大庆油田矿区服务系统节能降耗潜力分析

汪鸿雁（大庆油田矿区服务事业部）

大庆油田矿区服务系统节能降耗潜力分析

汪鸿雁（大庆油田矿区服务事业部）

大庆油田矿区服务系统年消耗各类能源约90×104t标准煤，能源成本约12亿元，能耗总量和能源成本较高。通过逐年实施建筑节能改造、多热源环网改造、供热系统优化运行、燃煤锅炉节能改造、热力站直供改间供、路灯系统节能改造等一系列措施，有效提高矿区服务系统能耗系统及设备的运行效率，提高能源利用效率，实现节能降耗的企业发展目标。

供热系统 节能技术

1 前言

大庆油田矿区服务事业部（以下简称事业部）“十二五”期间经营规模将进一步扩大，一大批新建项目陆续投入建设或投产，新上项目形成的能耗增量所占比重不断增大，能耗水平也逐步成为影响事业部能耗指标走向的重要因素。在存量方面，现有生产系统矛盾也较为突出，势必造成能耗总量逐年增长和单耗指标下降减缓的趋势。其中，供热锅炉、机泵、变压器、车辆、路灯等重点耗能设备，随着使用时间的增加，设备老化程度加深，运行效率逐渐下降，能耗量日益上升，对如何在现有基础上持续改进能效和减排水平提出了新的课题和严峻挑战。

2 节能状况及分析

2.1 能耗构成情况及分析

2011年能源实物消耗耗量构成情况见表1，2011年能源消耗构成比例见图1。

2011年，事业部各类能源消耗量中，原煤和热力消耗量所占比例最大，共消耗原煤43.49×104t和热力937.8×104GJ，分别占能源消耗总量的36.9%和38.02%，主要用于大型燃煤锅炉房和集中供热系统；重油和天然气消耗量其次，共消耗燃油4.48×104t（其中原油9805t、渣油34950.93t）和天然气7093.44×104m3，分别占能源消耗总量的7.59%和11.21%，主要用于区域性燃油和燃气锅炉房；汽柴油和电力消耗量最小，共计消耗汽油5095.33t、柴油1.4×104t和电力2.04×104kWh，分别占能源消耗总量的0.89%、2.43%和2.97%，主要用于机动车辆和耗电设备。

表1 2011年能源实物消耗量构成情况统计

图1 2011年能源消耗构成比例图

事业部现有3个大型热电联供集中供热系统和9座大型燃煤锅炉房，下设190座热力站。目前制约燃煤锅炉房和集中供热系统能耗下降的主要因素有锅炉燃烧效率、热力站工艺、外网系统流程、管网失水量和保温热损等因素。因此应在锅炉本体维修、锅炉附属系统技术改造、热力站直供改间供、供热管网优化等方面加大投资维修改造力度，提高供热系统供热效率，减少燃料煤和热量消耗。

燃油（气）锅炉房34座，建设时间最近的锅炉房为1997年，部分锅炉房建设年限都在20年以上。目前制约燃油（气）锅炉房能耗下降的主要因素是锅炉燃烧效率问题，因此应在锅炉本体及辅机更新维修或锅炉房燃料结构改造方面加大投资维修改造力度，改善和提高供热系统供热效率，替代或减少原油、重油和天然气消耗量。

同时，汽柴油和电力消耗约占事业部耗能总量的6%，约5×104t标准煤,虽然所占比例较小，若加大车辆、路灯和耗电设备的节能改造和精细管理力度，也将取得一定的节能效果。

2.2 能耗变化情况及分析

2006—2011年能耗情况见表2，2006—2011年能耗变化图见图2。

表2 2006—2011年能耗情况统计

图2 2006—2011年能耗变化图

事业部能耗总量中，供热系统能耗量占90%以上，因此供热系统能耗量决定了事业部能耗的发展趋势。影响供热系统能耗的因素主要有供暖期室外平均气温、供热面积、燃料结构、供热模式、系统工艺、热用户建筑类型、燃料质量和运行管理水平等几方面。

从邻年能耗总量对比分析中可以看出，供热面积增加、供暖期温度升降、燃料质量优劣等因素对供热系统能耗总量有着不同程度的影响，但供热系统燃料结构、热源配给方式、供热运行方式等硬件改造，对供热系统能耗量有着非常重要的影响。2007年较2006年相比，在供热面积增加了141× 104m2前提下，由于让乘集中供热系统进行了大规模改造，供热系统能耗量有明显减少（这里不排除2007年供暖期室外温度升高导致供热系统能耗量减少的因素）。2008—2010年，在供热系统没有进行较大规模改造的情况下，随着供热面积逐年增加和供暖期室外气温下降等因素，供热系统能耗量呈逐年上升趋势。2011年，通过加大供热系统硬件改造力度和科学优化运行管理方式双管齐下，再伴随温度上升的有利因素，供热系统能耗量有明显下降。

