一、引言
随着中国经济的快速发展,石油需求的日趋加剧,中国加大了对哈萨克斯坦原油的输送投资,由于管道运输具有效率高、损耗低和成本低的优势及管道运输比水上运输受地理环境限制小等被大量采用,而作为中国第一条跨国原油管道,中哈原油管道是连接里海油田到中国内陆的重要能源通道,该管道的规划年输油能力为2000万吨,全线总长2800多公里,起点是哈萨克斯坦西部的阿特劳,终点在中国的阿拉山口--独山子输油管道首站。但能为石油管道提供安全、可靠、平稳、经济的动力驱动显得尤为重要,而我国国电四维公司自主研发的采用“双核双引擎技术”和制造的高压变频器走在了国际水平的前列,国电四维高压变频器应用在中哈石油输送系统工程上,使石油输送压力得到了平稳、可靠控制,大大节约了能源及人力、物力的投入,为中哈石油输送提供了可靠的保障。
二、概述
输油泵是油库生产运行中主要能耗设备。原来一般通过控制输油泵出口阀门的开度来调节流量,大量的能源消耗在泵出口阀前后。通过控制输油泵的频率来对转速进行调节,进而控制流量,降低了输油单耗,节约了电能,改善了工艺。
中哈石油管道输油泵于今年1月20日正式投运我公司型号为SWdrive-MV10/630-Y 的一拖一手动高压变频器5台,变频器运行至今一直未出现过任何问题,变频器运行频率41.7HZ、输入电流18.3A、输出电流24.5A,节电率达到了35%以上,变频改造后输油泵在节能方面达到了明显的效果。
三、 输油泵机组变频调速节能技术原理
根据离心泵的特性,其工况的调节主要是调节流量,而离心泵调节流量最常用的两种方法一是通过调节泵出口阀的开度进行调节,另一种则是通过改变离心泵的转速进行调节,前者虽然调节方便,但造成能源浪费巨大;通过对输油泵电机的变频改变电机的转速,来实现输油泵的工况调节,是满足工艺运行条件下的一条可行的技术途径。
由离心泵的特性可知,在管路特性曲线不变的情况,改变离心泵转速后,其性能参数的改变由下式确定
Q∝N,H∝N2,P∝N3
由以上离心泵转速改变前后的关系式方知,如果离心泵转速有很小的降低,则离心泵所需的输入功率会大幅度地降低,从而产生明显的节能效果。
A即为额定工况点,C点为调节阀门时的运行点。在变频状态下,离心泵转速为N2时,工况点变为B点,即为新的工况点,此时Q不变,即保持离心泵排量不变,但泵的扬程由H3减少为H2,因此在保证满足输油量的情况下,通过削减离心泵扬程节约的能量为ΔP=(H3-H2)Q2η。这就是离心输油泵变频节能的原理。