海上平台电力组网节能减碳效果浅析.pdf

上海节能SHANGHAIENERGY SAVING海上平台电力组网节能减碳效果浅析节能工程与经济ENERGY SAVINGENGINEERINGANDECONOMY牛黎明中国海洋石油集团有限公司节能减排监测中心摘要：石油天然气生产企业在生产中积极实践，通过实施节能改造、精细化管理及新技术应用等一系列措施，在节能减碳方面取得了显著成效。以海上平台电力组网为研究对象，论述了海上平台电力组网的特点，总结为老油田之间的电力组网、新开发油田电力组网规划、新开发油田平台电站纳入已建油田老区电力组网三种类型，并对新开发油田平台电站纳入已建油田老区电力组网情形的节能减碳效果进行了分析，由于新建平台电站未单独运行过，提出老区电网和新建平台电站独立运行的假设情景作为基准情形来计算节能量和减碳量。关键词：电力组网；节能量；减碳量；海上平台D0l:10.13770/ki.issn2095-705x.2023.10.021Analysis of Energy Saving and Carbon Reduction Effect inOffshore Platform Power NetworkingNIU LimingEnergy Saving and Emission Reduction Monitoring Center of China National OffshoreOilCorporationAbstract:Oil and gas production companies have actively practiced in production,and achieved signif-icant results in energy conservation and carbon reduction through a series of measures such as energysaving renovation,refined management,and application of new technologies.Taking the power net-working of offshore platforms as the research object,this paper discusses the characteristics of powernetworking of offshore platforms,which are summarized into three types:power networking between收稿日期：2 0 2 3-0 5-0 5作者简介：牛黎明（19 9 3-11-),男，本科，工程师，从事碳排放评估方面的工作2023年第10 期1553SHANGHAIENERGY SAVING上海节能SHANGHAIENERGYSAVINGold oil fields,power networking planning for newly developed oil fields,and integration of newly devel-oped oil field platform power stations into the power networking of existing oil fields.The energy conser-vation and carbon reduction effects of integrating newly developed oil field platform power stations intothe power networking of existing oil fields are analyzed.Since the newly built platform power stationshave not been operated separately,a hypothetical scenario of independent operation of the old gridand the newly built platform power stations is proposed as a benchmark scenario to calculate theamount of energy saving and carbon reduction.Key words:Power Networking;Energy Saving;Carbon Reduction;Offshore PlatformNo.102023来，组成一个电力组网，通过统一调度实现电网的0前言安全、稳定、经济运行。全球气候问题日益严峻，由人类活动引起的气海上平台电力组网可分三种类型，第一是多个候变化已成为国际社会面临的重大问题之一。石老油田之间的电力组网，第二是新开发油田电力组油天然气开采行业是资源消耗高、污染物排放大、网规划，第三是新开发油田平台电站纳入已建油田温室气体排放大的重点行业。“双碳”目标提出以的老区电力组网，这三种类型的电力组网设计流程来，石油天然气生产企业越来越重视节能降碳管基本相同。理，拟通过先进的节能降碳技术的应用、节能降碳将海上平台独立电站组网供电，构建由高压项目的实施来达到降耗、降碳的目的。