米桑油田应急电站建设及应用

马福军

（中海石油伊拉克有限公司，北京 100028）

1 概述

米桑油田群位于伊拉克东南部，包括3个油田：Abu Ghirab、Buzurgan和Fauqi，合同区面积为563.0 km2。2010年5月，中国海洋石油集团有限公司（简称“中海油”）联手土耳其国家石油公司，与伊拉克签订为期20年的米桑油田群技术服务合同。9年后，在中海油的主导下，一座现代化油田在战后重建的伊拉克平地而起，米桑油田成为中伊两国共建“一带一路”务实合作的新亮点。米桑油田布泽干终端规划占地面积约4.0 km2，目前，生产区域设施面积为2.5 km2，建有原油处理厂、天然气处理厂、水处理厂及电厂。原油处理厂主要对各脱气站来液进行脱气、加热、脱水和脱盐处理，处理合格后的原油通过管道外输。天然气处理厂的主要功能是对来自脱气站的天然气进行脱硫、脱碳处理并对硫磺进行回收，处理合格的天然气提供给电厂和加热炉等设备作为燃料。水处理厂由清水单元、污水单元和注水单元组成，清水单元是对来自底格里斯河和穆沙拉河的水进行净化处理，处理后的水提供给油田生产、生活用户；污水单元是对含油污水进行净化处理；注水单元是将处理过的生产水和部分清水加压后回注地层。电厂主要利用天然气处理厂提供的天然气发电，负责整个油田区域生产、生活所需的电力供应。

受战乱等因素影响，伊拉克国家电网质量非常差且不稳定，电压频率忽高忽低且经常关停，所以油田供电主要依靠油田的自备电站孤网运行。影响油田电网运行稳定性的因素包括电厂发电机组及辅助系统、天然气处理厂供气质量、高架线运行情况等。据统计，因油田自备电站发电机组自身因素或电厂外因素导致电厂关停、整个油田失电的情况每年都要发生十几次。伊拉克布泽干终端（见图1）承担着米桑油田的生产重任，所以在油田电厂关停后，如何保证油、气、水、电4个厂的一级、二级负荷用户电力供应以及电厂的黑启动电源，不发生安全事故、不影响后续恢复供电后尽快复产，是一个重要课题。

图1 米桑油田布泽干终端示意

建设应急电站前，布泽干终端各厂应急电源处于各自为政、分散管理的状态。电厂有1台1.6 MW应急柴油发电机组DG1，在发电机组关停、国网失电的情况下，因DG1容量限制，无法直接启动主力发电机组3#/4#GT，首先需要启动DG1，其次启动1#GT或2#GT，最后启动3#GT或4#GT，完成电厂黑启动，整个过程需耗时4 h（见图2）。

图2 电厂电力系统单线图

原油处理厂有1台2.0 MW应急柴油发电机组（投用时间长，状况不好），在电厂关停的情况下，手动启动发电机组，为热媒炉、不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）、消防系统、应急照明等供电（见图3）。

图3 原油处理厂电力系统单线图

天然气处理厂和水处理厂依靠1台1.5 MW的临时柴油发电机组供电，在电厂关停的情况下，手动启动发电机组，为仪表风系统、蒸汽锅炉、UPS、消防系统、应急照明等供电。

2 应急电站建设的必要性及设想

为解决在国网关停情况下电厂的黑启动耗时长、原油处理厂应急柴油机故障风险大、天然气处理厂及水处理厂无固定应急电源的问题，建设一个应急电站，统一为4个厂提供应急电源迫在眉睫。

首先，要明确4个厂的应急负荷，为应急电站发电机组容量的选择提供依据。经整理，各厂应急负荷如表1所示。

表1 各厂应急负荷

其次，选择应急发电机组的布置及供电方式。在全油田失电情况下，出于快速恢复电源的重要性及应急发电机组维护、操作便利性等方面的考量，应急电站设在电厂比较合适，在电厂失电的情况下，自动启动应急发电机组，同时自动为电厂、原油处理厂、天然气处理厂及水厂应急负荷供电。设想应急供电单线图如图4所示。

图4 应急供电单线图

3 应急发电机组的选择

应急发电机组的选择需考虑以下方面。

（1）机组数量及容量的选择：不仅需考虑机组容量满足电、油、气、水厂应急负荷需要，还需考虑在一台机组故障的情况下，单台机组满足电厂黑启动的需要。

（2）机组运行性能及可靠性：机组性能需适应中东夏季极端的高温环境，同时需考虑机组运行的可靠性，在实际应用中成功通过严格的现场稳定性测试。

（3）机组售后服务：在中东地区特殊局势下，本地要有较好的售后服务机构。

（4）经济性：费用要控制在预算范围内。

经公开招标，最终选择了两台卡特彼勒C175-16柴油发电机组，此型机组已面市十多年，在全球范围内得到了广泛应用和较好的口碑，在本地也有代理商网络提供零件和维修服务。

相关铭牌参数：额定功率为3 100 kⅤA（2 480 kW），额定频率为50 Hz，输出电压为6.6 kⅤ。

4 应急电站运行情况介绍

应急电站投用后，实际运行有两种优先模式。

4.1 模式1

两台发电机组控制方式均选取“AUTO”“NORMAL”模式，在该模式下，电厂关停失电后，两台应急发电机组DG2/DG3将自动启动，某一台达到额定电压和频率后，自动闭合发电机组出口开关，自动带载，另一台发电机组将通过同期表自动并上已经投用的发电机组，两台发电机组将保持自动平均带载并联运行状态。

4.2 模式2

一台发电机组在“AUTO”“MASTER”模式，另一台机组在“AUTO”“SLAⅤE”模式，电厂关停失电后，“MASTER”发电机组首先启动带载投用，“SLAⅤE”机组随后自动启动并通过同期装置并车投用，两台机组自动平均带载并联运行，当每台机组带载小于30%机组额定功率并持续5 min后，“SLAⅤE”机组将自动解列退出运行并停机，当“MASTER”机组带载超过60%额定功率并持续5 s，“SLAⅤE”机组将自动启动重新带载投用。

根据米桑油田布泽干终端的实际情况，应急电站投用后，主要选择模式1运行。投用两年多以来，历经多次电厂失电关停，均成功启动投用。除了按照正常维护要求更换蓄电池及加注冷却液，未发生任何故障。

5 结语

米桑油田应急电站的建设投用，不仅能保证油、气、水、电厂正常电源丢失后的重要负荷电力供应，避免安全生产事故及设备损坏，还能为电厂黑启动提供电力保障，黑启动时间可从4 h缩短到1 h，按照日产原油20万桶计算，可减少产量损失2.5万桶。事实证明，米桑油田应急电站的建设是必要的和成功的。