聚合物配制站节能降耗的有效措施探讨

战薪嵘（大庆油田第一采油厂试验大队，黑龙江大庆163000）

0 引言

在油田生产过程中，聚合物配制站的节能降耗一直是企业成本控制的重要环节。目前，油田企业聚合物配制站普遍存在能耗较高的问题，需要认真分析引起能耗升高问题的深层原因，优化管理条件和技术途径，将聚合物配制站能耗水平控制在技术控制指标内，保障企业的经济效益与社会效益，促进企业的可持续发展。

1 聚合物配制站的生产工艺

油田企业聚合物驱替石油是一个复杂的过程，在整个环节中必须保持连续性，不能中断。如果受到外界因素干扰而中断，会严重影响聚合物母液浓粘度，降低聚合物驱油能力和效果。在实际工作中，需要提前配制和输送聚合物母液。

聚合物母液的配置工艺，包括供水供料、分散转输、熟化储存、外输四个环节，需要采用自动化控制模式，确保各个环节之间紧密配合，不会发生中断。以聚合物分散流程为例，这一过程需要将干粉状的聚合物严格按照要求比例与水均匀混合，确保聚合物充分润湿，这需要使用由干粉供料单元、上水单元、风力输送单元等构成的分散装置，为了确保配比精度，需要使用变频器调控螺杆下料器的电机速度，通过螺杆下料器将干粉均匀散落加入漏斗中，借助鼓风机吹送压缩空气在喷嘴处形成负压，通过风力输送管道将干粉送至水粉混合器，干粉与水混合后在溶解罐内搅拌均匀，再被转输螺杆泵输送到熟化罐熟化。

2 聚合物配制站的能耗控制情况

聚合物配制站的能耗控制覆盖整个工艺流程，尤其在聚合物配制、熟化、运输等重点环节。在实际生产过程中，聚合物配制站单耗过高的现象较为常见，究其原因，主要在于熟化罐配制体积不足、熟化时间较长等，由于生产工艺不够科学合理，导致各种能源的消耗大大增加。

2.1 熟化罐配制有效体积不足

聚合物配制站的熟化罐配制有效体积直接影响生产效率，如果熟化罐配制有效体积不足，就需要用更多的生产时间，这会使搅拌器等设备长期维持较高的负荷状态，增加能耗。在相同工作量的条件下，单罐的有效配制体积越小，需要配制的罐数越多，整个设备系统的运行时间就越长，必然会增加总体的能耗。熟化罐液位值会影响熟化罐的实际容量，如何合理设置熟化罐的高低液位值，会直接影响能耗水平。

2.2 熟化时间较长

聚合物溶液熟化处理需要一定的时间，而熟化周期的长短会在很大程度上影响能耗水平。目前，油田企业聚合物配制工艺中普遍采用3h的聚合物溶液熟化时间，这虽然符合国家技术标准的要求，但未能在实际生产中根据具体情况适当调整，必然会导致能耗的增加和资源的浪费。国家技术标准要求3500万分子量干粉需要3h的熟化时间，然而企业生产过程中可能会进行2500万分子量的聚合物配制，却依然采用3h的熟化时间。当聚合物溶液配制量越少，真正需要的熟化时间也会降低，如果统一采用3h的熟化时间必然会增加能源的消耗量。

2.3 其他工艺参数不合理

除了熟化罐有效体积、熟化时间等工艺参数的设置问题之外，很多工艺参数如果设置不合理都会在一定程度上增加能耗。

例如传料装置电动机的切换频率设置，频率过快会增加电动机的损耗，势必增加企业的设备维修成本，而自动切换时间过长又无法满足生产工艺要求。再如，外输泵运行台数的多少也会影响能耗水平，如果采用单泵单站的外输模式，外输泵运行台数过多会导致能耗水平较高，且外输泵间歇启停增加维修成本，外输泵运行频率设置不合理也会增加能耗和维修成本。

