Комплексное энергетическое обследование нефтегазодобывающих предприятий

1. ГУ «Центр энергосберегающих технологий Республики Татарстан при Кабинете Министров Республики Татарстан» Энергообследование: цели и задачи Энергетическое обследование объектов мех.добычи нефти (СКН, ЭЦН) Энергетическое обследование объектов ППД Энергетическое обследование объектов подготовки и перекачки нефти. Энергетическое обследование систем электроснабженияЭнергетическое обследование объектов теплоснабжения и теплопотребления Экономические расчеты энергосберегающих мероприятий Комплексное энергетическое обследование нефтегазодобывающих предприятий

2. Цель Обследование объектов НГДУ с целью определения эффективности использования ТЭР и разработки мероприятий, направленных на повышение энергоэффективности технологических процессов добычи нефти.

3. Правовые и нормативные документы, регламентирующие деятельность в области энергетических обследований (энергоаудитов). • Закон РФ об энергосбережении 1996г., • Правила проведения энергетических обследований организаций. Минтопэнерго 1998г. • Рекомендации по проведению энергетических обследований (энергоаудита). Минпромэнерго России 2006 г • ГОСТ Р 51541-99 Энергосбережение. Энергетическая эффективность. Состав показателей. Общие положения. • ГОСТ ТР 51379-99 Энергосбережение. Энергетический паспорт промышленного потребителя топливно-энергетических ресурсов. Общие положения. Типовые формы. • ГОСТ Р 51387-99 Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения. • ГОСТ Р 51380-99 Энергосбережение. Методы подтверждения соответствия показателей энергетической эффективности энергопотребляющей продукции их нормативным значениям. Общие требования. • ГОСТ Р 51749-2001 Энергосбережение. Энергопотребляющее оборудование общепромышленного применения. Виды. Типы. Группы. Показатели энергетической эффективности. Идентификация. • Р 50.1.026-2000 Энергосбережение. Методы подтверждения показателей энергетической эффективности. Общие требования. • ГОСТ 27322-87 Энергобаланс промышленного предприятия • ГОСТ 13109-97 Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

4. потенциал энергосбережения Количество ТЭР (в физическом или стоимостном выражении) которое можно сберечь в результате технически возможных и экономически обоснованных мероприятий, направленных на повышение эффективности использования ТЭР, объем возможного вовлечения в хозяйственный оборот вторичных и возобновляемых источников энергии при условии сохранения или снижения уровня техногенного воздействия на природную среду.

6. 1 этап. Инструментальное обследование технологических объектов. 2 этап. Анализ тех. режимов, схем перекачки, КПД насосных агрегатов, качества электроэнергии, состояния оборудования. 3 этап. Разработка мероприятий c экономическим обоснованием с учетом перспективы по добыче жидкости, нефти, закачки воды. 4 этап. Согласование мероприятий по энергосбережению. Включение их в FM.

7. Толщиномер ультразвуковой Sonagage II Расходомер ультразвуковой переносной Portaflow 300 Измерение расхода воды в сетях отопления, холодного и горячего водоснабжения без врезки в трубопровод. Определение утечек воды и потерь тепловой энергии. Архивация измерений. Измерение толщины стенок трубопроводов. Входит в состав оборудования для определения расходов воды и тепловой энергии.

8. Энергетическое обследование объектов мех.добычи нефти (ШГН, ЭЦН)

9. Небаланс До 5% 5-10% 10-20% Свыше 20% Доля скважин в % 30,4 26,1 26,1 17,4 Инструментальное обследование ШГН, ЭЦН • Небаланс рассчитывается по формуле • D = (Рп – Рс ) / (Рп + Рс ) * 100%, • где: D– небаланс • Рп – мощность потребленная двигателем при подъеме штанги • Рс - мощность потребленная двигателем при спуске штанги.

10. При снижения небаланса с 60% до 5% среднее значение Cos  возрастает до 0,4

11. Определение к.п.д. ШГН 1 2

12. Оценка избыточных установленных мощностей двигателей ШГН Общая установленная мощность двигателей ШГН составляет 784*30 кВт = 23520 кВт., где 784 – количество действующих ШГН, 30 кВт – установленная мощность электродвигателя. Средняя потребляемая мощность одного двигателя согласно инструментальным измерениям 6,86 кВт. Суммарная потребляемая мощность 6,86 кВт*784 = 5378 кВт. Согласно полученным ваттметрграммам (синусоида потребляемой мощности) максимальная амплитуда мощности отличается от средней в 1,7 раза и составляет 6,86 кВт*1,63  11,2 кВт. С учетом коэффициента запаса 1,5 требуемая установленная мощность составит 11.2*1.5 = 17 кВт. Отсюда суммарная требуемая для замены мощность составит 784*17 кВт = 13328 кВт. Избыточная установленная мощность составляет 23520 - 13328 = 10192 кВт (43%)

13. Удельные расходы на добычу жидкости.