对石油天然联络线路与低压配电网组成的多电源电力系统气生产企业而言，放空天然气回收、海上平台电力的优势有：实现平台间电力互通，统筹油田群电组网、电能质量治理、余热回收利用、工艺过程优力，解决平台由于欠电缺电而影响生产；共享发化等均是已被证实的、有效的节能减碳技术，海上电机组，减少电网冷备用机组，节省平台空间，降平台电力组网则是海上油气田常用的、特有的节低投资及运维成本；提高机组发电效率，减少燃能减碳技术之一，目前已有洲油田群电力组网、料消耗 2-a绥中3 6-1油田电站并网、锦州9-3 油田一期与二2某海上平台电力组网期电力组网等多个项目成功实施。通过海上平台2.1电力组网改造电力组网，优化供电结构与来源，可有效提高电站发电效率，实现能源和资源的合理利用，助力石油天然气生产企业的绿色低碳发展。1海上平台电力组网概述由于海上油气田距离陆地较远，油气生产过程全部在海上平台完成，因此可靠、完善的发配电系统非常重要。早期的海上油气田以独立电站供电模式来维持平台的生产和生活 1，随着开发与工艺流程的优化，位置临近的平台相互依托、共同开发成为主流模式，如将海上平台各个独立电站连接起某海上油田包括1个FPSO,6个井口平台WHPAF。FPS O 和井口平台WHPA设置电站，为油田提供生产生活所需电力。FPSO设置6 台发电机（1台燃气透平发电机和5 台原油发电机），WHPA设置1台透平发电机。电力组网方案实施前的电网称为“老区电力组网”。由于油田扩产，新建了2 个中心平台CEPA和CEPB，在CEPB上设置一座包括3 台燃气透平发电机组的电站，3 台发电机组运行方式为两用一备。海上油田对老区FPSO、WH PA 电站电力组节能工程与经济1554ENERGY SAVING ENGINEERING AND ECONOMY上海节能海上平台电力组网节能减碳效果浅析SHANGHAIENERGY SAVING网、新建CEPB电站进行了组网改造。改造后，为载较基准情形有所增加。由于CEPB平台电站发充分利用伴生气，关停了一台FPSO原油发电机，将电效率大幅提高，从而降低了整个电力组网的发电其改为备用。为提高电网整体效率，由发电效率较单耗，起到节能减排的作用。采用单耗法计算节能高的CEPB平台电站向原有生产设施供电。量公式见式（1）：E=(e g-e h)x Ph2.2节能量计算AEI-项目年均节能量,tce;基准情形指的是电力组网改造前的发电情e基准情形的发电单耗,tce/MWh;景。由于新建CEPB电站透平未单独运行过，因eh此，假设老区电网和新建CEPB平台电站独立运Ph一改造后电力组网实际的年发电量，行，未进行电力组网，且海上油田所需的总电量不MWh。变，即基准情形下油田总耗电量与电力组网后的实电力组网改造后,FPSO、WH PA、C E PB 电站一际情形一样，以此假设作为基准情形。年内的原油消耗量、透平天然气消耗量、发电量及发电力组网后，为充分利用伴生气，关停一台原电单耗见表1。表中原油折标系数为缺省值，天然气油发电机，由发电效率较高的CEPB平台电站透平折标系数根据天然气组计算得到。改造后，电力组网向原有生产设施供电，新建CEPB平台电站透平负实际发电单耗en为0.42 5 tce/MWh。表1电力组网改造后的发电单耗en原油/天然气消耗量折标系数电站t或10 mFPSO电站（原油）34.925FPSO电站（天然气）2.564WHPA电站（天然气）715CEPB电站（天然气）8.879合计一基准情形下，假设海上油田所需总电量不变，老区电网的发电量为改造前一年老区电网的实际发电量，则可计算得到假设基准情形下新建中心平台CEPB电站透平发电量。根据新建中心平台CEPB电站透平在不同负载比例下的耗气量及发电量，得到基准情形下新建中心平台CEPB电站的发电单耗，并与老区电网的发电单耗加权平均，得耗气量负载比例%负荷MW00256.35012.57518.7510025节能工程与经济ENERGY SAVINGENGINEERINGAND ECONOMY(1)改造后电力组网实际的发电单耗,tce/MWh;原油/天然气消耗量发电量kgce/kg或kgce/mtce1.428649 8941.31133 6091.227487811.227.4108977一201 262到基准情形下的发电单耗。基准情形下,新建CEPB电站的发电量为：47 3 8 8 6-17 7 0 8 2-6 8 6 8 2-3 2 7 2 8=195394MWh，其中47 3 8 8 6 MWh是改造后油田实际总发电量；17 7 0 8 2、6 8 6 8 2、3 2 7 2 8 MWh分别是基准情形下改造前一年FPSO电站（原油、天然气）、WHPA电站的发电量。新建CEPB电站透平不同负载比例下的耗气量见表2。表2 新建CEPB电站透平不同负载比例下的耗气量耗气量kg/sm/d0.51629480.7693.8051.0271267611.3231632961.626200694发电单耗MWhtce/MWh1392510.358618810.543200660.438252 6880.431473.8860.425耗气量10m/MW/d1.48901.01410.870 90.802 82023年第10 期1555SHANGHAIENERGYSAVING上海节能SHANGHAIENERGYSAVING根据改造后情形和基准情形新建CEPB电站发电量计算得到透平的负载比例分别是57.7%和44.6%。结合表2 新建CEPB电站透平不同负载比例下的耗气量，利用插值法得到改造后情形和基准情形新建CEPB电站的耗气量分别为0.9 6 9 9 万m/MW/d和1.116 0 万m/MW/d，再结合表1中新建CEPB电站实际情形的发电单耗0.431tce/MWh,计算得到新建CEPB电站基准情情形改造后情形基准情形电站FPSO电站（原油）FPSO电站(天然气）WHPA电站(天然气）CEPB电站（天然气）合计将计算得到的基准情形发电单耗e。