高壓變頻調速節能技術在輸油管道中的應用

摘要：在輸油管道的長線運輸中，輸油泵是主要的能耗設備，不同輸油泵參數特性存在差別，就容易在輸油泵出口閥門前后產生比較大的泵管壓差，這種泵管壓差，就容易造成資源的浪費。因此在輸油泵組上推廣高壓變頻調速節能技術，可以有效地通過調節輸油泵的轉速來進行不同的工況調節，消除泵管壓差而產生的節流損失，降低了輸油能耗，節約了電能。

關鍵詞：輸油泵；高壓變頻調節；節能技術

一、輸油泵的能耗損失

輸油泵是輸油管道重要的組成部分，但是在輸油泵與輸油管道的配套選擇上，基本找不到完美匹配的兩者，也就是說輸油泵與輸油管道總有不配套的時候，這種特性上的不匹配，在實際運行中，總需要通過調試與控制輸油泵出口閥門來調節流量，在這個過程中，就容易造成能源的浪費。

另外，輸油泵出口閥門的前后泵管壓差，在實際運行過程中，就容易做無用功，同時還會縮短輸油泵機組的維護周期和使用壽命。因此能源的消耗與浪費是非常大的，所以非常有必要在輸油泵機上應用并推廣高壓變頻調速節能技術，可以有效地通過調節輸油泵的轉速來進行不同的工況調節，消除泵管壓差而產生的節流損失，降低了輸油能耗，節約了電能。

二、輸油泵機組變頻調速節能技術原理

輸油泵機組變頻調速節能技術的應用原理，主要是根據離心泵的特性來調節輸油泵閘口的流量來控制能耗。

一般來說，離心泵的工作原理，也就是調節流量的方法，主要集中在以下兩個方面。第一方面離心泵調節流量主要是通過泵出口閥門的開度來實現對流量的控制與調節。第二方面是通過調控離心泵的轉速來實現對流量的調節。通過調節開度的辦法，在具體的操作中，比較簡單快捷，但容易造成能源的巨大浪費。通過改變離心泵轉速的方法，能夠有效減少輸油泵出口閘門的泵壓差，從而降低能源，是一條比較實用的節能降耗的有效途徑。

從離心泵的工作原理，可以清晰的看出來，適當降低離心泵的轉速，那么離心泵所需輸入功率就會有非常大幅度地降低，在節能效果上會有非常明顯的體現。

總之，在保證充足的輸油量的條件下，通過削減離心泵楊程節約的能量為H1Q1的面積，這就是離心輸油泵變頻節能的原理。

三、高壓變頻調速系統的選擇

在輸油管道高壓變頻調速系統的選擇上，需要根據實際的情況，選擇比較適宜的節能技術。

在一般的輸油管道節能技術的采用上，比較廣泛應用的是6KV高壓變頻調速系統。當然這種節能技術，目前仍處在技術開發與發展階段，節能效果不太穩定，但節能技術卻比較先進。6KV高壓變頻調速系統可以通過改變電機定子的電壓頻率來實現對電極（應為“機”）轉速的有效改變。

高壓電機調速的方式也是非常多樣的，當然每個技術途徑都有優劣兩個層面，在具體的應用過程中，就需要我們有效規避這種途徑不利的一面，充分應用其有效節能的方面。

比如“高—低—高”的技術應用，在實際中，這種調速電機的方式，雖然簡單方便，但在具體的執行過程中，需要多一級升壓變壓器，設備結構龐大，系統效率相對較低，與輸油管道的其他技術相比，已屬于落后淘汰技術。而“高—高”的調速電機的技術方式，它的工作原理直接采用6KV電壓輸入。在電壓輸入輸出的過程中，不需要采用變壓器，節能效率比較明顯，也比較穩定。

