葛新 李欣元（.管道儲(chǔ)運(yùn)分公司京唐處；.管道儲(chǔ)運(yùn)分公司濰坊處）

變頻裝置在輸油管道中的應(yīng)用及效果分析

葛新1李欣元2（1.管道儲(chǔ)運(yùn)分公司京唐處；2.管道儲(chǔ)運(yùn)分公司濰坊處）

油、電消耗是管道運(yùn)輸?shù)淖畲蟪杀?，為此管道企業(yè)采取多種措施降低輸油設(shè)備的油、電消耗。管道儲(chǔ)運(yùn)分公司在東臨老線惠民站安裝了變頻裝置，改造后的惠民站在相同工況下與改造前的惠民站相比，在全線8臺(tái)泵運(yùn)行的情況下，每天節(jié)電約3.2×104kWh，節(jié)電率達(dá)55%，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗、降低成本的目標(biāo)，也為其他管線加裝變頻裝置提供了借鑒。

變頻裝置 輸油管道 節(jié)能 分析

能耗成本占管道輸油總成本的30%以上，而電耗成本約占能耗總成本的70%，有效降低電耗是管道輸油企業(yè)節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的根本途徑之一，為此管道儲(chǔ)運(yùn)分公司多年來通過實(shí)行節(jié)能改造和不斷優(yōu)化運(yùn)行等方法來降低能耗，如在管線中安裝變頻裝置就是有效降低電能消耗的一種較好方法。下面以東臨老線惠民站為例作一說明。

1 變頻裝置工程概述

東臨老線全長(zhǎng)171 km，全線設(shè)有東營首站、濱州站、惠民站、商河站，最后到達(dá)臨邑末站。惠民站是東臨老線中啟泵時(shí)間最長(zhǎng)，耗電量最大的泵站。變頻裝置就是把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓和頻率可變的交流電的裝置，頻率是電動(dòng)機(jī)供電電源的電信號(hào)，可以在電動(dòng)機(jī)的外部調(diào)節(jié)后供給電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成正比，這樣調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的頻率就能控制其旋轉(zhuǎn)速度，通過改變輸油泵的轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的?；菝裾咀冾l裝置工程于2008年8月13日開工，電氣、設(shè)備安裝部分11月2日開工，整個(gè)工程12月20日竣工，投資503×104元。主要工程內(nèi)容包括：變頻室土建部分；變頻設(shè)備安裝部分；變頻外電供電部分；自動(dòng)化控制調(diào)試部分。

2 變頻裝置應(yīng)用效果分析

2010年，改造后的惠民站與改造前相同工況的惠民站對(duì)比，在全線8臺(tái)泵運(yùn)行的工況下，每天節(jié)電約3.2×104kWh，節(jié)電達(dá)55%。2010年一季度輸油量與2005年同期基本持平（增加1.9×104t），而開泵臺(tái)時(shí)減少了48泵臺(tái)時(shí)，耗電量減少了358.7×104kWh。耗電減少的原因除打孔盜油減少，使優(yōu)化運(yùn)行安排更加合理外，主要是減少了因節(jié)流而造成的電力浪費(fèi)。二季度輸油量與2007年同期基本持平（增加0.6×104t），泵臺(tái)時(shí)增加了1217泵臺(tái)時(shí)，耗電量減少了322.1×104kWh。因此，從2010年上半年的數(shù)據(jù)看，在同樣工況下，東臨老線惠民站投運(yùn)變頻裝置后，半年節(jié)電在680×104kWh左右，按當(dāng)前電價(jià)計(jì)算，經(jīng)濟(jì)效益在490×104元左右，投資成本半年基本收回。這是以2005年和2007年為對(duì)比所計(jì)算的結(jié)果，如果以上半年累計(jì)電單耗來對(duì)比，則取輸量相當(dāng)?shù)?007年做參照，2007年累計(jì)電單耗為487.66 kWh/104t·103m，2010年累計(jì)電單耗為388.27 kWh/104t·103m，周轉(zhuǎn)量為78760104t·103m，按公式計(jì)算節(jié)電為：（487.66-388.27） ×78760÷10000＝782.8（×104kWh），即節(jié)電為782.8×104kWh。

