外輸泵優(yōu)化運行技術研究

摘要：“十五”以來，喇嘛甸油田在生產規(guī)模不斷擴大的前提下，能耗整體呈下降趨勢，下降幅度為15.2%。近幾年，由于調整集輸系統(tǒng)的整體布局， 采用新工藝、新技術和新型油氣處理生產設備，通過實施老站技術升級改造，使集輸系統(tǒng)效率有了一定提高，集輸系統(tǒng)的能耗總體上也呈下降趨勢，但效果不是很明顯，下降幅度僅為6.9%，因此集輸系統(tǒng)仍具有一定的節(jié)能潛力。經計算，集輸系統(tǒng)能耗約占油田生產總能耗的12%，分離轉液系統(tǒng)的能耗占集輸總能耗的91.4%，而集輸系統(tǒng)的能耗節(jié)點主要是外輸泵和摻水泵，為此，加大了對集輸系統(tǒng)機泵的測試力度。在對全廠集輸系統(tǒng)現(xiàn)狀調查的基礎上，通過分析近幾年的現(xiàn)場機泵測試數(shù)據(jù)，對外輸系統(tǒng)能耗情況及潛力進行深入研究。

關鍵詞：外輸能耗 潛力分析 解決措施

1、外輸系統(tǒng)運行現(xiàn)狀

隨著喇嘛甸油田進入特高含水開發(fā)后期，轉油站設備老化導致噸油生產成本增加。截止2008年8月，喇嘛甸油田集輸系統(tǒng)共建有轉油站47座（其中轉油放水站7座），配備外輸泵153臺，在線運行60臺，設計分離轉液能力43.93×104m3/d，經計算，集輸系統(tǒng)能耗約占油田生產總能耗的12%，分離轉液系統(tǒng)能耗占集輸總能耗的91.4%。

“十五”期間及“十一五”前兩年，通過優(yōu)化調整集輸系統(tǒng)布局及功能，完善發(fā)展優(yōu)化技術，地面系統(tǒng)在油水井逐年增加的基礎上，集輸系統(tǒng)進行轉油站優(yōu)化合并16座，減少轉油站8座，減少運行機泵31臺，減少運行加熱爐16臺，少建各種站39座，年節(jié)電1478×104kw.h，年節(jié)氣1002×104m3。通過對老站技術實施升級改造，集輸系統(tǒng)效率有了一定提高，集輸用電單耗有小幅度下降。

2、測試情況及存在問題

2008年對全廠在運外輸泵進行了抽查測試，共抽查28臺外輸泵，平均泵效為61%，平均單耗0.425kW.h/t，平均功率因數(shù)0.87，平均站效23.83%，詳細測試數(shù)據(jù)見附表1。

表1外輸?shù)托П媒y(tǒng)計表

序號站號外輸泵型號泵效(%)

1喇405YD200-30×353.0

2喇150G200D43A×341.1

3喇111DYK150-30×454.5

4喇431150D-30×552.2

5喇807YD280-43×359.1

6喇102YD150-50×240.4

7喇331150D-30A×459.6

8喇400KYK150-30×356.2

9喇230200D43A×351.6

通過對測試數(shù)據(jù)分析及理論研究，發(fā)現(xiàn)目前外輸泵運行效率低; 外輸泵排量不匹配、能力過剩; 個別變頻外輸泵，運行效果不理想等問題仍然存在.

3、優(yōu)化運行技術措施研究

3.1 提高輸油泵機組運行效率方案及措施

針對引起機組運行效率低的情況，擬定提高運行效率的多種方案，并制訂了相應的技術措施。對電機負載率較正常、但泵效很低的機組，采用換泵不換電機的方案，力求機泵匹配合理。

對上述方案的實施，必須考慮輸油泵所在聯(lián)合站、集輸小站的生產情況。按照工程實施過程不能影響正常生產的原則，該方案只要準備充分，所需施工時間可以很短。2008年節(jié)能項目規(guī)劃中，決定更換10臺低效外輸泵，估算投資60萬元，年節(jié)電66×104kw.h，投資回收期1.8年。