14. Анализ энергоэффективности электроцентробежных погружных насосов (ЭЦН) Анализ проводитсяпо следующим параметрам, полученным в результате инструментальных измерений: - коэффициент мощности двигателя (Cos); -- коэффициент загрузки двигателя; -- влияние частотных преобразователей ЭЦН на качество электроэнергии; -- влияние частоты вращения ЭЦН на удельные расходы электроэнергии -- избыточность установленных мощностей насосных агрегатов.

15. Зависимость удельного расхода электроэнергии на добычу жидкости от частоты напряжения питающего двигатель Все скважины были разделены на три группы: • 1.с динамической глубиной скважины Ндин до 1800 м, • 2.с динамической глубиной скважины Ндин от 1800 м до 2000 м, • 3.с динамической глубиной скважины Ндин свыше 2000 м.

16. Результаты анализа влияний частоты напряжения питающего двигательна удельные расходы электроэнергии • -         с увеличением частоты питающего напряжения с 50 до 67 Гц (на 34%) происходит рост удельных расходов электроэнергии на добычу жидкости c 10 кВтч/м3 до 14 кВтч/м3 или на 40%, • -         с увеличением частоты питающего напряжения с 50 до 60 Гц (на 20%) (средняя рабочая частота) происходит рост удельных расходов электроэнергии на добычу жидкости c 10 кВтч/м3 до 12,4 кВтч/м3 или на 24 %;

17. Избыточность установленных мощностей ЭЦН В сравнении с избыточностью установленных мощностей ШГН 43%

18. Примеры мероприятий по энергосбережению на объектах мех.добычи нефти. • Замена избыточных мощностей электродвигателей СКН, ЭЦН • Использование частотных преобразователей для ЭЦН • Замена станков-качалок на станки-качалки с цепным приводом • Уравновешивание (балансировка) станка-качалки

19. Энергетическое обследование объектов системы ППД (насосных агрегатов БКНС)

20. В структуре потребления электроэнергии в добыче нефти на долю ППД приходится от 20 до 30% от общего потребления на добычу нефти. • Основные потери электроэнергии связаны с износом насосов, снижением приемистости нагнетательных скважин. • Потери электроэнергии в электродвигателях насосных агрегатов составляют 3 - 4%. • Потери энергии в обвязке агрегатов и водоводах (5 - 10%), • Потери на штуцирование (от 0 до 5%), • Потери в нагнетательных скважинах и призабойной зоне пласта 5 и 5 – 10%, соответственно. • Основные потери приходятся на насос и составляют 24 - 40 % и даже более • Полезная энергия в системе ППД составляет 26 – 58% от потребляемой энергии на закачку воды.

21. Оптимизация работы системы «насосный агрегат – напорный водовод – нагнетательная скважина» может быть достигнута путем установки регулируемой гидромуфты или регулируемого частотно-управляемого электропривода насосных агрегатов, Изменение скорости вращения вала насоса (изменение числа оборотов), обеспечиваемое насосными агрегатами с регуляторами, ведет к снижению потребляемой мощности.

22. ОЦЕНКА ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ОТ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ В СИСТЕМЕ ППД (1) Н=Нн1-Нн2, (2) (3) W = Nп t , кВтч (4) C = W  Цэл., руб., (5)

23. АНАЛИЗ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ С ПОМОЩЬЮ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ • Для анализа насосов с помощью КПД необходимо определять следующие параметры: давление (напор) на входе в насос, давление (напор) на выходе из насоса, а также подачу насоса, потребляемую электродвигателем мощность или разность температур перекачиваемой жидкости между входом в насос и выходом из запорно-регулирующей арматуры.

24. Сравнение фактического значения КПД с номинальным значением КПД позволяет выявить насосные агрегаты с эффективным и неэффективным энергопотреблением.

25. Анализ гидравлических схем и их оптимизация.

26. Примеры мероприятий, направленные на энергосбережение в системе ППД.

28. Энергетическое обследование объектов подготовки и перекачки нефти.

