油田生产系统能耗测试和计算方法 PPT课件

油田生产系统能耗测试和计算方法 中国石化节能监测中心二O一三年五月 SY T5264 2012 1 一编写原则 主要内容 三机械采油系统修订内容 四注水系统修订内容 二效率与能量利用率 2 第一部分 编写原则 3 SY T5264 2006 油田生产系统能耗测试和计算方法 自发布以来 为油田各生产系统和主要耗能设备 耗能单元提供了能耗测试和计算方法 对规范和指导油田生产系统用能的节能监测和测试评价起到了重要的技术保障作用 但在使用过程中 发现了该标准中存在的一些问题 如效率计算方法不够完善 原油集输系统的能耗指标不够完善 注水系统能耗测试与计算方法中 没有考虑各测点高程差的存在 而高程差问题在西部油田 如长庆油田 尤为突出 等等 1编写原则 4 本标准的编写原则是根据油田生产系统的基本组成和工作流程 充分考虑标准使用中存在的问题 合理划分能耗单元 保证修订后的标准内容体系在测试方法上更加严谨 可操作性进一步增强 计算方法主要围绕和突出被测设备 能耗单元 系统的效率 能量利用率 能量有效利用状况展开 计算方法和能耗指标更加简单明了 易于理解 1编写原则 5 第二部分 效率与能量利用率 6 针对效率计算方法存在的局限性 增设了效率计算的限定条件 并相应增加能量利用率评价指标 把系统或设备入口处介质具有的能量和供给能量之和作为系统或设备的输入能量 把设备或系统出口处介质具有的能量作为输出能量 输出能量与输入能量之比的百分数为系统或设备的能量利用率 2效率与能量利用率 7 供给系统的能量EG 进入系统工质带入能量EJ 输出能量EC 设备或系统出口处介质具有的能量 输入能量EJ EG 图示能量利用率 2效率与能量利用率 8 效率 1定义为系统的输出能量 不包括系统损失的能量 与输入能量的比值 以百分数表示 设Ec为系统的输出能量 EJ为进入系统工质所带入的能量 EG为供给系统的能量 1反映耗能系统的能量利用状况 计算式如下 2效率与能量利用率 9 目前普遍应用的耗能系统的效率 2定义为系统的输出能量与进入系统工质所带入能量的差值与供给能量的比值 以百分数表示 2旨在反映耗能系统对供给能的利用状况 计算式如下 2效率与能量利用率 10 在一般情况下 进入系统的工质所带入的能量 如热能 压力能 EJ在工质输出系统时由于有能量损失 散热损失 摩阻损失等 其带出的能量中只是EJ的一部分 而不是全部 设EJ C为工质带出的这部分能量 则 设 Es为进入系统的工质带入的能量 如热能 压力能 EJ在输出系统时所产生的能量损失 则 2效率与能量利用率 11 实际能真正反映耗能系统对供给能利用状况的效率 应为 3 也即 2并未真正反映耗能系统对供给能利用状况 比较可知 2 2效率与能量利用率 12 Es 为在假设条件下 进入系统的工质带入的能量 如热能 压力能 EJ为在工质输出系统时所分摊的修正能量损失 2效率与能量利用率 13 对效率 修正后的修正效率 X为 2效率与能量利用率 14 2效率与能量利用率 15 X 2 X根据以下参数确定采用 2的限定条件 能量EJ与系统输入能量 EJ EG 的比值 某一区间效率 2与 X的最大误差以及误差的平均值 确定了采用效率 2的限定条件 可以保证效率 2的计算结果相对地比较接近真实情况 以下给出有关符号以及相应的关系式 2效率与能量利用率 16 2效率与能量利用率 17 表1 2效率与能量利用率 18 表2 2效率与能量利用率 19 表3 2效率与能量利用率 20 2效率与能量利用率 21 由以上分析可得出以下结论 1 1表明了用能设备或用能系统对输入能量 包括外界供给能量和用能工质带入系统的能量 传递 转化的能力 计算方法合理 2 表明了用能系统对外界供给能量转化 