3.2 變頻器合理調控

采取變頻調速技術，來改變電機頻率，平穩(wěn)調節(jié)外輸泵的電機轉數(shù)，取代靠單流閥和泵出口閥門的開啟程度來調節(jié)流量，降低電能消耗，減少泵管壓差，提高外輸泵運行效率，降低運行成本。

針對安裝了變頻器的外輸泵泵效過低的情況，建議應用變頻調速技術時，應該注意以下幾點:

(1) 變頻調速調節(jié)范圍不能過大， 避免調速泵和配套電機進入低效區(qū)。一般在75%～100%之間， 并應進行工藝計算。

(2) 在調速與定速聯(lián)合輸油時，最好采用調速泵的工頻高效區(qū)揚程略高于定速泵的變頻調速模式；或者(通過計算)考慮并聯(lián)運行泵全部的變頻的調速模。

(3) 變頻變壓輸油優(yōu)于變頻恒壓輸油。

(4) 變頻調速適用于流量不穩(wěn)定、變化頻繁且幅度較大、經常流量明顯偏小以及管路損失占總揚程比例較大的輸油系統(tǒng)。

(5) 變頻調速不適用于流量較穩(wěn)定、工況點單一以及靜揚程占總揚程比例較大的輸油系統(tǒng)。

在2008年節(jié)能項目規(guī)劃中，決定安裝6臺外輸泵變頻，估算投資90萬元，年節(jié)電149.6×104kW.h，投資回收期1.2年。

3.3 外輸泵合理匹配

隨著產液量的逐年降低，轉油站負荷率呈下降趨勢，部分轉油站存在站內設備不匹配、能力過剩的問題。主要表現(xiàn)為輸油泵排量大，與實際流量嚴重不匹配，外輸負荷率過低的11座站平均負荷率為46%。針對這種問題，外輸系統(tǒng)應按照現(xiàn)有工況及變化趨勢合理配置外輸泵，根據(jù)實際情況，對于泵排量與實際流量不匹配的站，采用大泵換小泵、階梯搭配的措施。再匹配相應的小容量變頻器，不僅節(jié)省投資，而且單耗還會降低。在2008年節(jié)能項目規(guī)劃中，決定更換小排量外輸泵8臺，估算投資48萬元，年節(jié)電70×104kw.h，投資回收期1.37年。

4、結論及認識

一是要提高輸油系統(tǒng)效率，達到節(jié)能降耗的目的，最主要的是根據(jù)預測產液量，合理確定設計規(guī)模，使整個外輸系統(tǒng)在經濟高效區(qū)運行。

二是對于額定排量遠大于實際排量的轉油站，采取大泵換小泵，輸油泵型號階梯搭配等措施，避免“大馬拉小車”的現(xiàn)象出現(xiàn)，提高外輸泵負荷率，降低外輸單耗，杜絕能源的無謂浪費。

三是在平時的日常管理中，應注意根據(jù)實際運行參數(shù)的變化情況，進行合理控制， 使外輸泵在高效區(qū)附近工作，同時保證全站的平穩(wěn)外輸。必要時可以選擇對外輸泵進行拆級、加機械密封等技術改造措施，來提高泵效。

四是轉油站外輸系統(tǒng)流量波動時易導致泵管不匹配，壓差較大，節(jié)流損耗大，不能保證泵在經濟高效區(qū)運行。建議對沒有安裝變頻器的轉油站安裝變頻；已安裝變頻運行效果不理想的轉油站，根據(jù)實際情況，調整配套設施，保證變頻器在高效區(qū)運行。

參考文獻

[1]張德文、楊俊巖.《提高稠油集輸輸油泵運行效率研究》.油氣田地面工程 .第22 卷.第11 期

[2]戴群.《影響離心輸油泵變頻調速節(jié)能效果的主要因素》.油氣田地面工程.第26 卷.第5 期

作者簡介

李鐘燮，男，1983年11月出生，現(xiàn)任大慶煉化公司儲運廠QHSE工程師。聯(lián)系電話： 0459-5615363，電子郵件：lizhongxie@petrochina.com.cn。