29. Энергосберегающие мероприятия ППН Применение частотного регулирования в управлении нефтяного насоса ТХУ-1 взамен дросселирования Применение частотного регулирования в управлении нефтяного насоса ТХУ-2 взамен дросселирования

30. Энергетическое обследование систем электроснабжения Инструментальный этап энергетического обследования • При проведении инструментального этапа энергетического обследования систем электроснабжения выполняются следующие виды работ: • измерение мощности нагрузок и построение графиков нагрузки, исследование состояния учета электроэнергии по направлениям расходования, в том числе по зонам суток; • измерение основных параметров качества электрической энергии и выявление их соответствия требованиям нормативно-технической документации; • измерение равномерности загрузки фаз, потребляемой мощности; • проверку работы синхронных двигателей в режиме компенсации реактивной мощности (при их наличии); • определение доли потребляемой реактивной мощности, величины cos ; • определение потерь электрической энергии в элементах системы электроснабжения (трансформаторах, линиях, компенсирующих устройствах,);

31. Анализ потерь Анализ потерь электроэнергии производится для решения следующих задач:-выявление резервов предприятия по снижению потерь электроэнергии-разработки мероприятий по снижению потерь-оценки результатов работы по показателю потери электроэнергии.Основными формами анализа потерь электроэнергии являются:-составление балансов электроэнергии-анализ изменения отдельных составляющих потерь электроэнергии с учетом изменения схем и режимов работы сетей предприятия-оценка эффективности отдельных мероприятий, а также плана мероприятий в целом.Для анализа потерь электроэнергии должны использоваться:-сведения по номенклатуре электрооборудования СЭС-данные по перетокам электроэнергии и токовым нагрузкам-результаты расчетов режимов электрических сетей и их схемы-результаты расчетов потерь электроэнергии на предприятиях за ряд лет-итоги выполнения планов мероприятий по снижению потерь-данные по оснащенности СЭС компенсирующими устройствами за ряд лет

32. Обследование системы электроснабжения по показателям качества электроэнергии. Выявление источника ухудшения качества электроэнергии

33. 3 этап.Разработка энергосберегающих мероприятий 3 этап. Разработка энергосберегающих мероприятий • Замена избыточных мощностей (замена насосов на менее мощные). • Распределение нагрузок между насосными агрегатами, имеющими более высокое фактическое КПД. • Распределение нагрузок между взаимозаменяемыми смежными БКНС, имеющими более высокий КПД. • Изменение гидравлических схем откачки воды с РВС. • Изменение гидравлических схем подачи подтоварной воды на БКНС/КНС. • Оптимизация трубопроводной системы. • Управление электрическими нагрузками БКНС в часы максимальных нагрузок энергосистемы. • Выбор оптимальных режимов закачки на БКНС с учетом удельного расхода электроэнергии. • Применение частотного регулирования в управлении насосов взамен дросселирования. • Возможность замены станков-качалок на станки-качалки с цепным приводом или на винтовые ЭЦН. • Балансировка СКН. • Отключение слабонагруженных трансформаторов с перераспределением нагрузки.

34. Энергетическое обследование объектов теплоснабжения и теплопотребления 1. Документальное обследование. Сбор исходной информации об объекте. Знакомство с технологическими и энергетическими схемами производства. Оценка энергетического хозяйства предприятия. Определение мест инструментальных замеров. 2. Инструментальное обследование. • Однократные измерения. • Балансовые измерения. • Регистрация параметров.

35. 1) обобщение и анализ данных инструментального обследования; 2) анализ фактического состояния использования топлива, выявление причин возникновения потерь; 3) расчет балансов; 4) расчеты КПД котлов, установок, удельных расходов; 5) расчет затрат тепловой и электрической энергии на собственные нужды; 6) оценка сезонных колебаний нагрузки, фактических и расчетных нагрузок, расчет суммарных, расчетно-нормативных и удельных нагрузок на отопление, вентиляцию, ГВС; 7) анализ теплотехнических характеристик зданий; 8) оценка фактического состояния тепловых сетей, теплообменного оборудования (соответствия параметров их работы фактическим тепловым нагрузкам), сетевых потерь тепла; 9) анализ характеристик установленного насосно-компрессорного оборудования; 10) разработка энергосберегающих мероприятий и оценка их экономической эффективности; Аналитический этап энергетического обследования

36. Обследование технологических печей Термограмма и фото стенок коробчатой печи.

37. Экономические расчеты энергосберегающих мероприятий