長輸原油管道主要耗能設備節能測試與分析

劉國豪張帥施若思任波濤王宏 張廣超

（1.中國石油管道研究中心；2.西安長慶科技工程有限公司；3.中國石油管道公司濟南輸油分公司；4.中國石油管道公司生產處；5.中國石油西部管道公司獨山子輸油氣分公司；6.中國石油西部管道公司新疆輸油分公司）

輸油泵和加熱爐是輸油管道系統兩種主要的耗能設備，在運行過程中，降低設備的能量損失和燃料消耗十分關鍵，通過對這些耗能設備進行節能測試和結果分析，有助于及時發現問題并進行改進，對于降低輸油成本、提高安全生產和經濟效益非常重要。下面以某條輸油管道的輸油泵和加熱爐節能測試為例，詳細說明測試過程和結果分析，對應提出技術和管理方面的節能改進意見。

1 測試方法與結果

1.1 測試依據標準

輸油泵測試依據標準為GB/T 16666—1996《泵機組液體輸送系統節能監測方法》、GB/T 12497—2006《三相異步電動機經濟運行》、Q/SY GD 0015—2009《輸油泵機組節能監測方法》；加熱爐測試依據標準為SY/T 6381—2008《加熱爐熱工測定》；結果評價依據標準為SY/T 6837─2011《油氣輸送管道系統節能監測規范》。

1.2 加熱爐測試結果

共測試加熱爐23臺次，綜合合格率為21.7%。其中排煙處空氣系數的合格率為73.9%；排煙溫度的合格率為43.5%；爐體外表面平均溫度的合格率95.7%；熱效率的合格率56.5%。具體結果見表1。

表1 加熱爐測試結果匯總

從測試結果可以看出，A站2#、C站1#、2#加熱爐各個負荷下的排煙溫度均偏高，排煙熱損失大，導致熱效率偏低，運行不合格；各臺加熱爐正常運行時的煙氣含氧量偏高，經過節能測試人員現場調節油風配比后過剩空氣系數明顯下降，提高了熱效率。

1.3 輸油泵測試結果

共測試輸油泵6臺次，綜合合格率為50%。其中功率因數的合格率為100%；機組效率的合格率為83.3%；節流損失率的合格率為66.7%。具體結果見表2。

表2 輸油泵測試結果匯總

從測試結果可以看出，A、C、D三個站的輸油泵機組的功率因數均滿足評價標準SY/T6837─2011《油氣管道輸送系統節能監測規范》的要求，達到了合格水平；C站的2臺輸油泵機組1#、3#均在大流量區運行，由于進行了節流，節流率均超過標準要求小于10%的要求，節流損失很大；輸油泵機組效率在正常運行工況下，即單泵額定流量附近時，A站4#、D站2#泵機組在高效率區內工作，監測的效率指標全部合格且達到節能評價值。

2 運行中存在的問題

2.1 加熱爐

1）加熱爐的受熱面積灰嚴重。透過爐前的看火孔，可看到爐膛內的爐管積滿厚厚的黑灰和條紋壯的白灰，過厚的積灰嚴重削弱了爐管的換熱能力，最為嚴重的是大量條紋狀的白灰大大惡化了爐膛輻射換熱的性能。

2）操作人員對新型燃燒器的調節技能掌握不夠。在測試過程中發現，被測三個站的加熱爐，在調節前都出現配風嚴重過大或不足的情況，而調節時，完全由燃燒器廠家的技術人員進行，除C站外，其它兩個站沒有技術人員或操作人員在場協助或學習。

3）燃料計量儀表不準確。

4）爐前及爐膛后防爆門端面的爐體保溫欠佳。

2.2 輸油泵

1）C站的2臺輸油泵機組1#、3#均在大流量區運行，節流閥開度為30%，節流損失很大。

2）電動機功率因數有待提高，減少無功損失。

3）測試過程中遇到站上有輸油泵被動停車情況發生。

3 提高耗能設備效率的節能措施和建議

3.1 加熱爐方面

1）加強爐管清灰。如增加爐膛的爐管表面清刷頻率、加強對流管束的吹灰頻率或力度等。

2）強化技術人員和操作人員對加熱爐油風配比調節的技術培訓。組織相關教材強化學習及考核等。

3）加強燃料計量儀表的檢驗。

4）試驗、推廣使用可增強爐膛輻射換熱的涂料。

5）加熱爐大修時，注意加強爐前和防爆門端面的爐體保溫。

6）進行燃油改燃氣時，注意燃燒器對天然氣的氣壓適用范圍。

7）對于加熱爐的尾部受熱面不夠可考慮請專業的加熱爐設計廠家進行測試和換算來確定。

3.2 輸油泵方面

1）雖然泵的功率因數滿足標準要求，但各臺泵機組的電動機功率因數還有提高的余地，建議加裝無功補償裝置提高功率因數，以便節約電能。

2）D站在大流量生產運行時，應選擇兩臺工頻輸油泵機組并聯運行，避免泵機組在大流量區工作的變頻設備的變壓、變頻整流帶來的能量損失。

3）對于節流損失較大的輸油泵，建議進行拆級改造或更換相同輸量低揚程輸油泵，電動機在條件允許情況下更改成變頻電動機。

4）測試過程中遇到站上有輸油泵被動停車情況，建議定期進行振動故障診斷測試，做到故障預防，避免類似被動停車情況發生。

4 小結

通過對某條實際輸油管道中的加熱爐和輸油泵進行節能測試，分析了機組運行存在的問題，提出了節能改進建議。由于測試結果具有代表性，因此長輸原油管道主要耗能設備節能測試與分析可為其他管道系統開展節能測試工作提供參考。