四、高壓變頻調速節能技術的技術方案

高壓變頻調速系統應用輸油泵機組固然可產生較好的節能效益，但是輸油管道畢竟是長時間高效運轉的一個環節，長時間的連續作業，難免會給設備造成一定的損害，因此需要設備在自身上要求一定的可靠性，同時在技術工藝上，也需要積極配合設備的運轉，充分考慮現場設備的安全性、適用性和方便性。

（一）工頻與手動相結合。在高壓變頻調速系統的操作中，需要滿足變頻與自動手動切換的功能。因為在具體的實踐過程中，一旦變頻功能出現故障，就可以手動切換，采用手動功能，切換到工作擋，這樣就可以停用變頻功能，而且在變頻功能的維修期間，也不會影響輸油泵的正常運轉，從而在系統設備上，來滿足油庫（改為“輸油”）生產的源源不斷（改為“安全平穩”）進行（改為“運行”）。因此在變頻操作的時候，也需要定期檢查手動擋的正常運轉。

（二）系統的運轉頻率的調節采用開環手動調節方式。輸油系統是需要長期穩定性的，在輸油過程中，為了保障輸油的安全平穩，所以一般不會采用閉環調節控制，而是采用開環手動調節方式。輸油系統在運行過程中存在波動的效果，如果采用閉環控制，很容易造成高壓變頻節能系統的自動停機，甚至引發整個輸油系統的波動，給輸油系統的輸油生產帶來非常大的影響。相反如果采用開環手動的調節方式，通過一定運行時間的技術摸索，在不同工況下，人為地設定和調整變頻系統的參數，既可減少部分初期投資，又可保障輸油系統的安全平穩運行。

（三）設置應急按鈕。在高壓變頻調速系統的控制室里，設置一些應急、啟動的按鈕，并將按鈕設置在明顯的位置，并對運行參數實行時時顯示，這樣一方面方便了操作工人的操作，同時還能對設備的運行情況，實行全程監視。

（四）優化系統的保護參數。在高壓變頻調速系統運行過程中，優化系統的保護參數，可以從技術上保障輸油管道的平穩運行，也能確保輸油生產的正常進行。保護參數是人為根據高壓變頻調速系統的相關知識設置的，在應用于系統時，需要仔細對照，合理輸入，根據系統的保護需求來進行設置。因為如果系統的保護參數設置的不合理，就像控制網速一樣，在運行比較大的內存時，就容易出現卡殼的情況，同時在系統運行中，保護參數過于敏感，容易造成輸油泵停機、死機，影響整個輸油系統的正常運行。

（五）設置一定的報警系統。在高壓變頻調速系統內，根據現場運行的實際情況，設置一定的報警系統，當運行出現異常時，報警功能就會運行，讓操作工人及時發現異常情況，并且要及時解決。另外在處理異常的時候，需要將運行的參數、異常原因、異常情況的現狀（改為“現象”或不要）等明確記錄下來，以備參考和警示作用。

（六）設置監控系統。在高壓變頻調速系統運行中，還需要根據實際情況，對重點防范的部位實現網絡化監控，設置高清的監控器材，可以減少人工的投入與作業，實現對整個輸油系統的全程監控，保障輸油系統的安全平穩運行。

五、總結

在輸油系統中，高壓變頻調速節能技術的應用，是實現輸油系統節能降耗的有效技術途徑，它的工作原理，主要是通過改變對輸油離心泵轉速，來實現輸油閘口壓差的減小，進而實現節能降耗。這種應用節能技術，在操作中，具有調節方便的特點，有效地避免了輸油泵出口閥的節流損失，產生巨大的節能效益。另外，它可以減少輸油泵機組的物理摩擦，達到延長機組使用壽命和縮短維修保養期的優勢。因此在輸油系統中，高壓變頻調速節能技術的應用非常普遍。當然這種技術目前仍在開發發展階段，穩定性不夠，技術成本也比較高，在具體的操作過程中，需要根據實際情況，選用穩定性，性價比大的高壓變頻裝置，并在應用過程中，采用一些合理有效的技術方案，最大限度地減少能源消耗，保障輸油系統的安全平穩正常運行。

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