因此，对供热系统的热源、热网和热用户三个重要环节，加大投资改造力度，科学优化供热运行管理方式，是事业部未来供热生产运行和节能管理的发展方向，也是事业部节能挖潜和降本增效的重要举措。

2.3 各种燃料结构供热系统单耗情况及分析

燃料结构供热系统能耗情况见表3。

表3 2011年各种燃料结构供热系统单耗情况统计

以上各种燃料结构供热系统的单耗计算，为了反映各种燃料结构供热系统真实单耗，在单耗统计计算过程中，将登峰、银浪两座调峰锅炉房消耗的14.05×104t煤(登峰锅炉房8.57×104t，银浪锅炉房5.48×104t)，纳入集中供热系统进行统计计算。

从统计计算结果可以看出，事业部的各种燃料结构中，集中供热单耗最低、燃煤居中、燃油（气）最高。由于西城区集中供热系统主热源宏伟电厂供热能力不足，供热高峰期需启动两座燃煤和五座燃油调峰锅炉房，才能满足供热需求，增加了集中供热系统单耗。若电厂热源供热能力充足，取消调峰锅炉房运行，集中供热单耗还将有明显下降。也就是说，在事业部供热系统中，集中供热系统是最经济、最节能的供热方式，也是未来供热系统的发展趋势和方向。

2.4 供热系统综合单耗变化情况及分析

2006—2011年供热系统综合单耗情况见表4。2006—2011年供热系统综合单耗变化情况见图3。

表4 2006-2011年供热系统综合单耗情况统计表

图3 供热系统综合单耗

事业部供热系统综合单耗指的是以年度为时间周期，在供热生产运行过程中消耗的煤、重油、天然气、热、电等各类能耗量的总和与供热面积的比值，由于其定义和计算特性，与供热面积的增减没有关系。影响供热系统综合单耗的因素主要有供暖期室外平均气温、燃料结构、供热模式、系统工艺、热用户建筑类型、燃料质量和运行管理水平等几方面。

3 节能工作开展情况

从1999—2004年，大庆油田累计投资几十亿元，先后对乘银、让龙、东风地区进行了热电联供集中供热工程改造，对火炬、图强、红岗、八百垧、杏南、庆新、创业、朝阳地区进行了燃煤集中供热锅炉房改造。2007又投资7亿元，新建银浪、登峰两座燃煤锅炉房。同年，又投资248万元，实施了天然气锅炉替代重油锅炉改造。以上种种举措，共取消区域小型燃油锅炉房111座，停运425台燃油锅炉，总计替代燃料油40.28×104t。经过燃料结构调整，目前已形成以热电联供、燃煤集中供热为主，以燃油、燃气供热为辅的供热格局。

3.1 热力站直供改间供

大庆油田矿区1999年实现了东湖、乘风地区集中供热，2002年通过系统扩容，实现了红卫、银浪地区集中供热。2007年以前一直采用直供混水方式运行，存在热网平衡调节困难、系统失水量大、耗电量高等问题。2007年，投资6760万元，实施了乘银集中供热系统直供改间供工程。2007-2008年采暖期投入运行后，见到明显效果，与上一采暖期相比，电耗和水耗显著降低，年节约用电量877.7×104kWh，系统失水量下降56.76×104m3，节约综合成本800多万元。

3.2 多热源联网运行技术改造

2007年，在乘银集中供热系统应用多热源联网运行技术，将乘银集中供热系统与新建银浪燃煤锅炉房成功联网，形成了由宏伟热电厂与银浪燃煤锅炉房两个热源联合向42座热力站供热的模式。通过调节，保证两个热源均能满负荷运行，不仅提高了系统运行的安全性和稳定性，同时有效节约能源。据统计，2007—2008年采暖期总计联网运行188d，热量消耗比去年同期下降了11.14×104GJ，节约能源成本334.2万元。2008年，进一步完善优化了乘银热网联网运行调度方案；2010年，将八百晌燃煤锅炉房并入该系统，实现了三热源联网运行；2011年，制定了让龙热网与登峰燃煤锅炉房及5座调峰燃油锅炉房联网运行调度方案。

3.3 燃煤锅炉房自动控制技术应用

燃煤锅炉房应用DCS集中控制技术，实现了燃煤锅炉房的自动控制燃烧和远程监控，实现锅炉燃烧自动控制，系统优化运行。2007年，投资91万元，在新建银浪燃煤锅炉房应用了DCS集中控制技术，实现了整个供热系统的自动化控制，通过2007—2008年采暖期运行，锅炉热效率提高近5%，节煤1166.4t，节约资金51万元

3.4 污水回收再利用技术

2006年前，事业部十座燃煤锅炉房日排放污水量达14.28×104m3。因此，在事业部范围内大力推广应用污水回收再利用技术。建回收池，将锅炉房除渣水及附机冷却水回收再利用，2007年，银浪、红岗和八百垧三座燃煤锅炉房的节水率均达1.7%以上，收到了很好的经济效益和社会效益。

