储运厂长输管道输油泵机组运行效率分析

聂兰勇，李延卿，王 劲

（中国石油抚顺石化公司储运厂， 辽宁 抚顺 113001）

储运厂长输管道输油泵机组运行效率分析

聂兰勇，李延卿，王 劲

（中国石油抚顺石化公司储运厂， 辽宁 抚顺 113001）

在长输管道系统中，输油泵机组是最主要的耗能设备，所以在实际生产中合理优化生产，提高泵机组的运行效率，对节能降耗具有十分重要的经济意义。主要针对储运厂长输管道低负荷运行和满负荷运行两种不同的工况，通过对输油泵机组的运行效率进行分析，调整运行工艺参数，尽量使泵机组保持在高效工作区内运行。

长输管道；泵机组；高效工作区

输油管道是石油生产过程中的重要设备，是石油工业的动脉，在油品储运过程中也是比较经济高效的输送方式。当今世界输油管道正朝着高压力、大口径、长距离的趋势发展，随着输油管道的大型化，能耗问题也日益凸显。在管道系统中，输油泵机组时最主要的耗能设备，因此提高输油泵机组的效率是提高管道企业经济效益的主要途径。而目前我国输油管道的输油泵机组效率普遍较低，如果将输油泵机组效率由70%左右提高至85%左右，输油电耗将减少20%以上，对于节能降耗具有十分重要的经济意义。

1 储运厂长输管道现状

储运厂长输管道投产于1995年10月，起自抚顺首站终至营口鲅鱼圈末站，总长 246 km，直径DN350，设计年输送能力为240万t，输送油品主要为车用汽油和轻柴油，采用从泵到泵的密闭顺序输送工艺，在国内外油品储运行业中居于领先地位。储运厂长输管道作为抚顺石化公司成品油外运的一种主要输油方式，为地区经济的繁荣和发展发挥了应有的作用。近年来，经过多次工艺技术扩能改造，现长输管道年输送能力增至420万t。

储运厂首站、中间站输油泵机组采取串联的方式，将车用汽油和轻柴油通过管道密闭顺序输送到末站，并且管道沿途在首山、鞍山和营口大石桥等地设有分输支线。

首站主要运行P-08、P-09、P-01和P-04泵，其中P-08、P-09泵为喂油泵，互为备用；P-01、P-04泵为主输泵，P-01泵为工频泵，P-04泵为变频泵。首站工艺流程如图1所示。

图1 首站工艺流程图Fig.1 Process flow chart of first station

中间站主要运行B-01、B-02泵，两泵均为变频泵，且互为备用。

储运厂泵机组的主要参数见表1。

表1 储运厂泵机组的主要参数Table 1 Main parameters of pumps in storage and transportation plant

离心泵额定工况下工作时，效率最高。一般选取最高效率以下5%～8%的范围所对应的工况为离心泵的高效工作区，实际生产中应尽量使其在高效工作区内运行。储运厂各泵机组的高效工作区所对应的流量范围如下：

（1） 首站主输泵工频状况下高效工作区对应的流量范围大约为：250～600 m3/h，其特性曲线如图2所示。

图2 首站主输泵的特性曲线Fig.2 Characteristic curve of main pump of first station

（2） 首站喂油泵高效工作区对应的流量范围大约为：250～450 m3/h，其特性曲线如图3所示。

图3 首站喂油泵的特性曲线Fig.3 Characteristic curve of front pump of first station

（3） 中间站加压泵工频状况下高效工作区对应的流量范围大约为：400～750 m3/h，其特性曲线如图4所示。

图4 中间站加压泵的特性曲线Fig.4 Characteristic curve of pressure pump of intermediate station

2 输油泵机组运行效率分析

此次主要针对长输管道低负荷和满负荷两种不同的运行工况，结合日常的运行数据，对输油泵机组的运行效率进行分析。由于储运厂长输管道在顺序输送时其特性曲线（hf-Q）是时刻变化的，所以在以下泵机组效率分析中，选定长输管道的特性曲线不变，即管道内输送介质为单一的油品（以0#车用柴油为例），且管道沿途没有油品分输作业。

2.1 长输管道低负荷运行

方案1：首站运行P-08（或者P-09）喂油泵。方案2：首站运行P-09、P-04泵。

方案3：首站运行P-09、P-01、P-04泵。

方案4：首站运行P-09、P-04泵，中间站运行B-01（或者B-02）泵。

长输管道低负荷运行时的工艺参数见表2。

表2 长输管道低负荷运行时的工艺参数Table 2 Process parameters for low load operation

（1） 方案1，首站运行P-08（或者P-09）喂油泵。由表2得知，长输管道的体积流量仅仅为135 m3/h。由图3首站喂油泵的特性曲线得出，此时泵的实际工作点偏离其高效工作区太远，运行效率低于60%，因此方案1运行不经济。

