楊亞勛（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

引言

隨著油田進入高含水時期，系統(tǒng)能耗升高、生產(chǎn)成本上升。面對能源利用水平總體不高、節(jié)能管理方式簡單等問題，結(jié)合節(jié)能工作要求，開展轉(zhuǎn)油站設(shè)備能耗評價及能效對標方法研究。通過建立用能評價及對標數(shù)據(jù)庫，研制轉(zhuǎn)油站主要能耗設(shè)備用能評價及對標系統(tǒng)，解決了轉(zhuǎn)油站主要能耗設(shè)備節(jié)能管理問題，實現(xiàn)了設(shè)備的能耗評價、評價報告自動生成、歷史評價結(jié)果趨勢查詢等功能，分析了油田轉(zhuǎn)油站主要能耗設(shè)備，依據(jù)油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計算方法等相關(guān)國家或企業(yè)標準，給出了相應(yīng)的能耗評價及分析指標。使用Net技術(shù)，運用C#語言研制完成了基于B/S模式的“轉(zhuǎn)油站主要能耗設(shè)備用能評價及對標系統(tǒng)”開發(fā)。能耗設(shè)備對標數(shù)據(jù)可隨新標準更新和維護，可以查看能耗設(shè)備歷史評價數(shù)據(jù)，便于找出用能薄弱環(huán)節(jié)。該研究將在推進能源管理信息化水平，降低原油生產(chǎn)成本，實現(xiàn)油田地面工程高效、低耗、有序調(diào)整和科學(xué)管理中起到重要作用[1]。

1 能耗分析評價指標模型及數(shù)據(jù)庫建立

1）機泵評價指標。機泵是能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，其消耗的是電能，給介質(zhì)提供的是壓力能。其能耗評價指標主要包括：泵效率、泵機組效率、單位介質(zhì)處理量電耗。依據(jù)《油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范》（GB/T 31453—2015）、《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計算方法》（GB/T 33653—2017）標準，將線電壓電流、進出口壓力、流量、進出口管徑等作為機泵監(jiān)測的相應(yīng)參數(shù)。同時使用其它相關(guān)標準，對機泵檢測參數(shù)進行計算，得出泵效率、泵機組效率、節(jié)流損失率、輸液單耗，再使用標準中的相應(yīng)評價指標對所測試機泵進行評價。

2）加熱爐評價指標。加熱爐是油田生產(chǎn)中的耗能大戶，其消耗燃料能，為被加熱介質(zhì)提供熱能。油田在用加熱爐主要有火筒式加熱爐（含具有加熱功能的合一設(shè)備）、水套式加熱爐、相變式加熱爐、管式加熱爐等。能耗評價指標主要為正平衡效率、反平衡效率和綜合效率。依照《石油工業(yè)用加熱爐熱工測定》（SY/T 6381—2016）、《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)程》（GB/T 10180—2017）、《油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范》（GB/T 31453—2015）、《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計算方法等標準》（GB/T 33653—2017），將加熱爐干氣伴生氣消耗量、進出口溫度、排煙溫度、爐體表面溫度、排煙處RO2、O2、CO濃度作為加熱爐監(jiān)測的相應(yīng)參數(shù)。正、反平衡法分別計算加熱爐運行熱效率后再取平均值，得到加熱爐的節(jié)能評價標準[2]。

3）機泵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。機泵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫“energy”下的“MPInfo”表中，其中，額定負載有功損耗使用電動機額定功率、額定效率以及額定功率因數(shù)計算求得。需注意的是，電動機額定功率、額定效率、額定功率因數(shù)，泵的額定流量、額定量程、配用功率、額定排量類型以及系統(tǒng)類型將直接影響評價結(jié)果，需按實際情況認真填寫錄入。加熱爐基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫“energy”下的“HFInfo”表中，其中額定流量、介質(zhì)種類將直接影響評價結(jié)果，需按實際情況認真填寫錄入。

4） 加熱爐生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫。加熱爐生產(chǎn)運行動態(tài)數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫“energy”下的“HFTest”表中，其中排煙溫度、爐體外表面溫度、空氣系數(shù)、正反平衡熱效率為評價所需數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)計算得出，評價結(jié)果計入“評價結(jié)果”字段。加熱爐能耗對標數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫“energy”下的“Standard_HF”表中[3]。

