变频装置在输油管道中的应用及效果分析

葛新 李欣元（.管道储运分公司京唐处；.管道储运分公司潍坊处）

变频装置在输油管道中的应用及效果分析

葛新1李欣元2（1.管道储运分公司京唐处；2.管道储运分公司潍坊处）

油、电消耗是管道运输的最大成本，为此管道企业采取多种措施降低输油设备的油、电消耗。管道储运分公司在东临老线惠民站安装了变频装置，改造后的惠民站在相同工况下与改造前的惠民站相比，在全线8台泵运行的情况下，每天节电约3.2×104kWh，节电率达55%，实现了节能降耗、降低成本的目标，也为其他管线加装变频装置提供了借鉴。

变频装置 输油管道 节能 分析

能耗成本占管道输油总成本的30%以上，而电耗成本约占能耗总成本的70%，有效降低电耗是管道输油企业节约成本，实现节能降耗的根本途径之一，为此管道储运分公司多年来通过实行节能改造和不断优化运行等方法来降低能耗，如在管线中安装变频装置就是有效降低电能消耗的一种较好方法。下面以东临老线惠民站为例作一说明。

1 变频装置工程概述

东临老线全长171 km，全线设有东营首站、滨州站、惠民站、商河站，最后到达临邑末站。惠民站是东临老线中启泵时间最长，耗电量最大的泵站。变频装置就是把电压和频率固定不变的交流电变换为电压和频率可变的交流电的装置，频率是电动机供电电源的电信号，可以在电动机的外部调节后供给电动机，电动机的旋转速度同频率成正比，这样调节电动机的频率就能控制其旋转速度，通过改变输油泵的转速达到调节流量的目的。惠民站变频装置工程于2008年8月13日开工，电气、设备安装部分11月2日开工，整个工程12月20日竣工，投资503×104元。主要工程内容包括：变频室土建部分；变频设备安装部分；变频外电供电部分；自动化控制调试部分。

2 变频装置应用效果分析

2010年，改造后的惠民站与改造前相同工况的惠民站对比，在全线8台泵运行的工况下，每天节电约3.2×104kWh，节电达55%。2010年一季度输油量与2005年同期基本持平（增加1.9×104t），而开泵台时减少了48泵台时，耗电量减少了358.7×104kWh。耗电减少的原因除打孔盗油减少，使优化运行安排更加合理外，主要是减少了因节流而造成的电力浪费。二季度输油量与2007年同期基本持平（增加0.6×104t），泵台时增加了1217泵台时，耗电量减少了322.1×104kWh。因此，从2010年上半年的数据看，在同样工况下，东临老线惠民站投运变频装置后，半年节电在680×104kWh左右，按当前电价计算，经济效益在490×104元左右，投资成本半年基本收回。这是以2005年和2007年为对比所计算的结果，如果以上半年累计电单耗来对比，则取输量相当的2007年做参照，2007年累计电单耗为487.66 kWh/104t·103m，2010年累计电单耗为388.27 kWh/104t·103m，周转量为78760104t·103m，按公式计算节电为：（487.66-388.27） ×78760÷10000＝782.8（×104kWh），即节电为782.8×104kWh。

东临老线输油量从2003年10月开始大幅增加后，2005年以来年输量都稳定在829×104t以上，为方便对比，数据均采集2005年至2010年上半年的数据（图1）。

从图1可以看出，2010年上半年输量基本维持高位运行（累计输量比前几年都高），一季度输量与2005年相当，二季度输量与2007年相当。

耗电对比可以此为参照，见图2、图3。

从图2可以看出，电单耗比较居中，图3就更加明显，说明大排量下降低单耗是可行的，惠民站安装变频装置后节电效果明显。此外，安装变频装置后还可避免原来通过阀门调节流量时，电动机产生大量热能，加速电动机老化的过程，从而延长输油泵和电动机的使用寿命。

3 存在的问题与解决方案

东临老线是潍坊处节电的第二主力管线，2010年耗电量约占全处的30%。从运行上看，一季度一直处于满负荷，设备待处理问题较多，对调度合理安排运行提出了较高的要求。主要问题如下：

1）商河站节流过大问题，从历史资料看，年平均节流在1.56～1.77 MPa之间，最高达到过3.69 MPa，节流损失约为820×104kWh。

2）电动机负载率过低，从近几年的节能检测报告可知，东营站3台泵均存在大马拉小车的现象，以2＃、3＃泵机组更为明显。

3）输油泵经常出现故障。惠民站和商河站输油泵是我国第一批仿造泵，质量存在诸多问题，设计存在缺陷，运行1500 h左右轴瓦、密封、止推轴承就会损坏，运行4000 h口环、轴套、叶轮等转子部件就会损坏，需要解体检修。虽经各种改造，始终不能解决根本问题。自2005年8月起，6台泵共解体检修17次，其技术状况已严重影响到东临老线优化方案的实施和输油计划的按期完成。

4）惠民站和商河站35 kV设备老化。两站变电所均于1978年投运，2003年对主变进行了改造，但配套设施均存在问题，35 kV母线无进线断路器等。

为尽快解决上述问题，要采取以下措施：

1）在商河站投入变频装置或进行泵改造，尽量减少节流损失。

2）更换东营站2＃、3＃泵机组，合理选择泵和电动机的型号，使之能够匹配运行。

3）为保证管线正常生产，惠民站和商河站更新4套国产泵机组，配套国产止回阀和防爆电动远控闸阀。

4）尽快改造惠民站和商河站35 kV设备，以配套目前的自动化操作系统。

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.09.015

葛新，2009年毕业于长江大学，助理工程师，从事油气管道建设工作，E-mail：124181265@qq.com，地址：天津市滨海新区塘沽区金江路316号京唐输油处，300451。

2011-09-19）