東臨老線輸油量從2003年10月開始大幅增加后，2005年以來年輸量都穩(wěn)定在829×104t以上，為方便對(duì)比，數(shù)據(jù)均采集2005年至2010年上半年的數(shù)據(jù)（圖1）。

從圖1可以看出，2010年上半年輸量基本維持高位運(yùn)行（累計(jì)輸量比前幾年都高），一季度輸量與2005年相當(dāng)，二季度輸量與2007年相當(dāng)。

耗電對(duì)比可以此為參照，見圖2、圖3。

從圖2可以看出，電單耗比較居中，圖3就更加明顯，說明大排量下降低單耗是可行的，惠民站安裝變頻裝置后節(jié)電效果明顯。此外，安裝變頻裝置后還可避免原來通過閥門調(diào)節(jié)流量時(shí)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生大量熱能，加速電動(dòng)機(jī)老化的過程，從而延長(zhǎng)輸油泵和電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

3 存在的問題與解決方案

東臨老線是濰坊處節(jié)電的第二主力管線，2010年耗電量約占全處的30%。從運(yùn)行上看，一季度一直處于滿負(fù)荷，設(shè)備待處理問題較多，對(duì)調(diào)度合理安排運(yùn)行提出了較高的要求。主要問題如下：

1）商河站節(jié)流過大問題，從歷史資料看，年平均節(jié)流在1.56～1.77 MPa之間，最高達(dá)到過3.69 MPa，節(jié)流損失約為820×104kWh。

2）電動(dòng)機(jī)負(fù)載率過低，從近幾年的節(jié)能檢測(cè)報(bào)告可知，東營站3臺(tái)泵均存在大馬拉小車的現(xiàn)象，以2＃、3＃泵機(jī)組更為明顯。

3）輸油泵經(jīng)常出現(xiàn)故障?；菝裾竞蜕毯诱据斢捅檬俏覈谝慌略毂茫|(zhì)量存在諸多問題，設(shè)計(jì)存在缺陷，運(yùn)行1500 h左右軸瓦、密封、止推軸承就會(huì)損壞，運(yùn)行4000 h口環(huán)、軸套、葉輪等轉(zhuǎn)子部件就會(huì)損壞，需要解體檢修。雖經(jīng)各種改造，始終不能解決根本問題。自2005年8月起，6臺(tái)泵共解體檢修17次，其技術(shù)狀況已嚴(yán)重影響到東臨老線優(yōu)化方案的實(shí)施和輸油計(jì)劃的按期完成。

4）惠民站和商河站35 kV設(shè)備老化。兩站變電所均于1978年投運(yùn)，2003年對(duì)主變進(jìn)行了改造，但配套設(shè)施均存在問題，35 kV母線無進(jìn)線斷路器等。

為盡快解決上述問題，要采取以下措施：

1）在商河站投入變頻裝置或進(jìn)行泵改造，盡量減少節(jié)流損失。

2）更換東營站2＃、3＃泵機(jī)組，合理選擇泵和電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，使之能夠匹配運(yùn)行。

3）為保證管線正常生產(chǎn)，惠民站和商河站更新4套國產(chǎn)泵機(jī)組，配套國產(chǎn)止回閥和防爆電動(dòng)遠(yuǎn)控閘閥。

4）盡快改造惠民站和商河站35 kV設(shè)備，以配套目前的自動(dòng)化操作系統(tǒng)。

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.09.015

葛新，2009年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)，助理工程師，從事油氣管道建設(shè)工作，E-mail：124181265@qq.com，地址：天津市濱海新區(qū)塘沽區(qū)金江路316號(hào)京唐輸油處，300451。

2011-09-19）