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透析能源消耗现状探索低碳降耗途径

摘要：通过对某采油厂面临的形势、挑战、能耗现状及生产各环节节能潜力的分析，阐述了油田企业开展节能减排、发展低碳经济的紧迫性和重要性，并结合实际分析探索开展节能减排，发展低碳经济的途径。
关键词：节能减排，低碳消费，能效倍增，合同能源管理
节能减排是国家的基本国策，是践行绿色低碳、生态文明建设的重要举措，是落实“十八大”精神的具体体现，是企业转型发展、提质增效的重要抓手。国家“十二五”规划纲要中提出，在“十二五”期间单位GDP二氧化碳排放下降17%的节能减排目标，到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%至45%，并作为约束性指标纳入中长期规划。同样，油田各级企业也分别承担着相应的减排任务，节能减排指标已作为“一票否决”指标进行严格考核。
1 油田生产企业节能减排面临的形势和挑战
1.1 完成产量和减排的双重压力
国家对主要污染物减排的基本要求是增量自行消化，存量考核降幅。作为油田生产企业，一方面要为完成生产经营指标不断扩大生产规模，增量要求逐步加大；另一方面，目前由于缺乏技术和资金的保障，对存量的挖潜能力越来越小，这就势必带来总量的增加，要实现双控难度特别大。如何以最少的能耗换取最大的产能是采油厂节能减排工作的核心。
1.2 油田开采后期，面临单位产能能耗逐步增高的现实
原油生产过程中的碳排放量因区块的特点、开采方法和油田所处生命周期的不同而不同，同一口油井在不同的时间段，采用不同的开采技术，所产生的碳排放量可能会相差好几倍。一般在初始开采阶段，消耗能源少，相应的碳排放量也较少。但在油田成熟期，单位产量的能源消耗可能会是初始阶段的几倍至几十倍，对采油厂来说，现在已到开采的中后期，为稳产而使用的二次采油或三次采油方法不可避免地带来能耗的提高和CO2排放量的增加。
1.3 技术改造投入和成本控制的矛盾
以某油田一个二级采油厂为例，据调查该厂机采系统还存有高耗低效三相异步电动机及电磁调速电机台数，占电机总数的70%以上；油井在用被淘汰的S7及S9系列以下型号变压器占总数量的30%；不具备调参功能的普通控制柜占总量的40%；此外油井不平衡现象也普遍存在，这些因素导致该厂机采效率不高。要提高系统效率，降低运行单耗，最直接有效的方式是进行技术改造，将这些高耗能设备更换为高效设备，但由于生产成本紧张，无力承担如此大额的技术改造费用，资金投入与成本控制的矛盾在一定程度上制约了采油企业节能降耗工作的深入开展。
1.4 低碳生产生活观念淡薄及低碳管理薄弱的现状
目前，低碳意识及低碳文化尚未成为人们生产生活中的主流意识，低碳管理模式还没有建立。自2010年以来在油田层面开展的节能减排自愿承诺签名活动中，该厂进行自愿承诺签名的人数总计1 860人，不到职工总数的20%，这也从一个侧面反映了大家对节能减排的态度及认识程度。有资料显示，全国减少10%的塑料袋，可节省生产塑料袋的能耗约1.2万吨标准煤，减排31万吨二氧化碳。电器设备在待机状态下耗电一般为其开机状态的10%左右，全国每年待机浪费电量高达180亿千瓦时，相当于3个大亚湾核电站年发电量。因此，可以说低碳经济的发展最终取决于人们低碳理念的提升与自觉行动。
2 某采油厂各系统能耗现状及存在的问题
2.1 油田企业能耗现状