由此可见，聚合物配制站的生产工艺流程复杂，能耗影响因素众多，任何一个环节的工艺参数设置不合理，或是设备故障，都会导致能源消耗的增加和浪费，甚至危害设备性能，增加运营维护成本。此外，还需要考虑生产环境问题，聚合物配制过程产生的粉尘会对员工身体健康造成危害，也会对周边环境带来不良影响，需要企业采取积极的保护措施，在节能降耗的同时保护环境，确保员工身体健康。

3 聚合物配制站的节能降耗措施

针对上文中提出的问题，下文将结合本单位的实际情况，介绍大庆油田所采取的有效节能降耗措施，供同行单位参考借鉴。

3.1 熟化罐配制体积优化

为了降低熟化罐环节的能耗水平，需要优化熟化罐的有效体积配置，合理设置熟化罐的液位高度关系。经过试验，将熟化罐高液位设定从原本的5m 提高到5.2m，将低液位设定从原本的1.5m 降低到1～1.2m，可以使熟化罐的有效体积扩充15%以上，有效体积的增加降低了因多次装罐带来的能耗增加问题。

在优化熟化罐液位设置的过程中，不能片面为了追求更大的有效体积而随意升高高液位设定和降低低液位设定，要结合外输泵等运行情况来适当调整，判断优化设定的可行性，确保取得理想的优化效果。

3.2 熟化时间调整

聚合物熟化处理时间需要考虑能源、成本、质量等多方面因素关系，不能片面追求节能降耗而缩短熟化时间，影响聚合物溶液处理效果。因此，熟化时间的调整是一个系统性的工作，需要各个方面的协同配合。

以2500万分子的聚合物溶液熟化时间为对象，暂定熟化时间为2h。当搅拌工序完成后，需要开放空阀门确保液体顺利排出，回收母液，在排出0.3m罐高的母液后关闭空阀门，取样化验熟化罐中的溶液粘度。再手动启动搅拌器，0.5h 后回收母液，当排出0.3m罐高的母液时再次取样化验。

为了保证熟化时间调整科学合理，需要认真做好取样化验工作。可以采用多点多样测试取平均值的方式，多组比较时要考虑不同组分、工艺的技术稳定性，确保整体粘度达到熟化处理的要求，才能将熟化处理时间作为新的工艺标准，替代原有的固定3h熟化处理时间，降低熟化处理过程中的能源浪费。

目前，根据聚合物相对分子质量的不同，采取的母液熟化时间一般在1h到3h内。本单位使用的聚合物干粉为中分子量聚丙烯酰胺，配制5000mg/L的聚合物母液。为了进一步降低熟化过程中的能源消耗，通过实验，将聚合物干粉用清水配制成母液，分别用0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h和3h进行熟化处理，测定不同样品的粘度。结果表明，当聚合物母液熟化处理时间约1 h时，聚合物粘度保持稳定。因此，我们选择1h作为新的工艺标准，既保证了聚合物熟化处理质量，也降低了能源消耗。

3.3 其他节能降耗措施

针对外输泵的台数设置，我们选用多台外输泵同时运行的方式，将聚合物母液输送到总汇管，各站根据需求自行调节母液量，这种方式避免了单站单泵模式下泵的频繁启停问题，可以降低对设备的损害。

同时，我们对外输泵加装变频调速器，将电动机运行频率控制在30 到40Hz，避免频率过低达不到注入要求且易烧毁电动机的风险，也避免了频率过高能耗大幅增加的成本负担。

3.4 聚合物配制站节能降耗效果评价

在采用上述措施后，可以取得一定的节能降耗效果。以优化熟化罐有效体积为例，增加有效体积15%以上，可以降低能源消耗7%以上，经济效益十分显著。调整熟化处理时间，从3h调整到1h，可以整体降低能源消耗量20%左右。通过优化配制站运行参数，不仅节约了电能，还能够减少设备维修费用，符合“建设和谐油田、绿色矿区”的要求。

4 结语

聚合物配制站生产过程十分复杂，需要各个环节多方面因素的共同配合。为了满足节能降耗要求，需要我们不断优化生产工艺和运行参数，确保各个环节的生产运营在科学合理的可控范围内，提高聚合物配制的质量和效益。