5）機泵能耗對標評價數(shù)據(jù)庫。設(shè)備能耗對標數(shù)據(jù)庫負責存儲、維護各主要耗能設(shè)備的對標數(shù)據(jù)。對標數(shù)據(jù)通常以一個數(shù)據(jù)項作為索引，帶有多個評價方向不同的數(shù)據(jù)項。為統(tǒng)一數(shù)據(jù)表示形式，設(shè)備能耗對標評價數(shù)據(jù)庫規(guī)定以范圍定義的數(shù)據(jù)索引項，取其范圍下限數(shù)值存入數(shù)據(jù)庫；規(guī)定測試數(shù)據(jù)大于評價數(shù)據(jù)項為合格的評價數(shù)據(jù)項取值為正，測試數(shù)據(jù)小于評價數(shù)據(jù)項為合格的評價數(shù)據(jù)項取值為負。機泵能耗對標數(shù)據(jù)分為3類，分別存放在數(shù)據(jù)庫“energy”下的“Standard_MPO”、“Standard_MPWL”、“Standard_MPWW”表中。

2 能耗設(shè)備用能評價及對標系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)登錄

用戶輸入數(shù)據(jù)及系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)的界面?；谟脩羲煜さ腤indows窗體的風格，以樹形列表進行用戶業(yè)務(wù)功能的選項操作。輸入正確的用戶名、密碼，單擊“登錄”或按下“Enter”鍵，進入系統(tǒng)主頁面。本系統(tǒng)共有2級權(quán)限：管理員、用戶，管理員頁面有“設(shè)備能評信息”、“設(shè)備用能評價”、“設(shè)備信息維護”、“對標數(shù)據(jù)維護”、“系統(tǒng)管理維護”、“注銷”功能，用戶頁面僅有“設(shè)備能評信息”、“設(shè)備用能評價”、“注銷”功能。

采用B/S模式，方便系統(tǒng)的維護升級，易于查詢各耗能設(shè)備的基礎(chǔ)信息、能耗測試數(shù)據(jù)及其評價結(jié)果。對標數(shù)據(jù)可維護，在能耗標準修改升級后，系統(tǒng)可隨之進行更新，以適應(yīng)新的能評標準。

2.2 數(shù)據(jù)訪問與維護

數(shù)據(jù)訪問層主要操作SQL SERVER數(shù)據(jù)庫，對其進行增添、刪除、修改、查找等，從而通過業(yè)務(wù)層為用戶表示層提供服務(wù)。對數(shù)據(jù)層的操作，實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的處理。在該層根據(jù)具體的功能又可細分業(yè)務(wù)邏輯、功能邏輯和訪問邏輯。主要按業(yè)務(wù)規(guī)則進行處理、對數(shù)據(jù)進行訪問：從數(shù)據(jù)庫取數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)及刪除數(shù)據(jù)，執(zhí)行合法性校驗等工作。

對標維護是系統(tǒng)維護設(shè)備評價標準數(shù)據(jù)的功能。該功能需要使用管理員權(quán)限賬號登陸。

對標管理可對機泵（摻水、外輸）和加熱爐能耗評價對標數(shù)據(jù)進行維護。以機泵為例介紹對標管理的相關(guān)操作。以管理員賬號登陸系統(tǒng)，進入對標管理頁面，選中“機泵”選項卡。點擊表頭“新建”按鈕。

2.3 用能評價

用能評價用來對主要能耗能設(shè)備進行能耗評價（圖1），是本系統(tǒng)的核心模塊，不需要管理員權(quán)限即可使用本功能。用能評價所涵蓋的對象為機泵、加熱爐2個轉(zhuǎn)油站主要耗能設(shè)備。登錄系統(tǒng)，點擊菜單欄“設(shè)備用能評價”，選中“加熱爐”選項卡。然后選擇要進行測試的加熱爐，選擇測試日期，選擇評價方法。在“測試數(shù)據(jù)”和“介質(zhì)參數(shù)”表單中填寫該鍋爐的測試數(shù)據(jù)，點擊“操作面板”中的“評價”按鈕，系統(tǒng)評價完設(shè)備耗能后，頁面自動刷新?！霸u價結(jié)果”一欄會顯示系統(tǒng)對該鍋爐的評價結(jié)果，點擊“操作面板”中的“記錄結(jié)果”按鈕，以薩北3#站摻水泵為例，將此次能耗測試評價數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)庫中（圖2）。

