液流熱能發生器在成品油管道站場的應用分析

管維均　姜　勇　韓榮臻　劉　軍　王　鵬　楚小星

（1.中國石油天然氣與管道分公司油氣調運處；2.中國石油北京油氣調控中心；3.霸州中石油昆侖燃氣有限燃氣公司；4.中國石油管道公司秦皇島輸油氣分公司）

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液流熱能發生器在成品油管道站場的應用分析

管維均1姜勇2韓榮臻3劉軍4王鵬4楚小星4

（1.中國石油天然氣與管道分公司油氣調運處；2.中國石油北京油氣調控中心；3.霸州中石油昆侖燃氣有限燃氣公司；4.中國石油管道公司秦皇島輸油氣分公司）

目前成品油管道日益增多，站場冬季供暖主要用于宿舍生活供暖和辦公區供暖，配備的燃油或燃氣鍋爐的額定容量較小。在不影響正常生產的前提下，選擇在成品油站安裝新型節能產品液流熱能發生器代替鍋爐供熱，進行試應用分析，考察該設備實際熱效率、節能效果、加熱是否滿足站場需要等情況，找出運行中存在的問題并提出改進意見。結果表明，使用液流熱能發生器后，用電轉化成熱能的效率更高，燃料費用是原來的1/3左右，發熱量和熱水量均滿足站內生活供暖需要，節能效果顯著，在成品油管道站場供暖方面有一定的推廣應用價值。

成品油管道液流熱能發生器熱效率試應用

由于鍋爐屬于國家規定的工業特種設備，國家對鍋爐從生產、使用、運行中的檢驗等環節都有嚴格規定，容量雖小，但運行、維護成本較高。另外，燃油或燃氣鍋爐在燃燒后有煙氣排向大氣，燃燒不完全時產生氮氧化物、一氧化碳等污染物質排向空中污染大氣。如果有新型節能加熱產品可以替代鍋爐，在保證站場需要的熱水和熱量的基礎上，做到減少運行和維護成本、減少大氣污染物排放，對成品油站場節能降耗具有較大意義。為此，選擇在成品油輸油站安裝新型節能產品液流熱能發生器代替鍋爐，在不影響正常生產的前提下，進行試應用，運行一段時間后進行測試分析，并查找運行中存在的實際問題。

1　工作原理

液流熱能發生器工作原理是將動能轉化為熱能，用水泵把供熱管網中的水加壓，由液流熱能發生器的進水口進入核心組件，在壓力的作用下使之產生高速旋轉運動，隨后進入減壓區形成斷流，并生成蒸汽—氣水混合的微小氣泡，利用微氣泡破裂釋放能量的機理，實現能量的轉換，類似于氣蝕現象。但由于核心組件材料特殊，未發生蝕坑或穿孔等現象，且使用壽命能長達15年。目前液流熱能發生器在采暖、洗浴、油罐加熱等方面有應用。

2　試驗情況

某成品油管道A、B、C、D分輸計量站共有1臺22 kW、4臺45 kW液流熱能發生器供辦公樓采暖用，選取A分輸計量站進行試應用測試與分析。

A分輸計量站配備1臺電動機額定功率22 kW液流熱能發生器，出水管路管徑為25 mm，管材為鐵質，設備無流量計；耗電量沒有單臺計量，進出水溫度有設備控制面板顯示。