3.5 设备节能监测

针对主要耗能设备能耗大的实际情况，坚持聘请专业机构进行节能监测。2005年，专门聘请黑龙江省电力科学院对16台燃煤锅炉进行了性能测试，经测试给出了每台锅炉最佳经济运行方案。实际运行中，结合各采暖期运行数据不断对其进行修正。2008—2009年采暖期，事业部针对杏南锅炉房锅炉炉效及热网散热损失大的问题，聘请专业机构对杏南锅炉房锅炉及热网保温情况进行检测，并根据检测结果制定了合理的改造方案。

4 潜力分析及发展方向

1）推进供热方式向热电联供和燃煤集中供热方向发展

从大庆矿区现状看，1999—2007年，油田累计投资几十亿实施燃料结构调整，取消了100多座区域性小型燃油（气）锅炉房，实现了热电联供和燃煤集中供热。热电联供和燃煤集中供热系统占矿区总供热面积的70%，耗能量占矿区供热系统耗能总量的85%，形成比较科学合理的供热格局。目前，矿区服务事业部偏远地区仍有30多座小型燃油（气）锅炉房在用运行，每年约消耗重油和天然气约8.5×104t标准煤，是未来燃料结构调整和供热系统改造的重点。

2）应用先进技术，推进运行模式向多热源环网供热方向发展

目前，事业部乘银地区和让龙地区集中供热系统分别实现了多热源环网供热，但只是初步实现了“一热电一热源环网供热系统”。未来的研究和发展方向是根据地域和技术的可能性，以乘银、让龙、东风三大集中供热系统为骨架，以登峰、银浪、图强、八百垧、庆新等燃煤锅炉房为调峰热源，逐步建成一个大型“多热电多热源环网供热系统”，从根本上提高供热系统的先进性、安全性和经济性，成为国内一流的供热系统。

3）加强自主创新，推进供热系统向自动化和智能化方向发展

应用先进控制技术，实现热网的自动化、智能化运行是确保优质、安全、经济供热的关键。目前，国内外先进供热企业都采用了PLC可编程控制技术，不仅实现了数据监测和显示，而且能够通过应用控制技术实现指导供热系统的经济运行。

4）实施热网平衡优化技术，推进热网系统向最佳经济运行方向发展

供热系统管网平衡是供热系统节能措施的基本手段。供热系统的平衡包括一级网平衡、二级网分支的平衡、楼前的平衡、单元的平衡和户内的平衡。任何一个环节流量失调，都会产生用户室内温度冷热不均。据权威部门统计，全国供热系统由于水力失调，导致热网不平衡造成的热量损失占总消耗热量的20%~30%。

5）推进油田矿区非节能型建筑向节能型建筑方向发展

事业部管理范围内，非节能型建筑1500×104m2，每年采暖方面消耗能源47×104t标准煤，若逐年进行建筑节能改造，按照国家规定既有建筑节能改造达到50%的节能效果计算，全部完成改造后每年可节约能源24×104t标准煤，节约成本约3亿多元。由此可见，建筑节能改造是供热企业降本增效重点，同时应当充分考虑到热源和热网的配套改造，从整体方面提高系统经济性。

6）推进热费由按面积计费向按热量计费方向发展

按热量计费是供热市场化发展的必然，也是落实节能减排国策的一项基本措施。集团公司矿区服务工作部明确提出要积极稳妥地推进矿区能源福利制度改革，即在保持矿区各类群体利益格局基本不变的前提下，改革现行能源福利制度，变“暗补”为“明补”，实行市场化收费。

7）推进能源利用种类向新能源、可再生能源和清洁能源方向发展

针对事业部耗能系统和设备的使用和运行特点，可考虑在路灯系统上应用太阳能和风能技术、在供热系统上应用多源热泵和地热能技术、在垃圾场应用生物能源技术等方面进行尝试，通过对新能源、可再生能源和清洁能源的应用，为事业部未来能源管理和节能工作的发展和创新提供理论数据积累和实践经验借鉴。

5 结束语

综上所述，矿区系统作为油田耗能大户，想要在节能减排方面有所突破和发展，必须以供热系统为重点，突出热源、热网、热用户三个重点环节，推广应用先进节能技术、工艺和设备，加大系统节能改造力度，引进科学节能管理技术和模式，克服逐年供热规模扩大、燃料价格上涨、供热标准提高等不利因素，深层挖掘节能潜力，降低供热系统单耗指标，提高能源和资源利用效率，才能真正实现节能减排社会效益和降本增效企业效益双丰收。

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.07.004

2012-04-28）

汪鸿雁，2009年6月毕业于哈尔滨理工大学，从事质量节能工作，E-mail：wanghongy001@cnpc.com.cn，地址：黑龙江省大庆油田矿区服务事业部安全环保质量节能处，163453。