传递的能力 即反映了系统对供给能的利用状况 计算方法正确 虽然这种计算方法正确合理 但进入系统工质带入的能量 如热能 压力能 EJ在输出系统时所产生的能量损失 Es无法通过测试计算定量得出 所以该效率的计算方法并无可操作性 3 在效率计算中 应该注重设备或系统对输入能量的传递和转化能力 因此在多数情况下 建议用 1计算 4 2目前通用的效率计算式 该计算式的目的也旨在表明用能设备或用能系统对外界供给能量转化 传递的能力 但这种计算方法认为工质带入设备或系统的能量在整个工作过程中没有损失 而是把必然存在的这部分损失计入到供给能量的损失中去 计算方法不合理 但在EJ与系统输入能量 EJ EG 的比值不大于0 03的情况下 可采用 2计算用能系统的效率 2效率与能量利用率 22 第三部分 机械采油系统修订内容 23 1 将术语 机械采油井的输入功率 机械采油井的有效功率 改为 机械采油系统输入功率 机械采油系统有效功率 2 增加了 机械采油系统输入能量 机械采油系统输出能量 术语和定义 并给出机械采油系统能量利用率的计算方法 3 将术语 抽油机井的平衡度 改为 抽油机井平衡度 并修改了定义内容和计算方法 3机械采油系统修订内容 24 1 机械采油系统输入能量 机械采油系统输入功率与泵入口处单位时间内液体带入能量之和 2 机械采油系统输出能量 单位时间内井口输出的采出液所具有的能量 3 机械采油系统能量利用率 机械采油系统的输出能量与输入能量的比值 以百分数表示 4 机械采油系统平均能量利用率 被测区块各种机械采油系统总输出能量与总输入能量的比值 以百分数表示 5 抽油机井平衡 抽油机井运行时下冲程最大功率与上冲程最大功率的比值 或抽油机井运行时下冲程最大电流与上冲程最大电流的比值 以百分数表示 3机械采油系统修订内容 术语和定义 25 有效扬程 计算方法 3机械采油系统修订内容 26 2 抽油机井平衡度计算 3机械采油系统修订内容 功率法 电流法 计算方法 27 3 泵入口处单位时间内液体带入的能量 计算方法 3机械采油系统修订内容 28 4 机械采油系统输入能量 5 机械采油系统输出能量 3机械采油系统修订内容 计算方法 29 6 机械采油系统能量利用率 3机械采油系统修订内容 计算方法 30 当泵入口处液体带入的能量与机械采油系统输入能量的比值大于0 03时 应采用机械采油系统能量利用率来表征机械采油系统的用能情况 当该比值不大于0 03时 可采用机械采油系统效率来表征机械采油系统的用能情况 3机械采油系统修订内容 计算方法 31 第四部分 注水系统修订内容 32 1 将术语 注水系统效率 注聚系统效率 改为 注水系统能量利用率 注聚系统能量利用率 并修改了定义内容及计算方法 2 重新划分了注水系统的能耗单元 修改了 注水阀组损失率 注水管线损失率 注水管网损失率 等术语的定义及计算方法 3 增加了 注水管网 术语和定义 4 删除了 注水系统有效功率 术语和定义 5 增加了 站内管线损失率 站内回流损失率 注水系统输入能量 注水系统输出能量 注水系统站内管线损失率 注水系统回流损失率 等术语和定义 并给出计算方法 6 增加了 测试准备 和 计算参数基准 7 在注水系统能耗测试与计算中 考虑了不同测点的高程 海拔高度 差问题 给出折算压力的计算方法 4注水系统修订内容 33 1 注水管网 注水站出口至注水井口用于向注水井注水的所有管线 阀门及其它工作部件所组成的管道系统 2 注水泵机组输入能量 注水泵电动机输入功率与泵入口处单位时间内水带入的能量之和 3 注水泵机组输出能量 注水泵出口处单位时间内输出的水具有的能量 4 注水泵机组能量利用率 注水泵机组输出能量与机组输入能量的比值 以百分数表示 5 站内管线损失率 