則，不僅加大流體阻力，而且測量誤差會成倍增加。又如柱塞泵進出口壓力表和差壓（或壓力）變送器安裝過程中，一般采用引壓管將高、低壓水引至1次儀表取壓。在安裝時可根據(jù)現(xiàn)場實際優(yōu)化施工方案，盡量減小引壓管的長度，減少管路彎頭數(shù)量，以降低引壓管內(nèi)的壓降；反之，會導致測量壓力小于實際壓力，管理人員會根據(jù)采油方案中地層所需壓力提高柱塞泵的出口壓力，造成能源的浪費。

2.4運行維護階段儀表

為保證油田企業(yè)站場的各種生產(chǎn)設備及裝置能夠長期平穩(wěn)、高效運行，應加強配套的自動化儀表系統(tǒng)的日常運行維護工作，不僅可有效降低儀表故障發(fā)生率、延長其使用壽命，而且對系統(tǒng)節(jié)能也尤為重要。日常維護主要是監(jiān)測儀表計量信號，檢查儀表系統(tǒng)的各種元件及線路是否完好，這些都是保證儀表系統(tǒng)在高效、節(jié)能狀態(tài)下運行的關鍵；同時，保持儀表系統(tǒng)的清潔，定期為儀表除塵、加油潤滑，亦可達到節(jié)能目的。例如：干式高壓水表廣泛應用于油田配水間中對每口井注水量的計量，表頭中齒輪在長時間運行后或由于周圍振動等原因，造成水表阻力加大，耗能增多；同時，由于測量值小于實際注入值，會誤導管理人員人為加大注水量，浪費水資源，為此可采用定期檢定或更換表芯的方法進行維護。另外，嚴格各項規(guī)章制度，采取合理的維護及維修措施，加強儀器儀表的標定及檢定工作，最大限度減少“跑、冒、滴、漏”，優(yōu)化資源配置、節(jié)能降耗，降低油田企業(yè)的運營成本。

3結論

為了實現(xiàn)儀器儀表的節(jié)能效果，在設計階段要高度重視，進行多方案對比，優(yōu)中選優(yōu)；在選型過程中，嚴格落實招投標制度，從精度、節(jié)能、可靠性、價格等方面綜合考慮，選擇適合本項目的儀表；施工過程中要嚴格執(zhí)行設計文件，應在國家相關標準、規(guī)范要求下施工，避免因安裝誤差過大導致測量精度下降、壓差增大；運行階段要加強管理，組建精干的維修隊伍，定期進行保養(yǎng)；企業(yè)應不斷加大投入，提高自動化儀表的軟件、硬件性能，降低其價格和能耗，增強抗干擾能力，促進石油企業(yè)高效穩(wěn)定發(fā)展。

作者：許化文 單位：大慶油田自動化儀表有限公司

參考文獻：

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