1、变频技术在长输管道输油泵机组上的应用摘 要传统的工频输油电机在管道输送量较低时，不仅费电，还增加了输油泵机组的维护次数和缩短了使用寿命。针对这种问题的特性，作者提出在输油泵的基础上采用变频调速的方式改造现有的输油方式，从而达到控制节能的效果。本文以国内某长输管道为实例，详细介绍了变频技术在长输管道输油泵机组上的效果。 关键词变频技术、长输管道、输油泵机组 中图分类号：TE 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0206-01 前言 在长输管道当中，发电机组为输油泵提供所需的动力，是管道的主要耗能点之一。机组当中每台输油泵的年运行时间都在五千小时以上，因此，电机组的过度耗
2、电直接影响了输油的经营成本。从目前的社会经济形势来看，输油企业应该在保证输油量的基础上，降低电机的电能消耗，从而为企业节约更多的成本。目前国内长输油管道离心泵运行中最为常见的电机设备就是工频定速电机，这种电机具有较高的工作效率，自身还具有较强的安全性和可靠性，但是这种电机的运转缺乏灵活性，在长输管道流量较小的时候还是保持最初设定的速度运转，因此，人们考虑到工频电机的运转方式，在此基础上加设变频调速装置，从而增强工频电机的运转灵活性。 一、节能原理 Q-H 是输油离心泵的特点，工况调节主要是调节输油管的流量，最为常用的方式有两种，即：调整泵出口的开度、改变离心泵的运转速度。第一种方法调整泵出口的
3、开度操作起来比较简单，但是会造成较为严重的资源浪费；改变离心泵的转速主要是控制离心泵电机的工作频率，在降低电机电耗的同时也保证了泵体的使用寿命，有效减少了泵出口阀门的资源浪费，从而完美实现了输油泵的节能目的，并满足现有的施工方式。 假设长输油管中输送的为同种流体，当离心泵的转速向 N 变化时，机组的性能参数也会随之变化，其变化的规律如下所示： Q 和 Q1 分别是离心泵转速为 n 和 n1 时的管道流量（m？/h） ；H 和 H1分别为离心泵转速为 n 和 n1 时的扬程（m） ；N 和 N1 分别是离心泵转速为n 和 n1 是的中心轴功率。 从上述公式给出的信息来看，当离心泵转速发生较小变化
4、是，离心泵的轴功率将会发生巨大的变化。所以，当输油管道油流量较小时，可以通过改变电机功率来实现节能。离心泵的变频节能方式：保持离心泵的输油量不变，让泵的扬程从 H 减值 H1，主要通过消弱离心泵的扬程达到节能减排。 二、变频技术与异步发电机 变频技术在我国各个行业领域已得到了广泛的发展和应用，无论是工业上还是生活加点中，可以说只要有三相异步发电机的地反就有变频器的存在，想要熟练掌控变频技术在实际当中的应用，首先就应该对三相异步发电机进行了解。 长输油管道中离心泵所使用的工频发电机组就是异步发电机，与传统的三相异步电动机没有太大的区别，唯一的区别就是使用的方式有所不同，因为，工频发电机要结合长输
5、油管道离心泵的运转特点。变频器可以很好改变工频发电机中的电源频率，是一种最为直接的电气设备。 三相异步发动机主要是指以三相电源为动力源，发动机的实际转速与同步转速不一样的发动机，例如抽水泵上的发动机，三相电源是指相与相之间的电源等同，相角度相差幅度为 120的三相电源。 一个完整的变频器主要有键盘、电源板、控制主板、整流桥、电解电容、充电电阻、继电器与触电器、逆变模块、保险管这九大元件组成。三、改善方案 首先，在输油主泵处搭建变频设备间，同时在离心泵的主要位置安装变频调速装置，然后，与之相关的仪表、消防措施、通风保温等设备也要跟进改造。同时，还应该将现有的发电机替换成为电压源型无谐波高压变频调
6、速发电记住，并且还应该将发电机组的运转信号引入控制中心的系统当中。从而利用控制中心调整各个离心泵的运转速度和出口阀的开口大小。 四、实例应用 以国内某实际长输油管道为例，测试加装变频设备后的机组节能效果。该长输油管道所有的离心泵都是工频发电机组带动的，从大庆油序的运输基础出发，长输油管道的年输油量只有计划的 67%，较低输油月份管道输油只有设计的 51%。因此，变频调节对于这条长输油管道来说意义重大。 （一）测试方式 测试当中所使用的设备应该具有一定的抗电磁干扰能力，并且供电电压的额度在17%波动范围内，电源的实测频率为 56Hz，电压的总积压量不能超过 9%；在测试基础电波的同事，还能测量不
7、少于二十次的谐波电流、电压以及相关的功率参数。 变频器与电机的测试方式：在加装了变频器调速器的离心泵上接入电参数测试仪，从而测试变频器的电流输出功率、电动机输出端等各项有关的电参数。谐波含量与总谐波畸变策略应该根据国家的电能质量公用电网谐波中的相关文件来执行， （二）测试结果与评价 依照国家环境保护部门颁发的石油企业节能产品的效果测定 （下文简称 6422）与油田系统节能监测规范 （下文简称 6275）中的要求，对比安装变频设备前后的离心泵运转数据：在加装变频调速装置前，离心泵的节能效果不符合 6422 和 6275 文件的要求，截留率过大，耗电情况较为严重；在安装变频调速装置后，当长输管的输
8、出流量为1134.07m3/h、1211.3m3/h、1271.29m3/h 时，离心泵中的所有运转数据都能达到上述两种的文件的节能指标，从而让离心泵转换成为节能设备。按照 6422 号文件的测试条件来看，当官到工况为 1134.07m3 的时候，变频离心泵的有功节电率、无功节电率和综合节电率分别为64.33%、42.73%和 67.11%，节流率从最初的 35.32%降低到了现在的2.3%，节能效果显著；当管道工况为 1211.3m3/h 的时候，装有变频器的离心泵有功节电率、无功节电率和综合节点效率分别为 50.13%、77.66%和 51.31%，节流率从最初的 32.61%降低到了现在
9、的 1.9%。以一年为计算时间的单位，该管道一年所节约的电量为 373.13*Kw?h，按照当地电价0.797 元/Kw？h 来计算，那么该石油公式每年将节约电费 321.2*元，因此，当离心泵加装变频调速装置后，长输管道的节能效果较为显著，能够为企业解决更多的运营成本。 五、结束语 从上述文章中我们可以看出，变频器在长输管道中的应用效果极佳，可以大大降低输油企业的运营成本，同时还能延长输油泵的使用寿命，降低输油泵在运转过程中的磨损和噪音。 参考文献 1 刘国豪，杨磊，张帅，杨晓明，谷英翠，张鑫，李睿.变频技术在长输管道输油泵机组上的应用J.油气储运，2012，07：543. 2 孟宇.变频技术在长输管道输油泵机组上的应用J.黑龙江科技信息，2014，02：85. 3 陈殿军.输油泵机组变频调速节能技术的研究D.大庆石油学院，2009. 4 杨宝春.高压变频调速节能技术在大庆油田输油泵机组上的应用J.变频器世界，2012，03. 5 李欣泽，晏伟，刘建武.变频调速技术在某成品油管道的应用J.油气储运，2013，10.
