淺析輸油管道節(jié)能工藝技術(shù)

林杉

摘要：輸油管道節(jié)能工藝技術(shù)是在響應(yīng)石油企業(yè)降本增效的大環(huán)境下進(jìn)行的。本文主要介紹從輸油設(shè)備單體泵和加熱爐的節(jié)能技術(shù)到輸油系統(tǒng)工藝的節(jié)能技術(shù)。在輸油生產(chǎn)工藝中介紹了從“泵到泵”的密閉輸油工藝、先爐后泵的加熱輸油工藝節(jié)能技術(shù)。

關(guān)鍵詞：輸油管道;節(jié)能;技術(shù)

前言

降本增效理念的提出關(guān)乎于石油企業(yè)下一步的發(fā)展戰(zhàn)略，節(jié)約能源具有比較重要的意義。

能源的開(kāi)發(fā)和合理利用是社會(huì)發(fā)展的源泉和戰(zhàn)略依據(jù)，并標(biāo)志和決定著一個(gè)國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力和綜合國(guó)力。對(duì)于石油企業(yè)節(jié)約是挖潛增效的重要舉措。石油企業(yè)一方面生產(chǎn)能源，一方面又在消耗能源，本文針對(duì)輸油過(guò)程中的節(jié)能降耗進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，旨在促進(jìn)下一步節(jié)能工作，為油田降本增效生產(chǎn)提供有利保障。

一、輸油泵節(jié)能技術(shù)

目前，在用的輸油泵由于排量偏大，揚(yáng)程偏高或經(jīng)常在低負(fù)荷下運(yùn)行，因而不得不采用閥門進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)，浪費(fèi)大量電力。理論上泵的耗電量與其轉(zhuǎn)速的立方成正比。如果把節(jié)流調(diào)節(jié)改為變速調(diào)節(jié)，其耗電量便可按其與轉(zhuǎn)速成立方的比例降低，節(jié)電的效果將非常顯著。油管道上常采用的輸油泵的調(diào)速方式有兩大類：第一類是原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不變，而在它與泵之間加裝可變速的偶合器。常用的有液力偶合器和滑差離合器。第二類是由拖動(dòng)泵的原動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)變速來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（1）液力偶合器

液力偶合器是利用工作油來(lái)傳遞動(dòng)力的裝置。是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便、投資省、見(jiàn)效快、經(jīng)濟(jì)效益高的調(diào)速設(shè)備?？蓱?yīng)用在輸量不飽滿的輸油管道上，以解決由于輸量不滿而造成的管泵不匹配使得管線運(yùn)行很不經(jīng)濟(jì)的問(wèn)題。液力偶合器是一種調(diào)速型偶合器，當(dāng)原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)不變時(shí)，通過(guò)改變偶合器工作腔中的油量的多少以實(shí)現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)數(shù)無(wú)級(jí)變速的目的。由于離心泵的固有特性，當(dāng)改變轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，栗的性能也有規(guī)律的發(fā)生變化，使泵的輸出壓力與輸油管路需要壓力相匹配，從而達(dá)到消除節(jié)流損失，起到降低電力消耗的作用。與閥門節(jié)流相比，節(jié)能效果顯著。

（2）滑差離合器

滑差離合器就是在在管泵不匹配的情況下，應(yīng)用滑差調(diào)速離合器的傳動(dòng)能力曲線調(diào)節(jié)輸油泵運(yùn)行特性，回收泵出口閥門開(kāi)度的節(jié)流損失，可獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。滑差調(diào)速裝置主要由主、從動(dòng)摩擦片組、工作壓力系統(tǒng)、速度控制系統(tǒng)、輸入及輸出軸組成運(yùn)用油膜滑差、液體粘性傳動(dòng)原理、通過(guò)控制活塞工作壓力來(lái)改變摩擦片組的結(jié)合程度產(chǎn)生滑差。或者說(shuō)，傳動(dòng)的扭矩表現(xiàn)為主、從動(dòng)摩擦力的作用下實(shí)現(xiàn)輸出軸的無(wú)級(jí)調(diào)速。

二、加熱爐節(jié)能技術(shù)

目前，對(duì)加熱爐的節(jié)能技術(shù)主要有以下幾種類型：采取措施，回收煙氣余熱，降低排煙熱損失;采用高效新型保溫隔熱材料，加強(qiáng)爐體保溫，減少加熱爐散熱損失;采用燃料油乳化、磁化技術(shù)，強(qiáng)化燃料的燃燒過(guò)程，提高燃燒效率;采取相應(yīng)措施，對(duì)舊爐進(jìn)行技術(shù)改造或更新;采用原油換燒渣油技術(shù)，節(jié)省燃料投資，降低運(yùn)行成本;采用高效火嘴，改善燃燒，減少燃燒熱損失;采用自動(dòng)控制技術(shù)，確保加熱爐長(zhǎng)期維持高效運(yùn)行。

