节能降耗技术范文

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关键词：

油田；节能降耗；技术；分析；油气资源开发

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Rotaflex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输过程中所使用的、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。

参考文献：

[1]白鑫.萨北油田节能电动机应用效果评价[J].石油石化节能，2016（10）.

[2]秦拥.节能降耗新技术在油田的应用研讨[J].石化技术，2016（09）.

[3]张国荣.石油和化工企业节能降耗面临的问题与对策[J].中国石油和化工标准与质量，2016（04）.

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根据上海市电力公司的测算，线损电量占公司总能耗的97.05％；其次是大楼建筑用能、用水等方面的能耗，占1.43％。因此电网公司的节能降耗措施重点在优化调度、降低综合线损、用电侧管理、建筑节能等领域开展工作。

1.1降低发电能耗

1.1.1优化调度模式

“调整发电调度规则，实施节能、环保、经济调度。”国家发展和改革委员会等部门已下发有关通知，要求发电调度中优先考虑可再生能源和低能耗机组发电。为此，电力公司尽快研究制定新的调度规划，以节能、环保、经济为标准，确定各类机组的发电次序和时间，优先调度低能耗机组发电，或直接按照能耗标准调度，激励发电企业降低能耗，减少高能耗机组的发电量。

一个电网发电侧经济性指标主要取决于所有装机设备等级及状况、平均负荷率两大要素。在前者一定的前提下，提高电网整体经济性的主要手段就是如何提高平均负荷率（包括数值及品质）；次要手段是在平均负荷率一定的情况下，如何优化分配各台运行机组之间的负荷。

以上海电网为例，若采取“以大代小”政策，节能潜力与华东省电网相比小很多，但是若政策到位、技术上得到充分支撑，结合电源点负荷分配、厂内机组合理安排调停、两班制运行、厂内负荷优化分配等一系列措施，全网平均供电煤耗，2006年节约标煤25.76万t.

1.1.2可再生能源发电

在我国，新能源与可再生能源是指除常规能源和大型水力发电之外的风能、太阳能、小水电、海洋能、地热能、氢能和生物质能等。可再生能源的开发利用是实现“节能、降耗、环保、增效”的重要手段。根据我国能源发展的有关规划，“十一五”期间，我国将大力发展风电，适当发展太阳能光伏发电和分布式供能系统。

风能和太阳能等可再生能源大规模开发利用时，必须解决可再生能源发电的并网以及可再生能源电源与电网之间的影响问题。一方面，电网公司除了要优先收购风电外，还应承担电网建设和传递电力的义务，需要大量的资金投入，因此政府的政策支持十分重要；另一方面，由于风电和太阳能电源的功率间歇性和随机性特点，大规模接入地区电网后，将对地区电网的结构设计、运行调度方式、无功补偿措施以及电能质量造成越来越明显的影响，电网公司必须采取妥善的技术和管理措施。

1.2降低综合线损技术

1.2.1电网规划优化

城市电网可通过合理的电网规划来降低线损。上海电网在构筑满足，N-1准则的配电网络，重点地区配电网满足检修状态下N-1准则的前提下，综合考虑近、远期地区负荷密度、节能降损和区外电源的受电通道等情况，从各个电压等级协调发展的角度，因地制宜地建设高压配电网，大力发展110kV网架及110kV直降10kV供电。

建设节能低耗、符合环保要求的配电网。上海城市发展决定了在中心城区以发展电缆网络为主，变配电站小型化、紧凑型，注重与环境相协调。为了减少线损，提高电压质量，上海电网采用中压配电网延伸，进住宅小区，压缩低压配电网范围，多布点，近距离供电。同时，采用了低损耗、低噪音设备。

1.2.2电力变压器节能

（1）变压器降耗改造。变压器数量多、容量大，总损耗不容忽视。因此降低变压器损耗是势在必行的节能措施。若采用非晶合金铁芯变压器，具有低噪音、低损耗等特点，其空载损耗仅为常规产品的五分之一，且全密封免维护，运行费用极低。S11系统是目前推广应用的低损耗变压器，空载损耗较S9系列低75％左右，其负载损耗与S9系列变压器相等。因此，应在输配电项目建设环节中推广使用低损耗变压器。

（2）变压器经济运行。变压器经济运行指在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，使变压器电能损失最低。变压器经济运行无需投资，只要加强供、用电科学管理，即可达到节电和提高功率因数的目的。每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失，无功功率的空载消耗和额定负载消耗。变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同，故上述参数各不相同。因此变压器经济运行就是选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器运行。

