浅析注水站注水电机冷却系统能耗问题

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1、浅析注水站注水电机冷却系统能耗问题[摘要]注水站冷却水系统由于结垢严重，造成注水电机冷却效果差，为保证安全生产被动补充大量清水。然而，清水的补给也是成垢离子的加入，温差的变化加速了管道的结垢，用清水冷却效果会更差，形成了恶性循环。大量清水的使用不仅产生资源浪费，同时引起注水电机冷却效果变差；电机因冷却效果变差，故障发生率随之增加。通过引进防垢技术，不仅解决了注水电机冷却问题，同时节约了生产成本，达到了的节能效果降耗的目的，实现了。[关键词]注水站电机冷却系统结垢问题分析中图分类号：TE43文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）41-0137-01一、注水电机冷

2、却系统现状及存在问题7油田注水站是保证油田水驱采油能力的重要设施，注入能力的稳定是保证油田注水的关键，而注水泵及电机的安全平稳运行是决定因素。当前注水电机均为清水冷却，低温清水通过冷却盘管换热，将注水电机热量带走，通过冷却塔空气散热将循环水降温，降温后冷却水通过泵升压后继续循环使用。在正常运行条件下，系统只需要补充少量清水来弥补清水冷却蒸发。然而，当前注水站存在大量清水的浪费和设施的维修，使注水站生产存在一定的安全隐患和清水资源的浪费，主要原因有以下三方面：一是清水不断进行换热、蒸发、升压过程，冷却循环水矿化度及水质硬度不断升高，在注水电机换热存在较大幅度温升条件下，换热盘管

3、结垢严重，造成冷却效果逐步变差，冷却盘管内径缩小，过水量降低，造成注水电机温度升高，存在烧坏的安全隐患。二是为保证注水站注水电机冷却，在循环水回水温度不稳定情况下，生产通过补充大量清水来缓解冷却效果差的实际。而大量补充清水一方面造成清水资源的浪费，两一方面清水又带来了成垢离子的补充，电机换热结垢将更加严重，结垢严重的注水站每年都需要进行管道的酸洗解堵，以缓解换热变差的实际。三是冷却塔均为玻璃钢质风冷系统，在冬季运行过程中设备结冰严重，散水挡板及壳体由于风扇高速转动携带冰块碰击损坏严重，造成系统冷却效果差。案例分析7以萨北油田第四油矿北五联注水站为例。该站现有注水泵5台，运行2

4、台。正常运行条件下，冷却水来水温度在14～17℃，通过注水泵换热盘管后，水温提升至20～22℃，循环水在回至冷却塔冷却，系统循环水量在100m3/h左右。由于循环水的蒸发等因素，每天补充清水量不足5m3/d。当注水电机冷却水换热后温度升至24～25℃，注水电机温度常规情况下将温升至60℃以上，为保证设备的安全运行，生产运行将补充大量清水以降低循环来水温度。由于结垢堵塞问题不能立即解决，因此只能通过不断更新清水方法解决，站内夏季最高清水使用量曾达到600m3/d，冬季降低至50m3/d。由于冷却塔散热玻片损坏以及管道堵塞等因素，冷却塔设备整体性能大幅度下降，导致冷却设备效果差，

5、更加剧了清水使用量过大这一突出矛盾。另外，根据管道结垢情况，1至2年对注水电机冷却循环系统进行酸洗解堵。经济分析通过对萨北油田几座注水站年清水使用量统计，结垢严重、冷却效果差的注水站平均使用清水量在65000～100000m3/a。以注水站正常使用水量控制在10m3/d计算，在循环条件差的情况下，一年最低清水使用量65000m3/a，则因冷却循环差产生的多余清水损耗61350m3/a，以清水价格5.88元/m3计算，每年多余清水损耗为36.07万元/年。另外每年实施管道清洗约2.3万元/座。因此由于注水电机冷去系统性能差造成的直接经济费用效果为38.37万元/年。而萨北油田采

6、用冷却水循环方式的注水站有？座，与北五联注水站问题相同注水站约占总数的70%，按此比例，每年将浪费清水使用量在110×104m3/a，直接费用近688.2万元。7产生巨大的清水用量主要是由于水质结垢、系统冷却效果下降造成的，而单纯问题如果能够通过有效措施解决，经济效益是可观的，同时相应安全隐患问题也随之解决。二、技术措施针对系统存在结垢严重问题，结合站内现有工艺，在风冷换热方式不改变的前提下，首要解决方式为水质的改善，确保注水电机冷却换热盘管不结垢。采取化学防垢方式，不仅需要增设相应流程改造，同时全年运行费用较高，不适宜已建站的改造。而采用物理防垢技术不仅改造工作量小，一次投

7、入运行费用小，是解决此类问题的技术方向。而物理防垢技术适应性是解决问题的关键。当前物理技术较多，有超声波、强磁、电磁、合金等方式。超声波是现有条件下较为经济有效的区域性防垢技术，但管道法兰、高频振动等因素将直接影响防垢效果，因此在此类区域性防垢不适宜。强磁技术，在众多现场试验中应用，由于磁场在纵向剪切作用下，对水中金属离子产生电磁效应，从而促进水和离子的增加，提高成垢离子溶解度，以起到防垢作用，这种作用在液体呈紊流直至湍流状态下效果大幅度减弱，因此防垢效果也不理想。7电磁技术与强磁技术具有相同点，一些技