（1）降低排煙溫度及其措施

從熱效率測(cè)試計(jì)算公式中可以看出，影響加熱爐熱效率高低的是四項(xiàng)熱損失，即排煙熱損失、爐墻表面散熱損失、氣體不完全燃燒熱損失和固體不完全燃燒熱損失.其中后兩項(xiàng)所占比例很小，因而影響加熱爐熱效率的關(guān)鍵因素是排煙熱損失和爐墻散熱損失，加熱爐各種節(jié)能技術(shù)幾乎都是為了達(dá)到減少此兩項(xiàng)熱損失的目的而進(jìn)行的。

（2）減少散熱損失及其措施

加熱爐運(yùn)行時(shí)，各部分爐墻、鋼架、管道和其它附件等的表面溫度均較周圍溫度高，是造成爐子散熱損失的原因，其中加熱爐爐墻散失熱量所占的比例較大。散失熱量的多少，取決于加熱爐散熱面積的大小、爐管和爐墻的結(jié)構(gòu)、熱絕緣的性能和厚度以及周圍空氣溫度等因素。爐子低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，散熱損失則要增大。

（3）采用微正壓燃燒方式

燃料的燃燒可以在負(fù)壓條件下燃燒，也可以在微正壓條件下燃燒。負(fù)壓燃燒時(shí)，外界空氣就會(huì)漏入爐內(nèi)，影響燃燒，同時(shí)又增加了過(guò)量空氣系數(shù)和排煙熱損失。當(dāng)采用微正壓燃燒時(shí)，能強(qiáng)化燃燒，提高爐膛熱強(qiáng)度，縮小爐子體積，同時(shí)也消除了漏風(fēng)，降低排煙熱損失。在這種燃燒方式下，還具有不用引風(fēng)機(jī)等設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。但是，需要保證其構(gòu)造的氣密性。

（4）選用適當(dāng)?shù)倪^(guò)量空氣系數(shù)

過(guò)量空氣系數(shù)亦稱過(guò)?？諝庀禂?shù)，空氣過(guò)剩系數(shù)的值可借氣體分析儀進(jìn)行測(cè)算。在各種爐子或燃燒室中，為使燃料盡可能燃燒完全.實(shí)際供給的空氣量總要大于理論空氣量，即過(guò)量空氣系數(shù)必須大于1。大量燃燒理論與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，過(guò)量空氣系數(shù)a過(guò)大或過(guò)小（表明送風(fēng)量過(guò)多或過(guò)少）都對(duì)燃燒不利，都會(huì)使不完全燃燒損失和排煙熱損失増大。在采用合適的燃燒控制裝置和保證燃燒穩(wěn)定的條件下，應(yīng)使過(guò)量空氣系數(shù)具有最低值，以期得到最佳的熱效率。

（5）減少不完全燃燒損失

為達(dá)到完全燃燒的效果，除向爐膛送入燃燒用的空氣適量外，燃燒重油時(shí)，還必須掌握好使重油霧化的粘度，即必須注意重油的溫度，燃燒器的選擇是燃料油霧化的關(guān)鍵。煙氣中含有過(guò)多的未燃燒成分，不僅是燃燒效率低，且是造成大氣污染的根源。

三、輸油工藝的選定

目前我國(guó)采用“先泵后爐”的加熱輸油工藝較多，根據(jù)對(duì)加熱爐技術(shù)的改良與研究，提出“先爐后泵” 加熱輸油工藝，將節(jié)省大量的能源和投資，并能為實(shí)現(xiàn)密閉輸油奠定基礎(chǔ)。另一方面可以采用從“泵到泵”的密閉輸油工藝。針對(duì)閉式流程與開(kāi)式流程的對(duì)比，我們得到閉式流程的以下優(yōu)點(diǎn)。節(jié)省了開(kāi)式流程輸油中油罐輕質(zhì)油的大小呼吸損耗;密閉輸油使全線形成了一個(gè)統(tǒng)一的水力系統(tǒng)，消除了進(jìn)站余壓損失，并為減少和消除輸油節(jié)流損耗創(chuàng)造了條件，其節(jié)電效果明顯;采用高效泵;為不同油品的輸送創(chuàng)造必要的條件;提高了自動(dòng)化水平，有利于優(yōu)化運(yùn)行;節(jié)省了中間站油罐存油的資金占用。

總結(jié)

本文最后介紹的先爐后泵的輸油工藝模式及泵到泵的密閉輸油工藝對(duì)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行具有一定的指導(dǎo)意義。目前該類技術(shù)在管道輸送方面在稠油輸送上依舊存在一定的局限性，相信在接下來(lái)的發(fā)展中，我們能夠提出更優(yōu)的運(yùn)行模式，從而將節(jié)能輸送技術(shù)推廣至更高層面。

參考文獻(xiàn)：

[1]茹慧靈.輸油管道節(jié)能技術(shù)概論[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000，71-97.