影響含聚污水站能耗的主要因素及措施

楊明志 夏元林（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

影響含聚污水站能耗的主要因素及措施

楊明志 夏元林（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

石油開采開發過程中會消耗大量的物資和能源，節能減排是近年來社會關注的重點，因此更應注意在日常生產過程中的節能降耗。以某站為例，因超負荷運行、供需矛盾、機泵耗電量偏高、變頻器利用時率低，導致近幾年的耗電量逐年增多。針對現有能耗增加的問題，在節能生產管理方面，可采用環節錯峰法減少頻繁啟泵、環節錯峰法實施反沖洗、優化反沖洗參數，來合理調控生產為節能提供必要保證；在節能技術措施方面，采用增壓泵加裝變頻器、變頻一泵雙用、利舊閑置變頻器這些方法，來保證合理高效的使用節能設施，同比半年時間節約近15×104kWh。

節能降耗；節電；管理措施

某聚合物含油污水處理站所擔負的任務是接收聚驅放水站來的聚合物含油污水，經沉降、過濾處理后，將達標的濾后污水輸至其它注水站。建有10 000 m3一次除油罐2座，5000 m3一次除油罐2座，?4 m石英砂過濾罐10座，采用兩級沉降，一級石英砂壓力過濾流[1]，各類機泵28臺，4套物理殺菌裝置。在節能降耗方面，污水站可采用的節能設備較少，僅有電子除垢器1臺，變頻器2臺。但隨著近年電能消耗量的攀升，能耗問題日益突出，如何推進節能管理創新，解決現有難題，已成為目前一個重要課題。

1 影響能耗因素

1.1 超負荷運行

某聚合物含油污水處理站的設計能力是20000 m3/d，表1是近3年的生產數據。

表1 某含聚污水站近3年同期生產數據對比

由表1可知，污水站2015年較2013年處理液量同期對比增加103.23×104t，耗電量同期對比增加38.23×104kWh，處理液量的增多導致耗電量大幅攀升。污水處理量由建站初期的1.3×104m3/d增加到2.0×104m3/d。該站的處理水量已超出設計能力，且近幾年呈上升趨勢，超負荷運行，必然易造成水質含油、懸浮物兩項指標的上升和能耗的增高。

1.2 供需矛盾

系統內由于各站施工、收油、運行等各種原因，不可避免的造成水量不平穩，出現集中用水或水量增多輸不出去的現象。導至下屬3個站水量都較高，脫水站回壓由0.72 MPa升至0.85 MPa，污水站回壓由0.23 MPa升至0.67 MPa；同時罐內液位達到高報值，日常啟用的水泵數量已不能滿足需要，就需要多啟外輸水泵和增壓泵，當罐內液位降至合理范圍再停泵，頻繁啟停泵造成耗電量較高。以表2數據為例，當污水站水多時，在一定程度上會造成上游站的輸水單耗值升高，可見系統內整體的平穩運行，有利于節能降耗。

表2 含聚污水站近3年同期生產數據對比

1.3 反沖洗變頻器利用時率低

該站有2臺變頻器，均采用1拖2的工作方式。一臺用于1#、2#反沖洗泵，另一臺用于1#、3#增壓泵。2016年近4個月機泵運行時數如表3所示。

表3 含聚污水站2016年近4個月機泵運行時數統計

由表3可知，反沖洗變頻裝置每天僅在反沖洗時運行4 h，其余20 h處于閑置狀態。而外輸泵和增壓泵運行時數較長是污水站耗電大戶。

2 節能措施

2.1 合理調控生產

針對聯合站回注污水處理系統中存在供需矛盾、水質不合格現象，頻繁啟泵造成電能大量浪費等問題，制定如下解決方案：

1）環節錯峰法減少頻繁啟泵（外輸泵）。污水站收油時需要增加來液量，提高除油罐液位至收油槽高度，才能進行污油回收操作；過濾罐反沖洗時，為確保反沖洗效果必須保證反沖洗罐液位高度，減少外輸量，這兩段時間為污水站用水高峰期；脫水轉油站3000 m3沉降罐需要升液位收油，此時為用水高峰，把兩個站收油反沖洗高峰期錯開不在一個時段。各罐液位安全平穩運行，杜絕冒罐事故發生，污水處理難度減小，同時減少因水量波動大造成的頻繁啟泵，可節約大量電能[2]。

2）環節錯峰法實施反沖洗。過濾罐反沖洗時，為確保反沖洗效果必須保證反沖洗罐液位高度，減少外輸量。同理，各水站將反沖洗時間錯開，可有效避免同一時間因反沖洗造成集中用水，反沖洗后又同一時間集中外輸，造成系統內壓力不穩定、外輸困難的現象，從而有效減少不必要的頻繁啟停泵操作。通過合理高效使用機泵，控制運行機泵數量，達到節約用電的目的。

