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 электроснабжения Энергетическое обследование объектов теплоснабжения и теплопотребления Экономические расчеты энергосберегающих мероприятий

ГУ «Центр энергосберегающих ГУ «Центр энергосберегающих технологий Республики Татарстан технологий Республики Татарстан

при Кабинете Министров при Кабинете Министров Республики Татарстан»Республики Татарстан»

Комплексное энергетическое обследование нефтегазодобывающих предприятий

Цель

Обследование объектов НГДУ с целью определения эффективности использования ТЭР

и разработки мероприятий, направленных на повышение энергоэффективности

технологических процессов добычи нефти.

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

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.

Потенциал энергосбережения

УДНиГ

УППД

УППН

Потенциал УДНиГ( 13,5 % )

Потенциал УППН( 7,9 % )

Потенциал УППД( 14,9 % )

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.

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.

Толщиномер ультразвуковой Sonagage IIТолщиномер ультразвуковой Sonagage II

Измерение толщины стенок трубопроводов. Входит в состав оборудования для

определения расходов воды и тепловой энергии.

Энергетическое обследование объектов мех.добычи нефти

(ШГН, ЭЦН)

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.

Небаланс До 5% 5-10% 10-20% Свыше 20%

Доля скважин в

%

30,4 26,1 26,1 17,4

Зависимость cos fi от небаланса

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 10 20 30 40 50 60 70

Небаланс,%

Cos

fi

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

Определение к.п.д. ШГН

1 2

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%)

Удельные расходы на добычу жидкости.

Зависимость уд. расход эл.энергии скважин с СКН от дебета скважины

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

0 10 20 30 40 50 60куб. м/сутки

кВтч

/куб

. м.

Анализ энергоэффективности электроцентробежных погружных насосов (ЭЦН)

Анализ проводится по 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.

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.

Зависимость уд.расхода эл.энергии от частоты Uпит от 24.05.04

0

5

10

15

20

25

50 52 54 56 58 60 62 64 66 68Гц

кВтч

/м3

Результаты анализа влияний частоты напряжения питающего двигатель на 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 кВтч/м3 до 14 кВтч/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 кВтч/м3 до 12,4 кВтч/м3 или на 24 %;

Избыточность установленных мощностей ЭЦН

№ ЦДНГУстановл. мощность

ЭЦН, кВтИзбыточная

мощность кВтЦДНГ-1 9935 1093ЦДНГ-2 7536 754ЦДНГ-3 7639 764ЦДНГ-4 4887 489ЦДНГ-5 2182 218ЦДНГ-7 5319 406ЦДНГ-8 4035 313ЦДНГ-9 6173 617

ЦДНГ-10 19824 212

Итого: 67530 4866 (7,2%)

В сравнении с избыточностью установленных мощностей ШГН 43%

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

Энергетическое обследование объектов системы ППД

(насосных агрегатов БКНС)

• 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.

• 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.

ОЦЕНКА ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ОТ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ В СИСТЕМЕ ППД

1000

QНg

Н=Нн1-Нн2,

рнnQg

.1000

C = W Цэл., руб.,

(1)

(2)

(3)

(4) W = Nп t , кВтч

(5)

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.

0,000,100,200,300,400,500,600,700,800,90

Насос№ 1

Насос№ 2

Насос№ 3

Насос№ 4

Насос№ 5

Насос№ 6

Насос№ 7

%

Фактическое значение КПД Паспортное значение КПД

Сравнение фактического значения КПД с номинальным значением КПД позволяет выявить насосные агрегаты с эффективным и

неэффективным энергопотреблением.

Анализ гидравлических схем и их оптимизация.

РВС-5000

БКНС-9

ЦНС 300-240

РВС-5000

БКНС-9

ЦНС 180-255

Примеры мероприятий, направленные на энергосбережение в системе ППД.

№№ п/п

Наименование мероприятийЗа счет чего достигается экономия

энергии

1Отключение НА БКНС в часы максимальной нагрузки

Уменьшение заявленной мощности

2Вывод из эксплуатации насосов с КПД ниже предельно-допустимого по результатам диагностического обследования

За счет подключения в работу НА с более высоким КПД

3Распределение нагрузок между насосными агрегатами, имеющими более высокое фактическое КПД.

