變頻裝置在輸油管道中的應用及效果分析

葛新 李欣元（.管道儲運分公司京唐處；.管道儲運分公司濰坊處）

變頻裝置在輸油管道中的應用及效果分析

葛新1李欣元2（1.管道儲運分公司京唐處；2.管道儲運分公司濰坊處）

油、電消耗是管道運輸的最大成本，為此管道企業采取多種措施降低輸油設備的油、電消耗。管道儲運分公司在東臨老線惠民站安裝了變頻裝置，改造后的惠民站在相同工況下與改造前的惠民站相比，在全線8臺泵運行的情況下，每天節電約3.2×104kWh，節電率達55%，實現了節能降耗、降低成本的目標，也為其他管線加裝變頻裝置提供了借鑒。

變頻裝置 輸油管道 節能 分析

能耗成本占管道輸油總成本的30%以上，而電耗成本約占能耗總成本的70%，有效降低電耗是管道輸油企業節約成本，實現節能降耗的根本途徑之一，為此管道儲運分公司多年來通過實行節能改造和不斷優化運行等方法來降低能耗，如在管線中安裝變頻裝置就是有效降低電能消耗的一種較好方法。下面以東臨老線惠民站為例作一說明。

1 變頻裝置工程概述

東臨老線全長171 km，全線設有東營首站、濱州站、惠民站、商河站，最后到達臨邑末站。惠民站是東臨老線中啟泵時間最長，耗電量最大的泵站。變頻裝置就是把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓和頻率可變的交流電的裝置，頻率是電動機供電電源的電信號，可以在電動機的外部調節后供給電動機，電動機的旋轉速度同頻率成正比，這樣調節電動機的頻率就能控制其旋轉速度，通過改變輸油泵的轉速達到調節流量的目的。惠民站變頻裝置工程于2008年8月13日開工，電氣、設備安裝部分11月2日開工，整個工程12月20日竣工，投資503×104元。主要工程內容包括：變頻室土建部分；變頻設備安裝部分；變頻外電供電部分；自動化控制調試部分。

2 變頻裝置應用效果分析

2010年，改造后的惠民站與改造前相同工況的惠民站對比，在全線8臺泵運行的工況下，每天節電約3.2×104kWh，節電達55%。2010年一季度輸油量與2005年同期基本持平（增加1.9×104t），而開泵臺時減少了48泵臺時，耗電量減少了358.7×104kWh。耗電減少的原因除打孔盜油減少，使優化運行安排更加合理外，主要是減少了因節流而造成的電力浪費。二季度輸油量與2007年同期基本持平（增加0.6×104t），泵臺時增加了1217泵臺時，耗電量減少了322.1×104kWh。因此，從2010年上半年的數據看，在同樣工況下，東臨老線惠民站投運變頻裝置后，半年節電在680×104kWh左右，按當前電價計算，經濟效益在490×104元左右，投資成本半年基本收回。這是以2005年和2007年為對比所計算的結果，如果以上半年累計電單耗來對比，則取輸量相當的2007年做參照，2007年累計電單耗為487.66 kWh/104t·103m，2010年累計電單耗為388.27 kWh/104t·103m，周轉量為78760104t·103m，按公式計算節電為：（487.66-388.27） ×78760÷10000＝782.8（×104kWh），即節電為782.8×104kWh。

東臨老線輸油量從2003年10月開始大幅增加后，2005年以來年輸量都穩定在829×104t以上，為方便對比，數據均采集2005年至2010年上半年的數據（圖1）。

從圖1可以看出，2010年上半年輸量基本維持高位運行（累計輸量比前幾年都高），一季度輸量與2005年相當，二季度輸量與2007年相當。

耗電對比可以此為參照，見圖2、圖3。

從圖2可以看出，電單耗比較居中，圖3就更加明顯，說明大排量下降低單耗是可行的，惠民站安裝變頻裝置后節電效果明顯。此外，安裝變頻裝置后還可避免原來通過閥門調節流量時，電動機產生大量熱能，加速電動機老化的過程，從而延長輸油泵和電動機的使用壽命。

3 存在的問題與解決方案

東臨老線是濰坊處節電的第二主力管線，2010年耗電量約占全處的30%。從運行上看，一季度一直處于滿負荷，設備待處理問題較多，對調度合理安排運行提出了較高的要求。主要問題如下：

1）商河站節流過大問題，從歷史資料看，年平均節流在1.56～1.77 MPa之間，最高達到過3.69 MPa，節流損失約為820×104kWh。

2）電動機負載率過低，從近幾年的節能檢測報告可知，東營站3臺泵均存在大馬拉小車的現象，以2＃、3＃泵機組更為明顯。

3）輸油泵經常出現故障。惠民站和商河站輸油泵是我國第一批仿造泵，質量存在諸多問題，設計存在缺陷，運行1500 h左右軸瓦、密封、止推軸承就會損壞，運行4000 h口環、軸套、葉輪等轉子部件就會損壞，需要解體檢修。雖經各種改造，始終不能解決根本問題。自2005年8月起，6臺泵共解體檢修17次，其技術狀況已嚴重影響到東臨老線優化方案的實施和輸油計劃的按期完成。

4）惠民站和商河站35 kV設備老化。兩站變電所均于1978年投運，2003年對主變進行了改造，但配套設施均存在問題，35 kV母線無進線斷路器等。

為盡快解決上述問題，要采取以下措施：

1）在商河站投入變頻裝置或進行泵改造，盡量減少節流損失。

2）更換東營站2＃、3＃泵機組，合理選擇泵和電動機的型號，使之能夠匹配運行。

3）為保證管線正常生產，惠民站和商河站更新4套國產泵機組，配套國產止回閥和防爆電動遠控閘閥。

4）盡快改造惠民站和商河站35 kV設備，以配套目前的自動化操作系統。

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.09.015

葛新，2009年畢業于長江大學，助理工程師，從事油氣管道建設工作，E-mail：124181265@qq.com，地址：天津市濱海新區塘沽區金江路316號京唐輸油處，300451。

2011-09-19）