外输油泵节电思路

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1外输油泵

集输系统是油田耗能的主要环节，联合站外输油泵在集输系统中的耗能占有重要的地位。联合站外输油泵的作用是对站内处理后的原油提供能量以保证原油通过输油管网输送到下一个集油站。实际生产中，由于原油集输系统的不稳定性，外输油流量、粘度、温度、压力经常发生变化，这种变化对联合站外输油泵的经济运行会带来不同程度的影响。本文通过对联合站外输油泵的现场测试及数据分析，就保证联合站外输油泵的经济运行进行研究。由于联合站外输油泵大多数属于离心泵，本文的研究对象主要以离心泵为主。

2影响联合站外输油泵经济运行的主要因素

2.1外输油泵的运行负载率

由于受生产工艺要求的变化，外输油泵运行负载率经常发生改变，外输油泵运行负载率的波动，对外输油泵经济运行会产生较大的影响。当外输油泵运行负载率在高值（0.6以上）或接近1附近时，其运行效率较高，经济性好；然而由于受生产工艺和季节性的变化，负载率常处于低值运行，负载率处于低值运行的外输油泵其效率低，经济性差，是外输油泵负载率与效率的变化关系曲线。由可见，当外输油泵负载率等于1时，其效率处于最高值，外输油泵运行最经济，当外输油泵运行负载率小于1时，其效率随负载率的降低而下降；当外输油泵运行负载率大于1时，其效率随负载率的升高而下降。

2.2机泵的匹配

外输油泵与电动机之间的选用型号、容量与实际负荷相匹配亦是影响外输油泵经济运行的主要因素。机泵与所配电动机的匹配，要避免“大马拉小车”，一般设计裕量应控制在10%以内。在外输油泵系统设计时，往往存在向上靠档，层层加码，宁大勿小的现象，可以说，从工艺上提出流量时加系数，选机泵时再加系数，电动机选择还加系数，以致部分外输油泵系统的机泵实际运行效率极低。

2.3外输原油的温度

外输原油的温度控制会影响外输油泵的经济运行。因为原油粘度随原油温度的变化而变化，温度升高粘度下降，温度降低粘度升高。当原油粘度发生变化时，泵的负载发生变化，此时，电机的效率及功率因数发生变化。对于选定的电机，原油粘度较低时，电机处于轻载下运行，其效率降低。当原油粘度比设计值过高时，电机负载超过最佳值，电机效率同样要降低。粘度的变化会使外输油泵偏离设计值而脱离高效运行区，从而降低外输油泵的效率。

2.4外输油泵的运行控制

由外输油泵的特性曲线图（）可见，对于给定的外输油泵，都存在某一高效运行区域，在对单台外输油泵的运行控制时，应保证其在高效区运行，避免运行负荷波动剧烈，进出口阀门应调节到合理开度，尽量减小外输油泵的节流损失。在对多台并联外输油泵运行控制时，应根据每台泵的特性，采取不同特性的泵选用不同的运行状态方式，使整个外输油泵机组在高效区运行。

2.5外输油泵的维护及密封控制

由于部分外输油泵使用时间长，连续运转造成泵构造上的变化，引起泵机械损失和容积损失增大；由于泵内部腐蚀、汽蚀严重，使得泵内水利摩阻损失增大，导致泵运行不平稳和效率降低；有的泵因检修保养质量差，造成泵排量、扬程达不到额定值，影响了泵效。有些泵存在密封技术落后，密封失效，盘根泄漏损失增大，使得泵出口动能和压能损失严重，影响了外输油泵的经济运行。

3加强节能技术改造和运行控制

（1）更换低效泵，改造外输油泵内部结构，采用变频调速技术，实现外输油泵的经济运行。对于许多油田采油厂集输系统，从外输油泵运行经济性考虑，通常要求泵能在最高效率的93%以上范围内（高效工作区）工作。用户可根据对流量和扬程的要求，更换原来的低效泵，选用符合生产实际需要的高效泵，从表1的现场测试数据可见，当外输油泵（离心泵）的负载率较低时，其效率很低，这时可考虑采用高效的螺杆式或往复式容积泵替代离心式外输油泵。另外，对于脱离外输油泵经济运行区运行的泵，可以根据该泵的性能曲线对叶轮进行切割或拆级，从而保证生产中外输油泵效率和运转的经济性。在实际生产中，由于生产工艺变化，生产季节变化等，外输油泵负荷经常发生变化，有时变化范围还很大，有些发电厂由于调峰需要，昼夜负荷变化也较大，而且外输油泵负荷在使用一年后，输出流量将比额定流量有所下降。对流量变化较大的外输油泵采用变频调速技术可以实现泵的经济运行，而且负荷变化范围越大，经济性越好。（2）合理控制外输油泵运行参数，实现其优化运行从前面的分析中知道，外输原油的温度是影响外输油泵经济运行的因素之一，因此，合理控制外输原油的温度是保证外输油泵高效运行的有效途径，在确保原油外输安全运行的情况下，外输温度的控制应兼顾热耗和电耗综合经济性来考虑，在满足热电综合经济性的情况下，尽量提高外输原油温度，以降低原油粘度减小外输管网阻力，实现外输油泵系统经济运行。从外输油泵特性曲线图（）可见，泵消耗的功率与流量、扬程成正比，与泵效成反比。实际上，这些参数受现场各种因素的制约和影响，外输油泵的运行工况千差万别，要实现对这些参数的合理控制保证外输油泵的优化运行，应该做下面几项工作：（1）根据实际运行参数绘制压力—耗电量、泵输油量—耗电量、压力—输油量关系曲线；（2）确定外输油泵最佳工作区间；（3）确定外输油泵优化运行方案。除此，合理运行外输油泵使输量和外输油泵额定输量尽可能一致，减少节流损失，最大限度地提高外输油泵机组的运行效率。

4联合站外输油泵的节电措施

（1）提高电机效率是联合站外输油泵的节电措施之一。电机运行效率是电机运行时输出功率与输入功率的比值，要提高其效率，应在设计选型上，尽量选用高效电机；注意功率与负荷合理匹配，避免大马拉小车现象。

（2）对旧泵进行改造，用高效泵替换低效泵能够实现联合站外输油泵的节电降耗。胜利采油厂坨二联合站2＃外输油泵通过拆级，重新调整间隙，打磨流道、泵壳等改造措施，泵效提高了7个百分点，节电8.2kW。外输油泵替换为螺杆泵后，泵效由原来的34%提高到66.5%，节电9.86kW。

（3）对大马拉小车、负荷波动大的外输油泵使用变频调速技术是外输油泵的关键节电措施。变频调速技术杜绝了阀门控制的节流调节的弊端，有效降低了能量损失，将压力监控改为液位监控，提高了外输油泵系统运行控制的安全稳定性。河口采油厂渤三站2＃外输油泵一台变频器（75kW），经过长时间的变频运行验证，管输系统运行状况良好，单泵节电达30%以上。

（4）合理控制外输油泵运行参数，使其在高效区运行是外输油泵的重要节电措施。从生产管理入手，在保证平稳外输的前提下，通过合理控制出口阀门开度，尽量使泵在高效点附近运行，降低泵管压差，从而实现外输油泵的节电降耗。

5结论

影响外输油泵经济运行的因素主要是泵的负载率、机泵的匹配、外输原油的温度、外输油泵的运行控制和维护及密封控制。通过技术改造、变频技术的应用和运行参数的合理控制能够确保外输油泵的经济运行，通过提高电机效率、旧泵更新改造、使用变频技术及优化运行的节电措施，能实现外输油泵的节电降耗。