За счет более высокого КПД НА

4Распределение нагрузок между взаимозаменяемыми смежными БКНС, имеющими более высокий КПД

За счет более высокого КПД БКНС

5Оптимизация гидравлических схем подачи подтоварной воды на БКНС/КНС

За счет снижения установленной мощности НП

6

Своевременный и качественный ремонт насосного оборудования и запорно-регулируемой арматуры. Проведение послеремонтного контроля

За счет повышения КПД НА

№№ п/п

Наименование мероприятийЗа счет чего достигается экономия

энергии

7 Замена устаревших насосных агрегатов на новыеЗа счет более высокого значения КПД, увеличения МРП, сокращения затрат на ТО и Р

8Внедрение автоматизированных систем диспетчерского управления режимами систем ППД

Из-за перераспределения нагрузки насосов, подбора количества секций, обточки колес, диаметров штуцеров, при реконструкции систем ППД диаметров водоводов и т.д.

9Внедрение систем регулирования скорости вращения насосных агрегатов с использованием ЧРП, с использованием гидромуфты.

За счет экономичного регулирования производительности. Кроме того за счет плавного пуска происходит снижение пиковых нагрузок.

10 Предварительный сброс воды на ДНСЗа счет уменьшения контура циркуляции попутно добываемых пластовых вод

Энергетическое обследование объектов подготовки и перекачки нефти.

№ п/п

Наименование привода

Марка электродвигателя

Номинальная мощность по

паспорту, кВт

Потребляемая мощность по измерениям,

кВт

Коэффициент использования

мощности эл.дв.

1Насос товарной

нефти №1ВАО 2-450 М4 630 436 0,692

2Насос товарной

нефти №3ВАО 2-450 М4 630 455 0,722

3Насос товарной

нефти №4ВАО 2-450 М4 630 375 0,595

4Насос товарной

нефти №5315 287 0,911

5Вентилятор печи

№1VDE 0590 Т1 90 72,36 0,804

6Вентилятор печи

№2VDE 0590 Т1 90 62,87 0,699

7Вентилятор печи

№34А250 75 64,16 0,855

Энергосберегающие мероприятия ППН

Применение частотного регулирования в управлении нефтяного насоса ТХУ-1 взамен дросселированияПрименение частотного регулирования в управлении нефтяного насоса ТХУ-2 взамен дросселирования

Подразде

ление

Факт.

расход,

м3/ч

Мощность потребл. при

дрос. рег.

кВт

Мощность потребл при

част. рег.

кВт

Годовое потребл. при

дрос. регулир.

кВтч

Годовое потребл.

при частотн. регулир.

кВтч

Экономия

(тех. эффект) от внедрения

ЧРП,кВтч/год

ТХУ-1 600 162,75 139 1425690 1217640 208050

ТХУ-2 536 138,05 78 1209318 686680 522638

Итого: 2635008 1904320 730688

Энергетическое обследование систем электроснабжения

Инструментальный этап энергетического обследованияПри 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,);

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

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

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.

3 этап.Разработка энергосберегающих мероприятий

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.

1. Однократные измерения.

2. Балансовые измерения.

3. Регистрация параметров.

Аналитический этап энергетического обследования

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;

Обследование технологических печей

Термограмма и фото стенок коробчатой печи.

Экономические расчеты энергосберегающих мероприятий

Экономия Экономич.

Затраты,

эл-энергии,

эффект, тыс. без НДС

тыс. кВтч/год

тыс. кВтч/год

тыс. кВтч/год

тыс.руб/год руб. год

708 45-103 315,4 277,5 37,8 65,5

175 63-103 441,5 388,5 53 91,7

918 80-103 560,6 493,4 67,3 116,4

2001 70-103 490,6 431,7 58,9 101,8

315 63-103 441,5 388,5 53 91,7

372 63-103 441,5 388,5 53 91,7

2,1

Потребление

электроэнергии до

мероприятия

Потребление

электроэнергии после

мероприятия

Срок окупаемо

сти

Итого 2691,1 2368,1 322,9 558,7 957,8

№скв ПЭД