影响联合站外输油泵经济运行的因素分析与节能措施

刘云 许兆玉

【摘 要】一般来说，联合站外输泵在集输系统中的耗能中占的比例较高。本文分析了影响联合站外输泵经济运行的主要因素，对各主要因素如何影响联合站外输泵的经济运行进行了详细分析，提出了确保联合站外输泵的经济运行的对策和节电措施，取得了良好的效果。

【关键词】联合站；外输泵；经济运行；节电对策

1、影响联合站外输泵经济运行的因素分析

1.1外输泵的运行负载率

由于受生产工艺要求的变化，外输泵运行负载率经常发生改变，外输泵运行负载率的波动，对外输泵经济运行会产生较大的影响。当外输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泵其效率低，经济性差。

当外输泵负载率等于1时，其效率处于最高值，外输泵运行最经济，当外输泵运行负载率小于1时，其效率随负载率的降低而下降；当外输泵运行负载率大于1时，其效率随负载率的升高而下降。

1.2机泵的匹配性

外输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，以致部分外输泵系统的机泵实际运行效率极低。

1.3外输原油的温度

外输原油的温度控制会影响外输泵的经济运行。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泵偏离设计值而脱离高效运行区，从而降低外输泵的效率。

1.4外输泵的运行控制

由外输泵的特性曲线图（图1）可见，对于给定的外输泵，都存在某一高效运行区域，在对单台外输泵的运行控制时，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，尽量减小外输泵的节流损失。在对多台并联外输泵运行控制时，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，使整个外输泵机组在高效区运行。

1.5外输泵的维护及密封控制

由于部分外输泵使用时间长，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，影响了外输泵的经济运行。

2、实施节能技术改造和改进运行管理

2.1更换低效泵，改造外输泵内部结构，实现外输泵的经济运行

对于许多采油厂联合站来说，从外输泵运行经济性考虑，通常要求外输泵能在最高效率的93.5%以上范围内（高效工作区）工作。现场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。当外输泵（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泵。另外，对于脱离外输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。

2.2合理控制外输泵运行参数，实现优化运行

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，实现外输泵系统经济运行。从外输泵特性曲线图（图2）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）确定外输泵最佳工作区间；

（3）确定外输泵优化运行方案。除此，合理运行外输泵使输量和外输泵额定输量尽可能一致，減少节流损失，最大限度地提高外输泵机组的运行效率。

3、联合站外输泵的节能对策

3.1提高电机效率

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。

3.2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泵的节电降耗。孤岛采油厂孤四联合站2#外输泵通过拆级，重新调整间隙，打磨流道、泵壳等改造措施，泵效提高了6个百分点，节电7.2kW。

3.3使用变频调速技术

对大马拉小车、负荷波动大的外输泵使用变频调速技术是外输泵的关键节电措施。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，提高了外输泵系统运行控制的安全稳定性。孤岛采油厂孤四联合站3#外输泵一台变频器（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。

3.4优化外输泵运行参数

合理控制外输泵运行参数，使其在高效区运行是外输泵的重要节电措施。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，从而实现外输泵的节电降耗。

4、结语

影响外输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，能实现外输泵的节电降耗。

【参考文献】

【1】王玮，变频器在联合站外输油泵的应用 《中国石油和化工标准与质量》 2011年09期.