在實施環節錯峰法減少頻繁啟泵和環節錯峰法進行反沖洗后，統計出2015年和2016年1—6月同期耗電量（表4）。通過對比可見措施后節約效果明顯。

3）優化反沖洗參數。選取有代表性的過濾罐；依據日常反沖洗強度（一般為14 L/(s·m2)），確定3個實驗數據點：13、14、15 L/(s·m2)[3]，每個實驗數據點要求連續反沖洗7天；每天早8：30開始進行反沖洗[4]，反沖洗水罐液位要求在4 m，反沖洗周期為24 h，單罐反沖洗時間為15 min，副崗每天取過濾罐反沖洗前水樣和反沖洗8 h后水樣，并對水樣進行懸浮物和含油量的測定，做好相應記錄，觀察實驗效果[5]；依據反沖洗實驗數據，作出每個強度下每個濾罐反沖洗前和反沖洗8 h后的含油和懸浮物曲線（圖1、表5）。

表4 措施后污水站耗電量同期對比

圖1 1#過濾罐不同強度下每天反沖洗前后含油量曲線

表5 改變周期后污水站水質指標情況統計

由圖1可知，反沖洗強度為13 L/(s·m2)時，反沖洗前后含油量差值較小，反沖洗效果不理想。強度為15 L/(s·m2)與14 L/(s·m2)時的實驗數據差別不大，反沖洗強度為14 L/(s·m2)就可滿足日常需求。從反沖洗周期實驗數據看，周期為29 h水質變差，不滿足生產需求，周期為24 h時水質較穩定；從而得出最佳的反沖洗周期為24 h和強度14 L/(s·m2)，為運行優化參數，合理匹配，實現節能提供必要保證。

圖2 裝置照片和電路圖

2.2 合理高效使用節能設施

1）增壓泵加裝變頻器。污水站3#增壓泵規格型號為ZA250-4400D，排量500 m3/h。變頻器安裝前，每臺每天耗電約2160 kWh。2014年7月，安裝了由大慶中達高新技術開發有限公司生產的VFD900C43A型號變頻器，運行后經統計每天耗電約1650 kWh，按平均值算節電23.61%。節電效果明顯，延長了機泵的使用壽命[6]，降低了勞動強度。

2）變頻一泵雙用（反沖洗泵和外輸泵）。由于污水站反沖洗變頻裝置每天僅在反沖洗時運行4 h，其余20 h處于閑置狀態，而外輸泵在工頻狀態下，日耗電2520 kWh。為了節能降耗，利用反沖洗變頻裝置，通過互鎖控制（圖2），將污水站外輸泵實現變頻控制，提高反沖洗變頻裝置利用率，1年可節約2萬余元。

3）利舊閑置變頻器。污水站7#、8#加藥泵，日常運行時加藥量不平穩，需人工憑經驗控制。技術人員將早期停運封存的柱塞泵變頻器改用，連接在現在的加藥泵上，再對相應參數進行重新設置，實現了精確的平穩控制加藥量，避免不必要的浪費，同比節約電量近一半。

3 結論

1）超負荷運行、供需矛盾、機泵耗電量偏高、變頻器利用時率低是影響該站耗電量逐年增多的主要原因。

2）在節能生產管理方面，可采用環節錯峰法減少頻繁啟泵、實施反沖洗、優化反沖洗參數，來合理調控生產為節能提供必要保證。

3）在節能技術措施方面，采用增壓泵加裝變頻器、變頻一泵雙用、利舊閑置變頻器這些方法，來保證合理高效的使用節能設施。

[1]王月華，李言章，杜大鳴，等.含油污水處理自動化系統[J].油氣田地面工程，2012，31（2）：52-53.

[2]司維.聯合站節電管理措施探討[J].石油石化節能，2016，6（8）：59-60.

[3]佚名.濾池沖洗強度[ED/OL].（2014-05-25）[2017-04-25].搜狗百科，http：//baike.sogou.com/v70052981.htm?fromTitle= %E6.

[4]孫蕾.聚驅污水站回收系統的改進措施[J].科技與企業，2014（10）：155.

[5]王達.提高污水站反沖洗效果控制技術[J].石油石化節能，2011（8）：23-24.

[6]孫安民.變頻器在煉油廠中的應用——低壓380 V變頻器的節能作用[J].科技與企業，2013（17）：338.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.06.013

2017-03-13

（編輯 王艷）

楊明志，1995年畢業于大慶技校，從事采油廠污水崗位班組管理工作，E-mail：964752509@qq.com，地址：黑龍江省大慶市大慶油田有限責任公司采油三廠第五油礦，163000。