圖1 轉(zhuǎn)油站主要能耗設(shè)備用能評價及對標系統(tǒng)（用能報告）

2.4 報告導(dǎo)出及回查

設(shè)備評價結(jié)果可以在主頁查看。登錄系統(tǒng)，在主頁面的左邊欄選擇“設(shè)備能評信息”，選中“歷史評價結(jié)果及導(dǎo)出”進入評價結(jié)果查詢界面。在右側(cè)欄選擇所屬單位以及對應(yīng)設(shè)備后，選擇測試日期進入到“評價報告”頁面，用戶可以在線編輯設(shè)備的能耗評價報告，并可以導(dǎo)出到Word文檔導(dǎo)出到本地計算機。

圖2 薩北3#摻水泵用能評價報告

在“查詢條件”中依次選擇要繪制曲線設(shè)備的種類、設(shè)備的所屬部門、設(shè)備及其繪制參數(shù)，再選擇起始及終止日期，點擊“查詢”按鈕即可得到該設(shè)備某一測試參數(shù)的歷史曲線，歷史曲線可繪制設(shè)備能耗測試的各參數(shù)歷史數(shù)據(jù)，不需管理員權(quán)限方便找出轉(zhuǎn)油站節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié)，指導(dǎo)其改造升級。

3 結(jié)論及認識

1）該成果設(shè)計了相應(yīng)的能耗設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫及生產(chǎn)運行動態(tài)數(shù)據(jù)庫；依據(jù)各耗能設(shè)備的能耗分析指標，規(guī)定了對標評價數(shù)據(jù)的統(tǒng)一取值方法，設(shè)計了主要能耗設(shè)備能耗對標評價數(shù)據(jù)庫；使用SQL Server 2008建立了主要能耗設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、生產(chǎn)運行動態(tài)數(shù)據(jù)庫以及能耗對標評價數(shù)據(jù)庫[4]。

2）在某廠信息中心服務(wù)器上部署Web應(yīng)用及數(shù)據(jù)庫后，可在廠內(nèi)任意一臺接入內(nèi)網(wǎng)的計算機上使用；系統(tǒng)管理員可新增、維護用戶賬號，用戶數(shù)量無限制。較以往人工管理轉(zhuǎn)油站內(nèi)主要能耗設(shè)備用能情況，具有設(shè)備信息維護方便、對標數(shù)據(jù)管理靈活、評價結(jié)果趨勢顯示、自動生成檢測報告等優(yōu)勢[5]。

3）可對廠內(nèi)轉(zhuǎn)油站主要用能設(shè)備（機泵、加熱爐）進行用能評價，記錄評價結(jié)果，生成分析報告，能夠方便管理人員對主要能耗設(shè)備進行用能評價、管理評價結(jié)果，對找出其用能薄弱環(huán)節(jié)具有重要意義。管理人員能夠掌握廠內(nèi)主要能耗設(shè)備基礎(chǔ)信息及評價結(jié)果趨勢，全面了解廠內(nèi)主要能耗設(shè)備用能狀況，從而對轉(zhuǎn)油站能耗薄弱環(huán)節(jié)進行專項改進，2017年以來進而為該采油廠節(jié)約節(jié)能技術(shù)改進資金100余萬元[6]。

[1]顏芳.節(jié)能對標管理[J].中國能源，2007，29（11）：38-39.

[2]彭彰.淺談企業(yè)節(jié)能管理[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2017（22）：187-188.

[3]趙麗玲.大慶采油三廠北二十聯(lián)合站能效對標工作實施方案[J].石油石化節(jié)能，2012（4）：46-49.

[4]蔡郁文.機采系統(tǒng)能效對標體系評價與應(yīng)用[J].石油石化節(jié)能，2014（3）：48-50.

[5]陳淼鑫.注水系統(tǒng)的通用模型和通用算法[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報，1998（3）：35-37.

[6]田景文，高美娟.油田注水系統(tǒng)的節(jié)能控制[J].計算機自動測量與控制，1998（4）：36-39.

新疆石西油田