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1外輸油泵

集輸系統(tǒng)是油田耗能的主要環(huán)節(jié)，聯(lián)合站外輸油泵在集輸系統(tǒng)中的耗能占有重要的地位。聯(lián)合站外輸油泵的作用是對(duì)站內(nèi)處理后的原油提供能量以保證原油通過輸油管網(wǎng)輸送到下一個(gè)集油站。實(shí)際生產(chǎn)中，由于原油集輸系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，外輸油流量、粘度、溫度、壓力經(jīng)常發(fā)生變化，這種變化對(duì)聯(lián)合站外輸油泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行會(huì)帶來不同程度的影響。本文通過對(duì)聯(lián)合站外輸油泵的現(xiàn)場測(cè)試及數(shù)據(jù)分析，就保證聯(lián)合站外輸油泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行研究。由于聯(lián)合站外輸油泵大多數(shù)屬于離心泵，本文的研究對(duì)象主要以離心泵為主。

2影響聯(lián)合站外輸油泵經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要因素

2.1外輸油泵的運(yùn)行負(fù)載率

由于受生產(chǎn)工藝要求的變化，外輸油泵運(yùn)行負(fù)載率經(jīng)常發(fā)生改變，外輸油泵運(yùn)行負(fù)載率的波動(dòng)，對(duì)外輸油泵經(jīng)濟(jì)運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生較大的影響。當(dāng)外輸油泵運(yùn)行負(fù)載率在高值（0.6以上）或接近1附近時(shí)，其運(yùn)行效率較高，經(jīng)濟(jì)性好；然而由于受生產(chǎn)工藝和季節(jié)性的變化，負(fù)載率常處于低值運(yùn)行，負(fù)載率處于低值運(yùn)行的外輸油泵其效率低，經(jīng)濟(jì)性差，是外輸油泵負(fù)載率與效率的變化關(guān)系曲線。由可見，當(dāng)外輸油泵負(fù)載率等于1時(shí)，其效率處于最高值，外輸油泵運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)，當(dāng)外輸油泵運(yùn)行負(fù)載率小于1時(shí)，其效率隨負(fù)載率的降低而下降；當(dāng)外輸油泵運(yùn)行負(fù)載率大于1時(shí)，其效率隨負(fù)載率的升高而下降。

2.2機(jī)泵的匹配

外輸油泵與電動(dòng)機(jī)之間的選用型號(hào)、容量與實(shí)際負(fù)荷相匹配亦是影響外輸油泵經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要因素。機(jī)泵與所配電動(dòng)機(jī)的匹配，要避免“大馬拉小車”，一般設(shè)計(jì)裕量應(yīng)控制在10%以內(nèi)。在外輸油泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，往往存在向上靠檔，層層加碼，寧大勿小的現(xiàn)象，可以說，從工藝上提出流量時(shí)加系數(shù)，選機(jī)泵時(shí)再加系數(shù)，電動(dòng)機(jī)選擇還加系數(shù)，以致部分外輸油泵系統(tǒng)的機(jī)泵實(shí)際運(yùn)行效率極低。

2.3外輸原油的溫度

外輸原油的溫度控制會(huì)影響外輸油泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因?yàn)樵驼扯入S原油溫度的變化而變化，溫度升高粘度下降，溫度降低粘度升高。當(dāng)原油粘度發(fā)生變化時(shí)，泵的負(fù)載發(fā)生變化，此時(shí)，電機(jī)的效率及功率因數(shù)發(fā)生變化。對(duì)于選定的電機(jī)，原油粘度較低時(shí)，電機(jī)處于輕載下運(yùn)行，其效率降低。當(dāng)原油粘度比設(shè)計(jì)值過高時(shí)，電機(jī)負(fù)載超過最佳值，電機(jī)效率同樣要降低。粘度的變化會(huì)使外輸油泵偏離設(shè)計(jì)值而脫離高效運(yùn)行區(qū)，從而降低外輸油泵的效率。

2.4外輸油泵的運(yùn)行控制

由外輸油泵的特性曲線圖（）可見，對(duì)于給定的外輸油泵，都存在某一高效運(yùn)行區(qū)域，在對(duì)單臺(tái)外輸油泵的運(yùn)行控制時(shí)，應(yīng)保證其在高效區(qū)運(yùn)行，避免運(yùn)行負(fù)荷波動(dòng)劇烈，進(jìn)出口閥門應(yīng)調(diào)節(jié)到合理開度，盡量減小外輸油泵的節(jié)流損失。在對(duì)多臺(tái)并聯(lián)外輸油泵運(yùn)行控制時(shí)，應(yīng)根據(jù)每臺(tái)泵的特性，采取不同特性的泵選用不同的運(yùn)行狀態(tài)方式，使整個(gè)外輸油泵機(jī)組在高效區(qū)運(yùn)行。

2.5外輸油泵的維護(hù)及密封控制

由于部分外輸油泵使用時(shí)間長，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)造成泵構(gòu)造上的變化，引起泵機(jī)械損失和容積損失增大；由于泵內(nèi)部腐蝕、汽蝕嚴(yán)重，使得泵內(nèi)水利摩阻損失增大，導(dǎo)致泵運(yùn)行不平穩(wěn)和效率降低；有的泵因檢修保養(yǎng)質(zhì)量差，造成泵排量、揚(yáng)程達(dá)不到額定值，影響了泵效。有些泵存在密封技術(shù)落后，密封失效，盤根泄漏損失增大，使得泵出口動(dòng)能和壓能損失嚴(yán)重，影響了外輸油泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)改造和運(yùn)行控制

