凝析油外输泵变频运行优化改造

朱晓威（中原油田天然气处理厂，河南 濮阳 457162）

凝析油外输泵变频运行优化改造

朱晓威（中原油田天然气处理厂，河南 濮阳 457162）

雅克拉集气处理站两台凝析油外输泵由分别由两个变频器控制，可以实现手动更改频率到达低频运行效果，不能完全自动变频控制。因此，在生产外输发生较大变化时，不能及时变频满足需求，影响了装置安全平稳运行，必须对外输泵变频运行进行优化改造。

凝析油；泵；变频器；优化；改造

1 凝析油外输现状

雅克拉集气处理站（以下简称雅站）有两个凝析油储罐，存储能力为4000 m3。雅站凝析油产量为380吨/天，每天生产的凝析油由2台外输泵增压后输送至雅克拉末站。同时，塔河油田采油三厂来油进入雅站后，经凝析油换热器加热后与雅站外输凝析油一起外输到雅克拉末站。由于两个单位共用一条外输管线，其中一个单位外输量的增加或减少决定了另一个单位凝析油外输量的大小。雅站现用两台凝析油外输泵各有一台变频控制柜，由于未与工艺参数（如液位、流量）连锁，故不能实现自动变频控制。但能够实现现场（配电室）手动变频控制（10-50HZ）。目前凝析油外输泵变频器频率设定为33Hz，通过调节泵出口阀门将泵出口压力控制在1.1Mpa~1.3Mpa，足够满足外输需求。雅站用1#凝析油浮顶罐边生产边外输的模式，通过调整外输瞬时量（控制在15.83吨/h）,使外输量与生产量基本保持一致，保证产输平衡，实现连续不间断外输。

2 外输泵运行中遇到的问题

A．雅站凝析油外输泵在变频器频率35Hz下，通过调节泵出口阀门将泵出口压力控制在1.1Mpa—1.3Mpa，而塔河来油量控制在60吨/天以内，其进站压力最高为1.05Mpa。2016年6月份，塔河来油调整外输量，最高每天来油为110吨。在塔河来油逐步提量的同时，进雅站的压力最高压力将会达到1.5Mpa，超过雅站外输泵出口压力，导致雅站凝析油外输量大幅降低接近于零排量，会造成“憋泵”状态，造成泵损坏隐患。

B．由于凝析油外输泵只是降频低频运行，并不能根据流量或液位等参数进行自动调频，也就不能改变电机转速从而提高泵出口压力以及外输排量。塔河来油大幅提量后，外输泵在变频频率35Hz下，已经无法满足雅站产输平衡的要求，必须手动增加变频频率甚至将变频器转换为工频（50Hz）运行，才能提高外输压力，以满足和塔河来油同时外输要求。

C．凝析油外输泵备压的增大，电机变频频率的提高，都会增加外输泵的负荷，就会出现电机电流高、易烧坏的问题。一旦凝析油外输泵损坏维修，凝析油不能及时外输，就会出现原油憋罐，严重影响正常生产，存在安全隐患。

D．凝析油外输泵介质温度偏高，在凝析油外输泵高负荷、高频率运行时，泵（屏蔽泵）体温度过高，易使凝析油中的盐在泵体内因高温而结晶析出，而泵体结盐反过来又会加剧外输泵运行电流增加，严重影响泵的使用寿命，甚至烧泵。

3 凝析油外输泵变频运行优化改造

针对塔河来油提量的解决方案：

方案一：改变凝析油外输模式。将凝析油外输方式由边产边输改为先生产、再外输的模式：两个凝析油储罐一个进料生产、一个备用，生产罐满时开始外输，倒罐生产；同时，与塔河油田采油三厂联系，在雅站生产不外输时，塔河启泵外输，至塔河外输结束，雅站启泵外输，实现两者交替外输，以满足两个单位生产外输需求。

此方案缺点：（1）不能够连续外输，需要多次取样化验、启泵听泵，压缩了外输时间，增加了两个单位操作人员的工作量。（2）此外输方案要求凝析油大排量、短时间内进行外输。根据以往的生产经验，受罐存储能力和单泵输送能力限制，为了保证不出现原油憋罐，经常会启双泵外输，这样就无备用泵。只要有一台泵损坏维修，就会严重影响正常生产，存在安全隐患。因此，我们将此方案作为备选方案。

方案二：不改变凝析油外输方式，提高变频频率。通过手动更改频率，我们可以发现当凝析油外输泵变频率达到40Hz以上时，泵出口压力可以控制在1.8Mpa~3.5Mpa，而流量可以达到19t/h~30 t/h。从理论上来讲，可以满足雅站和塔河凝析油同时外输，并且确保雅站能够产输平衡。

在满足塔河来油增量的基础上，我们对雅站凝析油外输泵做了变频运行试验：首先，雅站先停止凝析油外输，然后联系塔河油田油三厂，使其外输量逐渐由60吨/天提高到110吨/天。雅站启凝析油外输泵，根据塔河来油量变化，调整电机频率，找到确保雅站外输瞬时量大于15.83 t/h对应的频率值。通过实验，我们最终把外输泵的频率设定在40Hz可以同时满足外输压力和流量需求。因此，我们选择方案二。

同时对凝析油外输泵控制回路进行改造，利用凝析油外输泵电机自带的热敏开关，将其串联在外输泵电机控制回路中。当外输泵电机运行时的温度过高时，就会触动热敏开关里面的金属片发生形变，从而断开电机控制回路，使电机停止运行，达到保护外输泵的目的。改造如图：

4 结语

通过对凝析油外输泵变频控制频率的优化改变以及对其电机控制回路改造，满足了凝析油连续外输生产的要求，增加了对电机的保护，避免外输泵在恶劣环境条件下长时间运行，延长了外输泵的使用寿命。