选择变压器的参数和优化变压器运行方式可以从分析变压器有功功率损失和损失率的负载特性入手。

1.2.3电网无功配置优化

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2我国10kV配电变压器发展现状

在我国，20世纪50年代至今10kV配电变压器经历了几个不同的发展阶段。20世纪50年代，我国由于技术落后等原因，使用的变压器产品的能耗较大，这一阶段大约持续了近20年。随着我国电力系统不断完善及变压器制造水平不断提高，在20世纪60年代后期，国家有关部门强制在10kV配电网中使用S7系列变压器产品，这类变压器的能耗较先前产品有一定程度的降低，这一阶段大约持续了40年左右的时间。20世纪末期，我国开始对既有电网进行全面升级改造，将原有的S7系列变压器替换为技术更为先进的S9系列变压器，从而进一步降低变压器的能耗。但经过上述两次比较大规模电网改造后，新产品的能耗仅比老产品的能耗降低8%左右。可以看出，我国在10kV配电变压器的节能降耗方面还有很长的路要走，要想实现有效降低配电变压器的电能损耗，还需要对有关变压器节能降耗理论进行不断完善，并逐步将先进理论在实践中推广应用。

310kV配电变压器节能降耗技术

3.1利用新材料降低能耗

变压器内部结构所选用的材料对变压器的电能损耗有很大的影响。现阶段，我国在生产配电变压器时主要以铜铁及铝合金为原材料，这些材料在使用过程中不但易腐蚀，而且其电阻较大，会对电能产生很大的损耗。为了解决这一问题，变压器科研人员及制造商试图采用新型材料代替原有变压器材料，通过不断的试验探索，人们发现有两种材料可降低配电变压器的能耗：一种是无氧铜材料，这种材料可以有效降低配电变压器的线圈内阻，从而实现配电变压器节能降耗的目的。这种材料取材极为方便、加工工艺相对简单、成本较其他材料低，可降低配电变压器的生产成本，并且采用这种材料生产的10kV配电变压器有很好的抵抗短路的能力；另一种是非晶体合金材料，这种材料可用作10kV配电变压器的磁体材料。用非晶体合金材料制作的铁芯与原材料制成的铁芯相比可有效降低电磁能损耗，从而提高10kV配电网的经济可靠性。

3.2自动调压器技术

由于配电变压器的有功损耗与电网电压的平方成正比例关系，所以可以在保证配电网电压正常的前提下对配电网电压进行合理优化调整。实际操作中可以通过将对应补偿电容器安装在变压器的负载分接头档位上这一技术手段来实现该目的。自动调压器可以根据实际情况对配电系统的内部电压进行自动调节，该装置利用三相耦合变压器将输入电压控制在正常电压值的3%左右，同时利用其内部的有关控制器对整个系统的电压进行实时控制，从而在配电过程中实现节能降耗的目的。对于配电系统的无功损耗也可通过配电变压器来降低，过电电压是造成变压器铁损的主要原因，当过电电压超过额定电压的10%后，变压器铁损值会增大50%，并且会大大增大变压器的空载电流值，从而加大配电系统的无功损耗，所以，通过自动调压器对配电系统电压进行自动控制可有效降低配电系统的无功损耗，提高配电系统的运行效率。

3.3确定变压器间负载的经济分配

在实际10kV配电系统中都是通过几台变压器共同工作实现供电的，也就是说在一个配电网供电系统中，总的配电变压器电能损耗应该是该系统中所有变压器的有功损耗和无功损耗的总和，从实际应用可以发现，同一配电系统中的不同变压器在有功损耗及无功损耗方面有很大的差别，当变压器处于最优工况下，其电能损耗较低，因此，当一个配电系统中存在多台变压器并列运行的模式时，应通过一定的优化措施对不同变压器间的负载进行经济分配，从而最大程度保证每台变压器均处于最佳工况下进行工作，使一个配电系统中的所有配电变压器的总有功功率损耗和无功功率损耗值降到可优化范围内的系统最低值，从而实现10kV配电系统节能降耗的目的。

3.4保证配电变压器三相负荷的平衡

配电变压器运行三相负荷是否平衡对10kV配电变压器的电能损耗也有很大的影响，当配电变压器处于工作状态情况下，若存在三相负荷不平衡时则会产生负序电压，从而引起整个配电系统的电压波动；若三相负荷中的某项绕组中负荷电流过大，则会增大该绕组的铜损，从而增大配电变压器的功能损耗。试验发现，当10kV配电变压器处于最大三相不平衡运行状态时，其系统损耗便可达到其处于平衡负荷运行状态时的三倍。因此，通过技术手段保证10kV配电变压器三相负荷平衡是降低变压器能耗的重要措施。现阶段主要采取以下措施来保证10kV配电变压器的三相平衡：一是将变压器置于负荷中心位置；二是对10kV配电系统中的单向电气设备采用单向变压器进行变压；三是通过相应的无功补偿及消谐装置实现三相负荷之间的平衡。

