聚合物配制站節能降耗的有效措施探討

戰薪嶸（大慶油田第一采油廠試驗大隊，黑龍江大慶163000）

0 引言

在油田生產過程中，聚合物配制站的節能降耗一直是企業成本控制的重要環節。目前，油田企業聚合物配制站普遍存在能耗較高的問題，需要認真分析引起能耗升高問題的深層原因，優化管理條件和技術途徑，將聚合物配制站能耗水平控制在技術控制指標內，保障企業的經濟效益與社會效益，促進企業的可持續發展。

1 聚合物配制站的生產工藝

油田企業聚合物驅替石油是一個復雜的過程，在整個環節中必須保持連續性，不能中斷。如果受到外界因素干擾而中斷，會嚴重影響聚合物母液濃粘度，降低聚合物驅油能力和效果。在實際工作中，需要提前配制和輸送聚合物母液。

聚合物母液的配置工藝，包括供水供料、分散轉輸、熟化儲存、外輸四個環節，需要采用自動化控制模式，確保各個環節之間緊密配合，不會發生中斷。以聚合物分散流程為例，這一過程需要將干粉狀的聚合物嚴格按照要求比例與水均勻混合，確保聚合物充分潤濕，這需要使用由干粉供料單元、上水單元、風力輸送單元等構成的分散裝置，為了確保配比精度，需要使用變頻器調控螺桿下料器的電機速度，通過螺桿下料器將干粉均勻散落加入漏斗中，借助鼓風機吹送壓縮空氣在噴嘴處形成負壓，通過風力輸送管道將干粉送至水粉混合器，干粉與水混合后在溶解罐內攪拌均勻，再被轉輸螺桿泵輸送到熟化罐熟化。

2 聚合物配制站的能耗控制情況

聚合物配制站的能耗控制覆蓋整個工藝流程，尤其在聚合物配制、熟化、運輸等重點環節。在實際生產過程中，聚合物配制站單耗過高的現象較為常見，究其原因，主要在于熟化罐配制體積不足、熟化時間較長等，由于生產工藝不夠科學合理，導致各種能源的消耗大大增加。

2.1 熟化罐配制有效體積不足

聚合物配制站的熟化罐配制有效體積直接影響生產效率，如果熟化罐配制有效體積不足，就需要用更多的生產時間，這會使攪拌器等設備長期維持較高的負荷狀態，增加能耗。在相同工作量的條件下，單罐的有效配制體積越小，需要配制的罐數越多，整個設備系統的運行時間就越長，必然會增加總體的能耗。熟化罐液位值會影響熟化罐的實際容量，如何合理設置熟化罐的高低液位值，會直接影響能耗水平。

2.2 熟化時間較長

聚合物溶液熟化處理需要一定的時間，而熟化周期的長短會在很大程度上影響能耗水平。目前，油田企業聚合物配制工藝中普遍采用3h的聚合物溶液熟化時間，這雖然符合國家技術標準的要求，但未能在實際生產中根據具體情況適當調整，必然會導致能耗的增加和資源的浪費。國家技術標準要求3500萬分子量干粉需要3h的熟化時間，然而企業生產過程中可能會進行2500萬分子量的聚合物配制，卻依然采用3h的熟化時間。當聚合物溶液配制量越少，真正需要的熟化時間也會降低，如果統一采用3h的熟化時間必然會增加能源的消耗量。

2.3 其他工藝參數不合理

除了熟化罐有效體積、熟化時間等工藝參數的設置問題之外，很多工藝參數如果設置不合理都會在一定程度上增加能耗。

例如傳料裝置電動機的切換頻率設置，頻率過快會增加電動機的損耗，勢必增加企業的設備維修成本，而自動切換時間過長又無法滿足生產工藝要求。再如，外輸泵運行臺數的多少也會影響能耗水平，如果采用單泵單站的外輸模式，外輸泵運行臺數過多會導致能耗水平較高，且外輸泵間歇啟停增加維修成本，外輸泵運行頻率設置不合理也會增加能耗和維修成本。