（2） 方案2，首站运行P-09、P-04泵。主输泵 P-04泵是变频泵，根据实际生产任务，可以进行频率调节。由表2得知，当主输泵P-04运行频率为55%时，体积流量为210 m3/h；当运行频率增大至71%时，体积流量为240 m3/h；当运行频率增大至92%时，体积流量为301 m3/h。由图2首站主输泵的特性曲线得出，主输泵P-04的实际工作点在其高效工作区内，运行效率超过 76.3%。对于喂油泵P-09，由于其高效工作区对应的流量范围大约为：250～450 m3/h，所以应调整主输泵P-04的频率超过70%，保证喂油泵P-09的实际工作点在其高效工作区内。因此在方案2中，为了保证输油泵机组的运行效率，主输泵P-04的运行频率应该在70%～100%之间调节。

（3） 方案 3，首站运行 P-09、P-01、P-04泵。储运厂现行工艺控制指标要求，首站出站压力不超过5.70 MPa。由表2得知，长输管道SCADA运行控制系统自动调节主输泵P-04的运行频率为69%，体积流量为370 m3/h。由图2首站主输泵的特性曲线得出，主输泵 P-01的实际工作点在其高效工作区内，运行效率大约为 79%。主输泵 P-04的实际工作点也在其高效工作区内，运行效率大约为78%。对于喂油泵P-09，由图3首站喂油泵的特性曲线得出，其实际工作点非常接近额定工作点，运行效率大约为80%，运行效率非常高。因此方案3运行经济，但是受限于储运厂现行首站出站压力不超过5.70 MPa的工艺控制指标，主输泵P-04只能够在70%以下的频率运行。

（4） 方案4，首站运行P-09、P-04泵，中间站运行B-01（或者B-02）泵。由表2得知，对比方案3，由于主输泵P-04和加压泵B-01均为变频泵，所以长输管道泵机组变频调节更加灵活，并且能够很好地控制首站出站压力。例如：当主输泵P-04的运行频率为95%，加压泵B-01的运行频率为75%时，首站出站压力为4.00 MPa，体积流量为357 m3/h。此时由各泵机组的特性曲线得出，喂油泵P-09的运行效率大约为80%，主输泵P-04的运行效率大约为79%，加压泵B-01的运行效率大约为80%，所有实际工作点均在各自高效工作区内，因此方案4运行经济。

2.2 长输管道满负荷运行

方案5：首站运行P-09、P-01、P-04泵，中间站运行B-01（或者B-02）泵。

长输管道满负荷运行时的工艺参数见表3。

表3 长输管道满负荷运行时的工艺参数Table 3 Process parameters of full load operation

方案 5，长输管道满负荷运行。此时由各泵机组的特性曲线得出，喂油泵 P-09的运行效率大约为75%，主输泵P-01的运行效率大约为80%，主输泵P-04的运行效率大约为78%，加压泵B-01的运行效率大约为81%，所有实际工作点均在各自高效工作区内，因此方案5运行经济。

3 结 论

（1） 单独运行喂油泵效率较低，平时应尽量不运行此方案，除了在非常生产条件下，如冬季末站油品堵库，长输管道内为0#车用柴油时，才运行此方案，防止因0#车用柴油析蜡而凝管。

（2） 长输管道低负荷运行时，应该尽量运行变频泵，以便根据实际生产计划，灵活调整体积流量和出站压力，同时能确保泵机组运行高效。

（3） 长输管道满负荷运行时，输油泵机组运行高效，应该根据实际生产计划和首末站库存，尽量使长输管道满负荷运行。

［1］ 钱锡俊，陈弘．泵与压缩机[M].东营：石油大学出版社，1989．［2］ 杨筱蘅．输油管道设计与管理[M].东营：中国石油大学出版社，2006．

［3］ 杨筱蘅．油气管道安全工程[M].北京：中国石化出版社，2005．［4］ 尚义．东辛输油管道增输方案与优化运行技术研究[D].青岛：中国石油大学，2007．

［5］ 刘绍叶，朱达，杜道基．泵与原动机选用手册[M].北京：中国石化出版社，1992．

Analysis on Efficiency of Pumps in Long-distance Pipeline of the Storage and Transportation Plant

NIE Lan-yong, LI Yan-qing, WANG Jin
（Fushun Petrochemical Company Storage and Transportation Plant, Liaoning Fushun 113001, China）

In long-distance transmission pipeline system, pump set is the main energy consuming equipment, so it is very important to optimize the production reasonably and improve the operation efficiency of pumps for saving energy and reducing consumption. In this paper, under two different conditions of low load operation and full load operation, the operation efficiency of pump set was analyzed, and then operation parameters were adjusted to keep pump set working in the high efficiency area.

Long-distance pipeline; Pump set; High efficiency area

TE 832

A

1671-0460（2015）08-1921-03

2015-06-15

聂兰勇（1984-），男，山东日照人，助理工程师，硕士学位，2014年毕业于俄罗斯国立石油天然气大学石油和天然气工程专业，研究方向：从事石油储运、生产技术管理工作。E-mail：nienanyong@petrochina.com.cn。