米桑油田應急電站建設及應用

馬福軍

（中海石油伊拉克有限公司，北京 100028）

1 概述

米桑油田群位于伊拉克東南部，包括3個油田：Abu Ghirab、Buzurgan和Fauqi，合同區面積為563.0 km2。2010年5月，中國海洋石油集團有限公司（簡稱“中海油”）聯手土耳其國家石油公司，與伊拉克簽訂為期20年的米桑油田群技術服務合同。9年后，在中海油的主導下，一座現代化油田在戰后重建的伊拉克平地而起，米桑油田成為中伊兩國共建“一帶一路”務實合作的新亮點。米桑油田布澤干終端規劃占地面積約4.0 km2，目前，生產區域設施面積為2.5 km2，建有原油處理廠、天然氣處理廠、水處理廠及電廠。原油處理廠主要對各脫氣站來液進行脫氣、加熱、脫水和脫鹽處理，處理合格后的原油通過管道外輸。天然氣處理廠的主要功能是對來自脫氣站的天然氣進行脫硫、脫碳處理并對硫磺進行回收，處理合格的天然氣提供給電廠和加熱爐等設備作為燃料。水處理廠由清水單元、污水單元和注水單元組成，清水單元是對來自底格里斯河和穆沙拉河的水進行凈化處理，處理后的水提供給油田生產、生活用戶；污水單元是對含油污水進行凈化處理；注水單元是將處理過的生產水和部分清水加壓后回注地層。電廠主要利用天然氣處理廠提供的天然氣發電，負責整個油田區域生產、生活所需的電力供應。

受戰亂等因素影響，伊拉克國家電網質量非常差且不穩定，電壓頻率忽高忽低且經常關停，所以油田供電主要依靠油田的自備電站孤網運行。影響油田電網運行穩定性的因素包括電廠發電機組及輔助系統、天然氣處理廠供氣質量、高架線運行情況等。據統計，因油田自備電站發電機組自身因素或電廠外因素導致電廠關停、整個油田失電的情況每年都要發生十幾次。伊拉克布澤干終端（見圖1）承擔著米桑油田的生產重任，所以在油田電廠關停后，如何保證油、氣、水、電4個廠的一級、二級負荷用戶電力供應以及電廠的黑啟動電源，不發生安全事故、不影響后續恢復供電后盡快復產，是一個重要課題。

圖1 米桑油田布澤干終端示意

建設應急電站前，布澤干終端各廠應急電源處于各自為政、分散管理的狀態。電廠有1臺1.6 MW應急柴油發電機組DG1，在發電機組關停、國網失電的情況下，因DG1容量限制，無法直接啟動主力發電機組3#/4#GT，首先需要啟動DG1，其次啟動1#GT或2#GT，最后啟動3#GT或4#GT，完成電廠黑啟動，整個過程需耗時4 h（見圖2）。

圖2 電廠電力系統單線圖

原油處理廠有1臺2.0 MW應急柴油發電機組（投用時間長，狀況不好），在電廠關停的情況下，手動啟動發電機組，為熱媒爐、不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）、消防系統、應急照明等供電（見圖3）。

圖3 原油處理廠電力系統單線圖

天然氣處理廠和水處理廠依靠1臺1.5 MW的臨時柴油發電機組供電，在電廠關停的情況下，手動啟動發電機組，為儀表風系統、蒸汽鍋爐、UPS、消防系統、應急照明等供電。

2 應急電站建設的必要性及設想

為解決在國網關停情況下電廠的黑啟動耗時長、原油處理廠應急柴油機故障風險大、天然氣處理廠及水處理廠無固定應急電源的問題，建設一個應急電站，統一為4個廠提供應急電源迫在眉睫。

首先，要明確4個廠的應急負荷，為應急電站發電機組容量的選擇提供依據。經整理，各廠應急負荷如表1所示。

表1 各廠應急負荷

其次，選擇應急發電機組的布置及供電方式。在全油田失電情況下，出于快速恢復電源的重要性及應急發電機組維護、操作便利性等方面的考量，應急電站設在電廠比較合適，在電廠失電的情況下，自動啟動應急發電機組，同時自動為電廠、原油處理廠、天然氣處理廠及水廠應急負荷供電。設想應急供電單線圖如圖4所示。

圖4 應急供電單線圖

3 應急發電機組的選擇

應急發電機組的選擇需考慮以下方面。

（1）機組數量及容量的選擇：不僅需考慮機組容量滿足電、油、氣、水廠應急負荷需要，還需考慮在一臺機組故障的情況下，單臺機組滿足電廠黑啟動的需要。

（2）機組運行性能及可靠性：機組性能需適應中東夏季極端的高溫環境，同時需考慮機組運行的可靠性，在實際應用中成功通過嚴格的現場穩定性測試。

（3）機組售后服務：在中東地區特殊局勢下，本地要有較好的售后服務機構。

（4）經濟性：費用要控制在預算范圍內。

經公開招標，最終選擇了兩臺卡特彼勒C175-16柴油發電機組，此型機組已面市十多年，在全球范圍內得到了廣泛應用和較好的口碑，在本地也有代理商網絡提供零件和維修服務。

相關銘牌參數：額定功率為3 100 kⅤA（2 480 kW），額定頻率為50 Hz，輸出電壓為6.6 kⅤ。

4 應急電站運行情況介紹

應急電站投用后，實際運行有兩種優先模式。

4.1 模式1

兩臺發電機組控制方式均選取“AUTO”“NORMAL”模式，在該模式下，電廠關停失電后，兩臺應急發電機組DG2/DG3將自動啟動，某一臺達到額定電壓和頻率后，自動閉合發電機組出口開關，自動帶載，另一臺發電機組將通過同期表自動并上已經投用的發電機組，兩臺發電機組將保持自動平均帶載并聯運行狀態。

4.2 模式2

一臺發電機組在“AUTO”“MASTER”模式，另一臺機組在“AUTO”“SLAⅤE”模式，電廠關停失電后，“MASTER”發電機組首先啟動帶載投用，“SLAⅤE”機組隨后自動啟動并通過同期裝置并車投用，兩臺機組自動平均帶載并聯運行，當每臺機組帶載小于30%機組額定功率并持續5 min后，“SLAⅤE”機組將自動解列退出運行并停機，當“MASTER”機組帶載超過60%額定功率并持續5 s，“SLAⅤE”機組將自動啟動重新帶載投用。

根據米桑油田布澤干終端的實際情況，應急電站投用后，主要選擇模式1運行。投用兩年多以來，歷經多次電廠失電關停，均成功啟動投用。除了按照正常維護要求更換蓄電池及加注冷卻液，未發生任何故障。

5 結語

米桑油田應急電站的建設投用，不僅能保證油、氣、水、電廠正常電源丟失后的重要負荷電力供應，避免安全生產事故及設備損壞，還能為電廠黑啟動提供電力保障，黑啟動時間可從4 h縮短到1 h，按照日產原油20萬桶計算，可減少產量損失2.5萬桶。事實證明，米桑油田應急電站的建設是必要的和成功的。