以某油田一个二级采油厂为例，2013年该采油厂累计消耗各类能源折合19.5万吨标煤，其中累计消耗电力49 386万千瓦时；原油自用4.37万吨，原油损耗2.65万吨，渣油消耗3 625吨，天然气自用1 353万立方米，天然气损耗65.65万立方米，汽油消耗1 137吨，柴油消耗4 129吨，原煤消耗464.5吨，吨油气综合能耗为131.34千克标煤/吨，吨油气综合耗电332.45千瓦时/吨，万元产值综合能耗0.388吨标煤。与上年同期相比电量消耗上升4.3%，原煤消耗降低6.47%，天然气自用量上升270.87%(与气代油技改项目有关)，油气综合能耗上升5.25%，吨油汽综合耗电上升12.94%，万元产值综合能耗上升14.71%。2014年一季度，该采油厂吨油气综合能耗实际完成144.12千克标煤，而上年同期为138.77千克标煤，高出3.9个百分点。该采油厂五大系统效率与油田平均水平及企业一级水平对比如表1所示。
从五大系统效率对比表可看出，该采油厂目前的机采系统效率、集输机组效率及锅炉、加热炉热效率均偏低，没有达到油田平均水平及企业一级水平，尤其是机采效率距企业一级及油田平均水平都相差较远。
表1 五大系统效率水平对比表 %
项目名称
机采系统效率
注水泵机组效率
集输机组效率
锅炉热效率
加热炉热效率
2012年某采油厂
28.34
79.56
41.90
81.56
79.83
2013年某采油厂
27.70
76.39
38.11
80.74
76.39
2013年油田平均水平
32.30

74.15
44.78
81.20
84.41
企业一级水平
30
73
45
85
85
表2 该采油厂近三年能耗指标完成情况对比表

由表2可看出，该采油厂吨油气综合能耗及万元产值综合能耗逐年递增。其原因是由于总工作量增加，而产量下降，且由五大系统单耗过高造成的。随着油田开发难度加大、含水上升，能耗指标必然会逐年增高。
2.2 存在问题
2.2.1 能耗设备的配置设计普遍存在“大马拉小车”现象
动力设备的设计与配置，是按最大工况需求为依据的，一般按额定值上浮15%配置。在实标使用中，最大需求量很少用或瞬间用；设备启动能量与运行维持量也存在极大差异，启动电流一般是额定电流的4～7倍，有时会更高，这种现象必然造成浪费。
2.2.2 能耗设备运行的各环节都存在能源浪费问题
油田设备耗能更大的浪费还在于负载的“频繁变量与巨大变量”。由于油田生产特点，工况运行变化频繁、变量甚大，常常实际荷载不足额定功率的一半；甚至还有能耗相抵现象，这是油田能耗浪费的主要原因。
1)开采环节——游梁式抽油机为油田采油的代表性设备，占采油设备的九成以上
它的工作特点是上、下冲程等逨、恒定运转。螺杆泵、电潜泵虽不存在上、下冲程的变化，但和游梁机一样，与负载无关的不停转动。由于采液量随地下压力的大小、油层的不同而改变，常常发生高压井抽不及，低压井抽不满甚至空抽现象特别是游梁机，不仅是在采液量上浪费巨大，还在于下冲程时靠惯性就能满足运转，而使电机白白空转，甚至于反发电、污染电网。
2)驱油环节——油田驱油常用措施是注水与注聚，在稠油井上还使用注蒸汽助采
以注水为例，注水大都实行群控办法，一台注水泵，控制多口注水井，靠注水泵压力注水。这就使注水泵的输出与注水井的实际吸收之间存有能量损失，一是压力，二是注水量。
3)输送环节——采液量输送大都经过从分到合的过程，每一个过程变化，都有可能造成管网压力的变化
因为在各个输液管汇集后，所产生的管网压力是相同的，但每个抽油井的输出压力是不同的，从而造成部分输油管压力过大，使输出受阻不畅，造成能量浪费。汇流管的压力过大，不仅会使部分支管不畅，甚至造成部分油井液量倒流，不仅浪费能源，还会影响油井产量。
3 开展节能减排，发展低碳经济的途径
3.1 总体思路