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关键词：

电厂锅炉；节能现状；节能降耗技术

市场化态势下，电力企业面对着更剧烈的竞争，亟待着手予以改进。明晰自身的要求，侧重去调控日常的耗费，是企业进展依循的总体目标。从现状来看，企业可获取的经济成效密切关联着供应电能，电厂锅炉可选的降耗流程关系着管控成本。耗费的能量之中，锅炉体系占到了凸显的部分，是能耗范畴内的主体。唯有接纳新颖技术来真正降耗并且节能，才会延展锅炉可运转的年限，提升总的节能成效。

1节能降耗特有的价值

从新的态势看，降耗及节能被划归为侧重点，日渐受到注重。各类行业摒除了旧式认识，开始接纳节能降耗范畴内的配套技术。这种新形势下，电厂若要提升长久的成效，唯有依循降耗的指引着手来改造锅炉，让现有锅炉运转都能吻合减排节能。采纳节能类的新技术，依托技术来缩减平常的能耗，缩减了锅炉运转附带着的周边污染。这样做，从本源上提升了电厂显现出来的竞争水准，促进了竞争提升[1]。历经长时段的摸索，电厂摒除了不适宜的燃烧流程，改进锅炉获取了凸显的实效。经由升级及改进，锅炉燃烧创设了更优的环保实效，也改进了搭配着的辅助构件。然而不应忽视，电厂锅炉仍存有若干弊病，例如日渐老化、耗费着较多成本、没能真正去降耗。为此，要设定最适宜的流程来改进锅炉，获取更为优良的降耗状态。

2解析节能现状

首先，锅炉留存的水体没能经由审慎的处理，缩减了节能成效。依循操作规程，锅炉水应能经由预设的前序处理才可真正去发电。但从现状看，有些电厂缺失了净化类的成套装置，水体没能被净化且积淀着偏多杂质。后续受热以后，杂质粘附于侧壁，累积成偏多的锅炉水垢。这种状态之下，水垢耗费着额外的较多热能，流失了电厂效益。调研数值表明：若水垢累加超出了1毫米，将会添加5%额外的热能消耗。其次，投入进来的燃料没能被充分燃烧。电厂投入至锅炉以内的原材混同着煤油及煤炭、其他类的原料。后续燃烧流程内，有些燃料并没能被燃尽，留存了较多的剩余物。锅炉本体构架不够适宜，造成灼烧并不充足。很多电厂没能从本源上减小能耗，正是受到如上的困扰。摒除这样的弊病，唯有变更锅炉固有的总体架构，从根本上确认燃烧是充足的[2]。第三，锅炉日常排放着偏多烟尘，带来了热损耗。在灼烧煤炭时，很难规避附带的较多烟尘。烟尘有着较高的本体温度，也损耗着热量。有些情形下，锅炉可接纳较小的受热总面积，燃烧流程暗藏着漏风，或者测得了偏高的火焰温度。在这时，排放出来的烟尘将累积得更多。例如：若提升了10摄氏度原有的排烟温度，将耗费超越2%总体的热能。排渣机遇有突发故障，也将损耗更多的总热量。

3摸索适宜的降耗及节能技术

3.1变更内在的锅炉构架

针对燃烧可得的综合成效，先要着手去变更不适宜的锅炉内在构架，替换成新式锅炉。借助于新颖技术，增添了燃烧之中的煤炭放热成效，经由处理即可获取洁净的锅炉水体。在最大范畴内缩减了附带着的侧壁水垢，维持了最优状态下的锅炉运转。这样做，规避了重新去增设额外锅炉，也减小了成本。应当注重的是：改造锅炉应能依循降耗的路径，要确认改造流程是安全的。

3.2慎重选购并调配燃料

锅炉燃烧依赖于增添的燃料，若燃烧没能充分，也可归结为燃料不够适宜。为此，选购必备的燃料、搭配燃料都应慎重。侧重日常的管控燃料，随时查验选购的各类燃料，慎重予以调运[3]。真正去投入燃烧以前，还应再去查验现有的混合燃料。依循科学流程来调节，确认燃料都可充分被燃尽。这样做，就规避了附带着的额外损耗。

3.3增设变频调速的新流程

电厂之中配有风机、机组内的水泵，这类装置都预设了特有的某一转速。运转态势下的机组常常变更负荷，要增设出口阀门、风机衔接的挡板来调速。若能改用新式流程内的变频调速即可维持最优的炉内运转。采纳了变频调速，规避了手动调速之中的细微偏差，调速将变得更为精准。变频调速契合了降耗这样的新思路，调控流程增添了节能性。

4结论

电厂锅炉耗费着珍贵能源，也排放着污染，但电厂平日内的运转却不可缺失它。采纳节能降耗，对于长久态势下的电厂进展有着必备价值。依托于新式管理，变更不适宜的锅炉构架，妥善去调控锅炉各类的能耗。培育必备的节能认知，推进可持续状态下的电厂全面进步，这样才会吻合降耗节能特有的总体指标。

参考文献

[1]谢志富.电厂锅炉的节能现状及节能降耗技术[J].电子技术与软件工程,2013（09）:56-57.