0.433tce/MWh、改造后电力组网的发电单耗en0.425tce/MWh及改造后油田总用电量473886MWh代入公式1,计算得到电力组网后年节能量为3 7 9 1tce。2.3减碳量计算电力组网改造后，节能量产生的主要原因是新建CEPB电站透平在高负荷率运转下的发电效率较基准情形有显著提升，整体电网发电单耗降低。CEPB电站透平的投用可减少一台FPSO原油发电机，减少了原油消耗量。将节能量3 7 9 1tce、原油的折标系数1.42 8 6 tce/t代入公式(2),得到节约原油量2 6 5 4t。节能工程与经济1556ENERGY SAVINGENGINEERING AND ECONOMYNo.102023形的发电单耗为0.49 6 tce/MWh(见表3)。基准情形下，FPSO、WH PA 电站的发电单耗为电力组网改造前根据实际运行情况计算得到，CEPB电站的发电单耗根据假设情形计算得到，加权平均后得到具体基准情形的发电单耗e为0.43 3 tce/MWh，见表4（CEPB电站天然气消耗量根据发电量及发电单耗反推计算得到）。表3 新建CEPB电站发电单耗发电量额定功率MWhMW25268825x219539425x2表4基准情形的发电单耗ea原油/天然气消耗量折标系数t或10 mkgce/kg或kgce/m42 0881.428 62.6651.31110841.227.4一一耗气量负载比例10*m/MW/d57.7%0.969944.6%1.1160原油/天然气消耗量发电量tceMWh6012717708234936686821330032 72896916195394205 279473886AM=E-0M年均节约原油量，t;E 一-项目年均节能量,tce;原油的折标系数，tce/t。减少的原油燃烧产生的温室气体排放量可当作减碳量。根据中国石油天然气生产企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行)4计算减碳量，代入公式(3),计算得到温室气体减排量为8 17 0 tCO20E原油CO,=AD原油NCV原油EF原油OF原油44(3)12式中：E原油CO原油燃烧产生的CO.排放量，tCO2;AD原油-原油消耗量，t;发电单耗tce/MWh0.4310.496发电单耗tce/MWh0.3400.5090.4060.4960.433(2)上海节能海上平台电力组网节能减碳效果浅析SHANGHAIENERGY SAVINGNCV原油一原油低位发热量，缺省值取及运行成本，提升了电网稳定性，为整个油田的正42.62 GJ/t;常生产提供了可靠的电力保障，为后续的开发奠EF原油原油单位热值含碳量，缺省值取0.0201 tC/GJ;OF原油3结语海上平台电力组网改造后，年节能量3 7 9 1tce，年节约原油2 6 5 4t，年减碳量8 17 0 tCO2。海上平台电力组网可充分利用伴生天然气，通过合理规划和运行，不仅提高了整个油田的发电效率，降低发电单耗，减少燃料消耗，还有效节省油田开发节能工程与经济定了基础。ENERGY SAVINGENGINEERINGAND ECONOMY参考文献原油燃烧碳氧化率，缺省值取0.9 8。1李平.海洋油气开采节能技术研究综述 J.石油石化节能,2 0 2 2,12(3):20-22+8.2黄海宏,张腾华.某海上油田群组网可行性研究 J.电子技术与软件工程,2 0 18(2 3):2 3 0-2 3 2.3李鑫,杨炳发,魏澈,等.电力组网技术在海洋油气田平台开发中的应用 J.中国海洋平台,2 0 11,2 6(2):5 3-5 6.4国家发展和改革委员会.中国石油天然气生产企业温室气体排放核算方法与报告指南(试行)EB/OL.2014-12-03.https:/wwW MW光伏制氢项目完成首台电解槽吊装10月13 日，位于鄂托克前旗上海庙经济开发区的深能北方(鄂托克前旗)能源开发有限公司光伏制氢项目迎来了重要节点工程，在制氢厂房前，重达5 0 t的第1台碱性制氢水电解槽，经过4h的调整，在起重机械的吊装下成功进入厂房内，标志着项目建设取得突破性进展，为项目顺利投产迈出坚实的一步。深能北方光伏制氢项目EPC单位项目经理李兴强表示，在制氢区，剩下的8 台电解槽在一周内全部进入厂房，设备安装工作将全面开展。在光伏区，支架已经全部安装完成，组件安装完成8 5%，目前正在进行高压电缆的铺设，预计整个项目11月中下旬具备调试、投产条件。深能北方（鄂托克前旗）能源开发有限公司光伏制氢项目分光伏区、制氢区两个部分建设，光伏场区用地约5 7 3 3 亩，制氢站占地面积7.6 7 hm，总投资16.2 亿元，将建设装机容量2 5 0 MW，年均发电量4.7 亿kWh的光伏电站和年产能6 0 0 0 t的电解水制氢厂及配套设施等。项目投入运行后，可替代燃煤发电约14.6万tce，减排CO2约3 9 万t，对鄂托克前旗“双碳实践先行区”建设具有重要的示范引领作用。在“双碳”目标大背景下，拥有得天独厚资源优势的鄂托克前旗，抢抓新能源产业发展机遇，在新能源高质量发展的赛道上飞速奔驰。同时，旗委、政府紧町全年目标任务，高标准、高质量、高效率推动项目建设“大提速”，用项目建设助推奋进鄂前旗“四区”建设高质量发展。该项目在旗委、政府的大力支持下，正在加速推动中，多元化的绿色产业将遍布鄂托克前旗大地，为奋进鄂前旗转型跨越增添绿色动能。（来源：氢云链）2023年第10 期SHANGHAIENERGYSAVING1557