CNG加氣站電驅往復式壓縮機組節(jié)能監(jiān)測分析

劉國豪 張鑫 陳其彬 姜勇 王書浩 張軒

（1.中國石油管道科技研究中心；2.中國石油昆侖燃氣有限公司；

3.中國石油北京油氣調控中心；4.中國石油管道公司秦皇島輸油氣分公司）

CNG加氣站電驅往復式壓縮機組節(jié)能監(jiān)測分析

劉國豪1張鑫1陳其彬2姜勇3王書浩4張軒1

（1.中國石油管道科技研究中心；2.中國石油昆侖燃氣有限公司；

3.中國石油北京油氣調控中心；4.中國石油管道公司秦皇島輸油氣分公司）

隨著CNG加氣站業(yè)務的快速發(fā)展，加氣站能耗總量和能耗比重均快速上升，其中電耗占了總能耗的30%，而電耗中90%以上是由電驅往復式壓縮機組給槽車或儲氣井加壓時消耗的。為加強能源管理，節(jié)能監(jiān)測單位依據相應的測試標準、測試儀器等對壓縮機組進行監(jiān)測，獲取了CNG加氣站壓縮機組耗電數據，根據這些耗能情況給出了相應的分析和建議，同時提出需盡快制定專門的CNG加氣站節(jié)能監(jiān)測標準，以便提高測試水平，減少CNG加氣站電驅往復式壓縮機組電耗。

CNG加氣站電驅往復式壓縮機組耗電節(jié)能監(jiān)測

通過監(jiān)測電驅往復式壓縮機組耗能設備，掌握機組實際能耗情況，利于查找壓縮機機組設備本身及運行中存在的問題，掌握能源利用狀況、裝備水平、設備真實運行情況，為制定節(jié)能增效措施提供科學依據。

1 壓縮機組能耗測試

參考SY/T 6833—2011《CNG加氣站經濟運行規(guī)范》[1]，對電驅壓縮機組的母站、子站和標準站進行考察。考核指標是：

1）母站壓縮機組：加氣母站每臺機組對一臺槽車從加氣啟動到加氣結束時間段內的加氣量與耗電量的比值，即單位加氣耗電量，單位為kWh/104m3（標況）。

2）子站、標準站壓縮機組：采用累計某一代表性時間段內的壓氣量與耗電量的比值（壓縮機壓氣量用站內加氣槍加氣量與儲氣井儲氣變化量之和），即單位加氣耗電量，單位為kWh/104m3（標況）。

測試參數見表1。

測試結果見表2。

表1 測試參數

表2 電驅往復式壓縮機組能耗測試結果

2 結果分析

2.1進站壓力對壓縮機電耗的影響

部分測試設備的進站壓力與壓縮機電單耗的關系見圖1，可以看出，進站壓力的高低對壓縮機耗電影響很大，隨著進站壓力的提高，壓縮機組電單耗逐步下降，最高節(jié)電達50%，一般情況下節(jié)電20%～30%。

建議新建母站上游與長輸管道高壓分輸站相連，同時壓縮機選型要選擇和進站壓力匹配的進口壓力，減少降壓再升壓的重復能源浪費，使干線管道的高壓氣經處理后壓降很小，直接給槽車充氣至平壓后再啟動壓縮機加壓，從而減少耗電。

圖1 進站壓力與壓縮機電單耗關系

2.2電動機功率因數對電耗的影響

CNG加氣站內單臺電動機均配有軟啟動裝置，無提高功率因數的裝置。測試的16臺電動機中，13臺的電動機實際功率因數在0.6～0.7之間，根據SY/T6837—2011《油氣輸送管道系統節(jié)能監(jiān)測規(guī)范》[2]電動機實際功率因數不小于0.87的要求，13臺電動機均不合格；只有母站D的3臺電動機功率因數為0.97，合格的原因是該站在設計階段加裝了變頻調速裝置，提高了功率因數。

國家物價局《功率因數調整電費辦法》[3]文件對用戶用電功率因數要求為：100 kVA及以上高壓供電的用戶功率因數為0.90以上，該規(guī)定只針對電力公司對大型工業(yè)用戶進網處變壓器補償到0.90的要求，變壓器到電動機則沒有無功功率補償的要求。

功率因數低主要有如下危害[4]：增加供電線損，使供電成本上升；增加供電線路的電壓損失，使供電電壓質量下降；降低發(fā)、供電設備的有效利用率，增加電力企業(yè)固定成本；增加用戶電費支出，加大企業(yè)的生產成本。

為減少危害，提高電能利用率，在電動機運行方面有如下建議：防止電動機的空載運行并提高負載率；防止變壓器空載運行或長期處于低負載運行狀態(tài)，提高單體設備的負荷率；同時在電動機前加裝變頻調速裝置或動態(tài)無功功率補償裝置提高功率因數。

3 建議

1）從節(jié)能監(jiān)測角度考慮，應選擇進口壓力、加氣量、設備結構等條件相近的壓縮機設備進行測試數據對比，考察設備運行性能水平高低，為新建站場設備選型提供依據。

2）由于上游分輸站供給各CNG母站的天然氣壓力不同，導致各站壓縮機組對槽車加氣時的啟動壓力不同，難以比對不同壓縮機的自身壓縮性能。按不同的壓力段（初期加壓至7 MPa、中段7～18 MPa，末段18 MPa至加滿停機）考核電能消耗量，對設備本身的運行性能做出對比。

3）建議按照標準GB/T 17167—2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》[5]和GB/T 20901—2007《石油石化行業(yè)能源計量器具配備和管理要求》[6]，單臺額定功率100 kW以上的電動機，均加裝單獨的電能表、電流表，確保能源計量器具配備率達到100%。

4）編制適用于CNG加氣站的節(jié)能監(jiān)測標準。

[1]張西川,戴忠,張余,等.SY/T 6833—2011 CNG加氣站經濟運行規(guī)范[S].北京:石油工業(yè)出版社,2011.

[2]劉國豪,趙國星,李云杰,等.SY/T 6837—2011油氣輸送管道系統節(jié)能監(jiān)測規(guī)范[S].北京:石油工業(yè)出版社, 2011.

[3]水利電力部,國家物價局.關于頒發(fā)《功率因素調整電費辦法》的通知.水電財字(1983)215號,1983.

[4]孫成寶,金哲.現代節(jié)電技術與節(jié)電工程[M].北京:中國水利水電出版社,2005:81-82.

[5]張萬路,王順安,何相助,等.GB/T 17167—2006用能單位能源計量器具配備和管理通則[S].北京：中國標準出版社,2006.

[6]李榮光,孫笑非，鄭燦亭，等.GB/T 20901—2007石油石化行業(yè)能源計量器具配備和管理要求[S].北京：中國標準出版社,2007.

10.3969/j.issn.2095-1493.2014.012.006

2014-06-09）

劉國豪，工程師，2006年畢業(yè)于天津大學（電氣自動化專業(yè)），從事油氣管道輸送系統耗能設備節(jié)能監(jiān)測工作，E-mail：kjlgh@petrochina.com.cn，地址：河北省廊坊市金光道51號，065000。