坚持以科学发展观为指导，落实绿色低碳发展战略和国家节能减排相关政策要求，树立“节约是最大资源”的理念，以突出效益和发展低碳经济、降低生产成本和提高能源使用效率为中心，强化节能管理，加大节能技术推广和节能新技术的研究、应用力度，完善各种能源检测手段，以整个系统优化、提高能源利用效益为目标，坚持把调整产液结构和能源消费结构作为节约能源的战略重点，加速淘汰高能耗、高排放落后产能。大力发展新能源和可再生能源。充分利用《合同能源管理项目实施办法(试行)》和《合同能源管理项目实施细则(试行)》及国家工信部提出能效倍增计划等相关政策、制度、办法，多模式地开展节能技术改造工作，更新改造高耗低效能耗设备，努力建设资源节约型、环境友好型采油厂，实现企业的可持续发展。
3.2 基本原则
1)坚持“以点带面”的原则
先做试点，成功后在全系统或专业领域集中推广，充分发挥典型引路和示范作用，实现集团公司范围内技术、资源、经验共享，效益最大化。
2)坚持“少投入、多产出”的原则
以效益为中心，节能措施尽量不花钱，其次是少花钱，再次是争取国家财政支持，目标是效益最大化。
3)坚持推广示范和科研开发相结合的原则
积极推广应用成熟实用节能技术，同时加大节能新技术、新工艺、新设备和新材料的研发，以科技创新作为提高能效的强力支撑。
4)坚持依靠自身力量和外部力量相结合的原则
一方面集全公司在设计、生产、科研等方面的人员、技术优势，另一方面，也要依靠全社会在节能方面的人员、技术、资金为我所用。
3.3 保障措施及对策
1)建立健全节能减排、绿色低碳规章制度，完善与节能减排、绿色低碳职能相适应的管理体系，加强纵向和横向的协调力度。节能减排、绿色低碳管理要实行统一领导，要把节能减排、绿色低碳工作放到生产经营的重要位置，作为重要事项纳入日常管理，建立例会制度，分析查找存在的问题，研究制定相关改进措施，使工作始终处于有组织、有秩序的良性循环之中。
2)建立节能减排、绿色低碳目标责任制和评价考核体系，落实目标责任，强化责任考核。对节能减排、绿色低碳各项工作目标和任务要层层分解，落实到班组和个人，压力层层传导不衰减，责任层层落实不弱化。每年对指标完成情况进行考核，考核结果与经济责任制考核直接挂钩。同时，要建立激励机制，充分调动各级管理人员和广大职工节能减排、绿色低碳工作的积极性。
3)依靠管理和科技进步，大力开展生产优化运行及技术改造工作，提高能源利用效率，开展节能工作，就目前条件下重点要从以下几方面入手：①管理节能。通过宣传、培训等手段加强职工和能耗设备、工艺管理人员的责任心和主观能动性、实施精细管理以减少能耗设备的能源消耗，主动采用先进节能管理方法与手段，提升节能管理能力。建立能源管理体系，通过对各装置的能源消耗、能源利用效率情况进行全面分析，提出各装置能源改进的项目。②结构节能。主要是通过管理层面实施生产结构、产液结构和用能结构的合理调整，以实现用能水平的提升。③技术节能。引导用能单位采用先进的节能新工艺、新技术和新设备，开展节能技术研发和新能源应用技术，如对燃油锅炉进行气代油改造、推广网电修井机节约成品油、利用太阳能储油罐加热技术、地热采暖技术及CO2地下封存技术等，提高能源利用效率，依靠先进的节能技术和工艺提高耗能设备的效率，降低用能单耗；拓宽投资及融资渠道，大力推动节能技术改造，充分利用合同能源管理模式，拓宽节能技术改造的投融资渠道，紧密结合已出台《合同能源管理项目实施办法(试行)》和《合同能源管理项目实施细则(试行)》，应用好此模式可以充分减少投资压力和技术风险，对油田企业节能降耗工作将具有非常深远的意义。
4)节约资源、减少碳排放需要每个单位和个人的自觉行动。因此，要加强对干部职工节能减排、低碳消费的宣传和教育，树立低碳理念，促进形成节能减排、绿色消费等观念，提高自身节能降耗意识及低碳经济发展意识，并落实到日常生活的方方面面。利用经济杠杆的作用来约束人们的能源消费，建立奖节罚超制度，合理引导能源消费方向。
：安学先，节能技术主管师，主要从事油田节能管理工作。

-全文完-