通過對液流熱能發生器進行熱效率測試，考察該設備實際熱效率、運行效果、溫升速率等情況，找出運行中存在的問題并提出改進意見，為以后擴大使用規模提供借鑒。

依據GB/T 2588—2000《設備熱效率計算通則》及GB/T 12497—2006《三相異步電動機經濟運行》相關要求進行測試。

2.1監測參數

1）電動機耗電量：使用監測機構自帶的3169電參數綜合測試儀接在電動機控制柜處得到電壓、電流、功率因數、有功功率、無功功率。

2）熱水進、出發生器溫度：現場儀表顯示錄取。

男人把錢包拾起來，抬頭張望。這下她看到了他的眼睛，不大，但是很清亮，與那一天不太一樣。她滿意地拍拍手上的土，把手插在褲兜里，大搖大擺地走到超市里去。

3）熱水出水壓力：現場儀表顯示錄取。

4）熱水流量：使用監測機構攜帶的PT878超聲波流量計安裝在液流發生器回水管路中的直管段上測試。

5）環境溫度：用水銀溫度計測量。

2.2監測負荷

1）測試設備從停機狀態啟動后到正常運行負荷的情況，考察啟動時間、溫升速度、耗電量。

2）測試正常運行負荷，運行穩定后累計測試30 min，保持設備運行穩定。

3）測試最大加熱能力，設備開到最大運行狀態并穩定后，累計測試30 min。

3　測試結果與分析

3.1測試結果

A分輸計量站液流熱能發生器熱效率測試數據見表1。

表1　A分輸計量站液流熱能發生器熱效率測試數據

由表1可知，液流熱能發生器實際測試期間電能轉換成熱能的熱效率達到91.10%，熱效率高，發熱量能滿足成品油輸油站內生活供暖及部分生產需要。測試結果表明該設備可以替代站內正常使用的55 kW的燃油鍋爐，作為一種新的站場供熱裝置使用。

3.2節能與經濟性分析

該站場供暖鍋爐年運行時間120天，使用55 kW燃油熱水鍋爐（燃料為站內管道中的汽油）時，燃油熱水鍋爐實際效率在86%～88%，按87%為例進行節能分析，消耗燃料油8 kg/h，年耗油23 t，按汽油8000元/t計算，燃料費約為18萬元；使用22 kW液流熱能發生器時，熱效率91%時耗電為20 kWh，年耗電57 600 kWh，工業電價1.0元/kWh，年消耗電費約6萬元。燃料消耗費用約為燃油熱水鍋爐的1/ 3，節能效果明顯。

同時該設備還具有如下優點：占地面積小；安裝周期短；運行維護簡單；由于該設備使用電能為燃料，不會像燃油或燃氣鍋爐燃燒后排放氮氧化物、二氧化硫等大氣污染物，更加綠色環保。

4　存在的問題與建議

4.1存在的問題

盡管液流熱能發生器節能效果顯著，但由于初次在成品油管道站場使用，設計上還存在一些缺點，主要包括：管線振動噪聲大，主要出水口附近彎管多，沖擊較大；控制柜沒有電量顯示；補水系統過于簡陋；液流發生器與電動機整體封裝在一個厚厚的鐵罩子里，外面又有一層鐵殼，非常不利于長期運行期間的散熱，同時發熱箱溫度較高，沒有高溫警示；排水放氣管及排污管沒有管路，排污或排水直接流到設備下方，影響電纜和傳輸線，存在漏電或影響數據傳輸的風險。

4.2在成品油管道站場使用的建議

1）電動機和整套裝置安裝有兩層鐵皮罩，影響電動機散熱，建議站內加強電動機軸承溫度監控，可考慮設置溫度超高報警系統并融合到電氣控制柜。

2）出水管線直角彎管較多，管線振動幅度大引發噪音，建議優化總體管路，盡量減少彎管數量。

3）排水放氣管及排污管沒有管路，建議接到容器或者排污池。

為外闖市場提供技術人才

中原油田供電服務中心通過提升職工隊伍技術素質，不斷加大外闖市場能力，創造了新的效益增長點。截至目前，該中心靠先后中標天然氣分公司4座變電站，以及鄂爾多斯項目和北海LNG變電站運行維護等9個外部技術服務項目，市場分布國內12個省市。

胡慶明張鈺

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.11.003

2015-09-03）

管維均，工程師，2006年畢業于西南石油大學（油氣儲運工程專業），從事油氣長輸管道運行及節能管理工作，E-mail：wjguan@petrochina.com.cn，地址：北京市東城區東直門北大街9號石油大廈B座，100007。