（1）更換低效泵，改造外輸油泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)，采用變頻調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)外輸油泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)于許多油田采油廠集輸系統(tǒng)，從外輸油泵運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性考慮，通常要求泵能在最高效率的93%以上范圍內(nèi)（高效工作區(qū)）工作。用戶可根據(jù)對(duì)流量和揚(yáng)程的要求，更換原來的低效泵，選用符合生產(chǎn)實(shí)際需要的高效泵，從表1的現(xiàn)場測(cè)試數(shù)據(jù)可見，當(dāng)外輸油泵（離心泵）的負(fù)載率較低時(shí)，其效率很低，這時(shí)可考慮采用高效的螺桿式或往復(fù)式容積泵替代離心式外輸油泵。另外，對(duì)于脫離外輸油泵經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)運(yùn)行的泵，可以根據(jù)該泵的性能曲線對(duì)葉輪進(jìn)行切割或拆級(jí)，從而保證生產(chǎn)中外輸油泵效率和運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)工藝變化，生產(chǎn)季節(jié)變化等，外輸油泵負(fù)荷經(jīng)常發(fā)生變化，有時(shí)變化范圍還很大，有些發(fā)電廠由于調(diào)峰需要，晝夜負(fù)荷變化也較大，而且外輸油泵負(fù)荷在使用一年后，輸出流量將比額定流量有所下降。對(duì)流量變化較大的外輸油泵采用變頻調(diào)速技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，而且負(fù)荷變化范圍越大，經(jīng)濟(jì)性越好。（2）合理控制外輸油泵運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)其優(yōu)化運(yùn)行從前面的分析中知道，外輸原油的溫度是影響外輸油泵經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的因素之一，因此，合理控制外輸原油的溫度是保證外輸油泵高效運(yùn)行的有效途徑，在確保原油外輸安全運(yùn)行的情況下，外輸溫度的控制應(yīng)兼顧熱耗和電耗綜合經(jīng)濟(jì)性來考慮，在滿足熱電綜合經(jīng)濟(jì)性的情況下，盡量提高外輸原油溫度，以降低原油粘度減小外輸管網(wǎng)阻力，實(shí)現(xiàn)外輸油泵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。從外輸油泵特性曲線圖（）可見，泵消耗的功率與流量、揚(yáng)程成正比，與泵效成反比。實(shí)際上，這些參數(shù)受現(xiàn)場各種因素的制約和影響，外輸油泵的運(yùn)行工況千差萬別，要實(shí)現(xiàn)對(duì)這些參數(shù)的合理控制保證外輸油泵的優(yōu)化運(yùn)行，應(yīng)該做下面幾項(xiàng)工作：（1）根據(jù)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)繪制壓力—耗電量、泵輸油量—耗電量、壓力—輸油量關(guān)系曲線；（2）確定外輸油泵最佳工作區(qū)間；（3）確定外輸油泵優(yōu)化運(yùn)行方案。除此，合理運(yùn)行外輸油泵使輸量和外輸油泵額定輸量盡可能一致，減少節(jié)流損失，最大限度地提高外輸油泵機(jī)組的運(yùn)行效率。

4聯(lián)合站外輸油泵的節(jié)電措施

（1）提高電機(jī)效率是聯(lián)合站外輸油泵的節(jié)電措施之一。電機(jī)運(yùn)行效率是電機(jī)運(yùn)行時(shí)輸出功率與輸入功率的比值，要提高其效率，應(yīng)在設(shè)計(jì)選型上，盡量選用高效電機(jī)；注意功率與負(fù)荷合理匹配，避免大馬拉小車現(xiàn)象。

（2）對(duì)舊泵進(jìn)行改造，用高效泵替換低效泵能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)合站外輸油泵的節(jié)電降耗。勝利采油廠坨二聯(lián)合站2＃外輸油泵通過拆級(jí)，重新調(diào)整間隙，打磨流道、泵殼等改造措施，泵效提高了7個(gè)百分點(diǎn)，節(jié)電8.2kW。外輸油泵替換為螺桿泵后，泵效由原來的34%提高到66.5%，節(jié)電9.86kW。

（3）對(duì)大馬拉小車、負(fù)荷波動(dòng)大的外輸油泵使用變頻調(diào)速技術(shù)是外輸油泵的關(guān)鍵節(jié)電措施。變頻調(diào)速技術(shù)杜絕了閥門控制的節(jié)流調(diào)節(jié)的弊端，有效降低了能量損失，將壓力監(jiān)控改為液位監(jiān)控，提高了外輸油泵系統(tǒng)運(yùn)行控制的安全穩(wěn)定性。河口采油廠渤三站2＃外輸油泵一臺(tái)變頻器（75kW），經(jīng)過長時(shí)間的變頻運(yùn)行驗(yàn)證，管輸系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，單泵節(jié)電達(dá)30%以上。

（4）合理控制外輸油泵運(yùn)行參數(shù)，使其在高效區(qū)運(yùn)行是外輸油泵的重要節(jié)電措施。從生產(chǎn)管理入手，在保證平穩(wěn)外輸?shù)那疤嵯拢ㄟ^合理控制出口閥門開度，盡量使泵在高效點(diǎn)附近運(yùn)行，降低泵管壓差，從而實(shí)現(xiàn)外輸油泵的節(jié)電降耗。

5結(jié)論

影響外輸油泵經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的因素主要是泵的負(fù)載率、機(jī)泵的匹配、外輸原油的溫度、外輸油泵的運(yùn)行控制和維護(hù)及密封控制。通過技術(shù)改造、變頻技術(shù)的應(yīng)用和運(yùn)行參數(shù)的合理控制能夠確保外輸油泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，通過提高電機(jī)效率、舊泵更新改造、使用變頻技術(shù)及優(yōu)化運(yùn)行的節(jié)電措施，能實(shí)現(xiàn)外輸油泵的節(jié)電降耗。