由此可見，聚合物配制站的生產工藝流程復雜，能耗影響因素眾多，任何一個環節的工藝參數設置不合理，或是設備故障，都會導致能源消耗的增加和浪費，甚至危害設備性能，增加運營維護成本。此外，還需要考慮生產環境問題，聚合物配制過程產生的粉塵會對員工身體健康造成危害，也會對周邊環境帶來不良影響，需要企業采取積極的保護措施，在節能降耗的同時保護環境，確保員工身體健康。

3 聚合物配制站的節能降耗措施

針對上文中提出的問題，下文將結合本單位的實際情況，介紹大慶油田所采取的有效節能降耗措施，供同行單位參考借鑒。

3.1 熟化罐配制體積優化

為了降低熟化罐環節的能耗水平，需要優化熟化罐的有效體積配置，合理設置熟化罐的液位高度關系。經過試驗，將熟化罐高液位設定從原本的5m 提高到5.2m，將低液位設定從原本的1.5m 降低到1～1.2m，可以使熟化罐的有效體積擴充15%以上，有效體積的增加降低了因多次裝罐帶來的能耗增加問題。

在優化熟化罐液位設置的過程中，不能片面為了追求更大的有效體積而隨意升高高液位設定和降低低液位設定，要結合外輸泵等運行情況來適當調整，判斷優化設定的可行性，確保取得理想的優化效果。

3.2 熟化時間調整

聚合物熟化處理時間需要考慮能源、成本、質量等多方面因素關系，不能片面追求節能降耗而縮短熟化時間，影響聚合物溶液處理效果。因此，熟化時間的調整是一個系統性的工作，需要各個方面的協同配合。

以2500萬分子的聚合物溶液熟化時間為對象，暫定熟化時間為2h。當攪拌工序完成后，需要開放空閥門確保液體順利排出，回收母液，在排出0.3m罐高的母液后關閉空閥門，取樣化驗熟化罐中的溶液粘度。再手動啟動攪拌器，0.5h 后回收母液，當排出0.3m罐高的母液時再次取樣化驗。

為了保證熟化時間調整科學合理，需要認真做好取樣化驗工作。可以采用多點多樣測試取平均值的方式，多組比較時要考慮不同組分、工藝的技術穩定性，確保整體粘度達到熟化處理的要求，才能將熟化處理時間作為新的工藝標準，替代原有的固定3h熟化處理時間，降低熟化處理過程中的能源浪費。

目前，根據聚合物相對分子質量的不同，采取的母液熟化時間一般在1h到3h內。本單位使用的聚合物干粉為中分子量聚丙烯酰胺，配制5000mg/L的聚合物母液。為了進一步降低熟化過程中的能源消耗，通過實驗，將聚合物干粉用清水配制成母液，分別用0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h和3h進行熟化處理，測定不同樣品的粘度。結果表明，當聚合物母液熟化處理時間約1 h時，聚合物粘度保持穩定。因此，我們選擇1h作為新的工藝標準，既保證了聚合物熟化處理質量，也降低了能源消耗。

3.3 其他節能降耗措施

針對外輸泵的臺數設置，我們選用多臺外輸泵同時運行的方式，將聚合物母液輸送到總匯管，各站根據需求自行調節母液量，這種方式避免了單站單泵模式下泵的頻繁啟停問題，可以降低對設備的損害。

同時，我們對外輸泵加裝變頻調速器，將電動機運行頻率控制在30 到40Hz，避免頻率過低達不到注入要求且易燒毀電動機的風險，也避免了頻率過高能耗大幅增加的成本負擔。

3.4 聚合物配制站節能降耗效果評價

在采用上述措施后，可以取得一定的節能降耗效果。以優化熟化罐有效體積為例，增加有效體積15%以上，可以降低能源消耗7%以上，經濟效益十分顯著。調整熟化處理時間，從3h調整到1h，可以整體降低能源消耗量20%左右。通過優化配制站運行參數，不僅節約了電能，還能夠減少設備維修費用，符合“建設和諧油田、綠色礦區”的要求。

4 結語

聚合物配制站生產過程十分復雜，需要各個環節多方面因素的共同配合。為了滿足節能降耗要求，需要我們不斷優化生產工藝和運行參數，確保各個環節的生產運營在科學合理的可控范圍內，提高聚合物配制的質量和效益。