注水站内注水泵出口至站内汇管的阀门 管线中的阻力损失与注水泵机组输入能量之和的比值 以百分数表示 术语和定义 4注水系统修订内容 34 6 站内回流损失率 注水站内打回流功率损失与注水泵机组输入能量之和的比值 以百分数表示 7注水站能量利用率 注水站单位时间内输出的水具有的能量与该站注水泵机组输入能量之和的比值 以百分数表示 8 注水系统输入能量 注水系统内各注水泵机组电动机输入功率与泵入口处单位时间内液体带入的能量之和 9 注水系统输出能量 注水系统单位时间内注入到各注水井的水所具有的能量 10 注水系统站内管线损失率 注水系统各注水站内管线功率损失之和与注水系统输入能量的比值 以百分数表示 4注水系统修订内容 术语和定义 35 11 注水系统回流损失率 注水系统各注水站打回流造成的功率损失之和与注水系统输入能量的比值 以百分数表示 12 注水阀组损失率 注水管网中阀组功率损失与注水系统输入能量的比值 以百分数表示 13 注水管线损失率 注水管网中注水管线功率损失与注水系统输入能量的比值 以百分数表示 14 注水管网损失率 注水管网中阀组和注水管线的功率损失之和与注水系统输入能量的比值 以百分数表示 15 注水系统能量利用率 注水系统输出能量与系统输入能量的比值 以百分数表示 4注水系统修订内容 术语和定义 36 4注水系统修订内容 37 1 注水泵机组输入能量 P9 Pin 注水泵吸入压力 MpaG9 P 注水泵流量 m3 h 4注水系统修订内容 计算方法 38 2 注水泵机组输出能量 P9 Pout 注水泵排出压力 MPaG9 P 注水泵流量 m3 h 4注水系统修订内容 计算方法 39 3 注水泵机组能量利用率 4注水系统修订内容 计算方法 40 当注水泵入口液体带入能量与电动机输入功率 液体带入能量之和的比值不大于0 03时 可采用效率来表征注水泵机组的用能情况 注水泵机组效率按GB7021 GB7785的规定执行 当该比值大于0 03时 应采用能量利用率来表征注水泵机组的用能情况 4注水系统修订内容 计算方法 41 4注水系统修订内容 表征注水泵机组用能情况的指标 42 4 站内管线损失率 P9 Sout 注水站出口压力 MPaG9 P 注水泵流量 m3 hN9 Mpin 注水泵机组输入能量 kW 4注水系统修订内容 计算方法 43 5 站内回流损失率 P9 Sout 注水站出口压力 MpaG9 SR 注水站内回流量 m3 hN9 Mpin 注水泵机组输入能量 kW 4注水系统修订内容 计算方法 44 6 注水站能量利用率 P9 Sout 注水站出口压力 MpaG9 S 注水站出口流量 m3 hN9 Mpin 注水泵机组输入能量 kW 4注水系统修订内容 计算方法 45 4注水系统修订内容 表征注水站用能情况指标 46 7 各测点的折算压力 Z 各测点的海拔高度 mZ0 参考点海拔高度 mp 各测点压力 表压 MPa 4注水系统修订内容 计算方法 47 在不能收集到各测点的海拔高度的情况下 应使用海拔表测量各测点的海拔高度 选取所测注水系统中海拔高度最小的注水站的海拔高度作为各测点位置的基准值 各测点的折算压力 4注水系统修订内容 计算方法 48 8 注水阀组损失率 4注水系统修订内容 计算方法 P9 Vinz 配水间来水折算压力 阀前 MPaP9 Voutz 配水间管压折算值 阀后 MPaG9 w 注水井井口流量 m3 hN9 SYSin 注水系统输入能量 kW 49 9 注水管线损失率 4注水系统修订内容 计算方法 P9 Soutz 注水站出口折算压力 MpaG9 s 注水站出口流量 m3 hN9 SYSin 注水系统输入能量 kW 50 10 注水管网损失率 4注水系统修订内容 计算方法 51 4注