變頻泵在日儀原油管道增輸中的節(jié)能分析

摘要：文中對(duì)變頻泵的工作原理以及節(jié)能降耗進(jìn)行了簡單介紹，對(duì)比了日儀線增輸前后的輸油能耗，通過記錄日儀線輸量相近時(shí)工頻泵和變頻泵的輸油能耗，說明了變頻泵在輸油生產(chǎn)節(jié)能降耗中的重要性。

關(guān)鍵詞：變頻泵;增輸;能耗

日照-儀征原油管道2011年10月10日建成投產(chǎn)，從山東省日照市嵐山港區(qū)至江蘇省儀征市的儀征中轉(zhuǎn)油庫，線路總長度為390 km，全線共有五座輸油站分別為日照輸油站、東海輸油站、觀音輸油站、淮安輸油站和儀征末站。管線設(shè)計(jì)壓力為8.5 MPa。日照-儀征原油管道增輸是在現(xiàn)有日照、東海、淮安、觀音和儀征五座輸油站場預(yù)留位置增設(shè)必要的輸油設(shè)備、配套工藝管道和設(shè)施，以及供配電、自控、通信、土建、消防等配套系統(tǒng)的擴(kuò)容改造。

1變頻泵在輸油中的應(yīng)用

輸油泵站是在輸油系統(tǒng)中一個(gè)很重要的部分，輸油泵站的運(yùn)行成本是很大的，它的能耗在整個(gè)輸油成本中占據(jù)很大的比重，通過新的水力模型或制造技術(shù)將輸油泵效率提高 1 %是非常困難的事，但是輸油泵在運(yùn)行時(shí)其效率下降 10 %以上是可以實(shí)現(xiàn)的，提高輸油泵的運(yùn)行效率就顯得尤為重要。工況處于經(jīng)常變化的輸油系統(tǒng)是極為普遍的，在這些系統(tǒng)中，如果采用節(jié)流調(diào)節(jié)法勢(shì)必使能量大量浪費(fèi)。如果能很好地使用變頻調(diào)速系統(tǒng)，使輸油泵最大限度地在其高效率段運(yùn)行，盡可能避免揚(yáng)程的浪費(fèi)，這樣既可以節(jié)約大量能源，又可以避免由于管網(wǎng)中輸油壓力的升高對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)面影響。

輸油泵的選型都是根據(jù)最高設(shè)計(jì)流量和所需揚(yáng)程選定的，而在實(shí)際運(yùn)行中，系統(tǒng)的耗油量是不斷變化的，絕大部分時(shí)間里，其耗油量都小于最高設(shè)計(jì)流量，這勢(shì)必會(huì)使輸油泵在效率低下及揚(yáng)程過剩的情況下運(yùn)行，造成浪費(fèi)。變頻泵與定速泵相比較，之所以可以節(jié)能，是因?yàn)樗男阅芸梢噪S轉(zhuǎn)速的改變而改變，其關(guān)系可以根據(jù)如下函數(shù)計(jì)算：

式中：n1 和n2 分別為輸油泵調(diào)速前后的轉(zhuǎn)速（r /min）;H1和H2 分別為輸油泵調(diào)速前后的輸油泵揚(yáng)程（m）;N1和N2 分別為輸油泵調(diào)速前后的輸出軸功率（kW）;Q1和Q2分別為輸油泵調(diào)速前后的輸油量。

2日儀線增輸運(yùn)行參數(shù)分析

日儀線增輸主要是通過增加輸油泵來實(shí)現(xiàn)，輸油泵的具體參數(shù)如表1所示：

跟蹤日儀線增輸后的運(yùn)行情況，對(duì)比增輸前的一些運(yùn)行參數(shù)，對(duì)不同運(yùn)行輸量下的能耗進(jìn)行了簡要的分析。

2.1日照站輸油泵變頻運(yùn)行能耗對(duì)比

當(dāng)運(yùn)行輸量為3 210 m3/h，2 400 萬噸每年時(shí)，日照站輸油泵工頻（50Hz）和變頻運(yùn)行（35Hz）。全年節(jié)電量為1252*24*350=10 516 800Kwh，按日照站電費(fèi)1.008 元/Kwh計(jì)算，全年節(jié)電費(fèi)用為1 060.09 萬元。

當(dāng)運(yùn)行輸量為3 350m3/h，2 650萬噸每年時(shí)，日照站輸油泵工頻（50Hz）和變頻運(yùn)行（40Hz）。全年節(jié)電量為901*24*350=7 568 400Kwh，按日照站電費(fèi)1.008 元/Kwh計(jì)算，全年節(jié)電費(fèi)用為762.89 萬元。

2.2日儀線淮安站輸油泵變頻運(yùn)行能耗對(duì)比數(shù)據(jù)

當(dāng)運(yùn)行輸量為3 840 m3/h，2 800 萬噸每年時(shí)，淮安站輸油泵工頻（50Hz）和變頻運(yùn)行（35Hz）。全年節(jié)電量為1 295*24*350=10 878 000Kwh，按淮安站電費(fèi)0.645 元/Kwh計(jì)算，全年節(jié)電費(fèi)用為701.63萬元。

當(dāng)運(yùn)行輸量為4 027 m3/h，3 000 萬噸每年時(shí)，淮安站輸油泵工頻（50Hz）和變頻運(yùn)行（45Hz）。全年節(jié)電量為452*24*350=3 796 800 Kwh，按淮安站電費(fèi)0.645 元/Kwh計(jì)算，全年節(jié)電費(fèi)用為244.89 萬元。

3變頻泵運(yùn)行前后的能耗分析

通過對(duì)比日儀線增輸前后相同輸量時(shí)輸油能耗，匯總?cè)缦卤?所示：

通過上表對(duì)比增輸前后能耗：在月輸油量相近的情況下，增輸后的5月和6月輸油量與2016年3月和12月輸油量相近，月能耗卻增加了，這與當(dāng)月所輸送油品性質(zhì)有關(guān)。

增輸前后相同的運(yùn)行方式，由于輸送油品物性（粘度、密度）的變化，運(yùn)行流量變化較大，直接影響月輸量和綜合單耗。油品物性好，會(huì)增加月輸量，降低綜合單耗。增輸前，全線5臺(tái)大泵運(yùn)行，輸送埃斯坡：沙輕=2：1，流量3 541 m3/h，輸送沙中：埃克法斯克=1：2 流量3 674 m3/h，流量變化量133 m3/h。增輸后，全線6臺(tái)泵運(yùn)行（一臺(tái)45 Hz變頻）輸送沙輕：芒都=1：2流量3 767 m3/h，輸送阿曼：福蒂斯=1：2，流量4 027 m3/h，流量變化量260 m3/h，按變化量100～300 m3/h計(jì)算，影響月輸量7～21 萬噸。

4 結(jié)語

在輸油生產(chǎn)中，節(jié)能降耗一直是一個(gè)很重要的指標(biāo)，它直接關(guān)系著輸油的成本，對(duì)運(yùn)行方式的研究以及不同輸油量時(shí)如何實(shí)現(xiàn)變頻泵與工頻泵組合的優(yōu)化需要我們?cè)谌粘］斢蜕a(chǎn)中不斷地記錄和總結(jié)，只有把各種運(yùn)行輸量時(shí)總能耗對(duì)比清楚，才能使輸油在最佳工況下運(yùn)行。

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作者簡介：

田遠(yuǎn)，男，大學(xué)本科，工程師，中國石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司運(yùn)銷處，221008