輸油泵機組節能技術探討

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輸油泵機組節能技術探討

1輸油泵機組變頻調速節能技術原理

在過去的一段時間里,為了滿足企業的生產需要,只能根據工況變化進行輸油泵機組的流量的調節。但在這一過程中,進行泵出口閥開度的調節,則導致了出口閥的節流損失。因為,采用閥門進行流量的控制,將使機制承擔一定的功率損耗,并且這一損耗將隨著閥門的不斷關小而增加。而輸油泵機組變頻調速節能技術則是通過改變離心泵轉速進行機組的運行工況的調節,以便實現對機組的控制。從節能原理上來看,在進行離心泵的變頻調速時,管路線路并沒有發生改變。而在這種情況下,輸油泵的特性將主要取決于轉速。具體來講,就是在采用變頻調速技術進行流量控制時,流量與轉速呈現出一次方正比關系,揚程與轉速則為二次方正比關系。此外,軸功率與轉速成三次方正比關系,繼而導致了功率與轉速成三次方的關系下降。所以,采用變頻調速技術,可以使原本需要消耗在閥門上的功率節省下來,繼而取得一定的節能效果。從變頻調速原理上來看,輸油泵機組的變頻調速原理主要是從交流電動機原理中得出的。在公式n=60f(1-s)/P中,f代表輸油泵電機的電源頻率,s代表轉差率,P代表電機極對數。因此,在電源頻率f改變的情況下,電機的轉速就能得到改變,繼而實現對輸油泵的變頻調速。

2影響機組變頻調速的因素分析

在利用輸油泵機組變頻調速節能技術進行輸油泵的控制時,變頻器的調速范圍會受到多個因素的影響。就目前來看,與調速泵并列運行的定速泵可以對變頻器的調速范圍造成一定的影響,而定速泵本身則會受到運行工況變化和管路特性曲線的影響。而一旦變頻器的調速值超出了范圍,其原本的節能效果則會降低。因為,在調速范圍過大的情況下,輸油泵機組的運行效率將會降低。而在相同的工況下,隨著轉速的降低,機組軸功率也會隨之下降。在此基礎上,如果電機輸出功率變化過大,則會影響到偏移額定功率或運行工況頻率,繼而在導致電機效率迅速下降的同時,影響到電機效率。而電機效率一旦降低,則整個輸油泵機組效率也將降低,繼而導致預期的節能效果難以實現。因此,從這可以看出,變頻調速節能技術仍然存在著一定的局限性,需要得到進一步的研究。

3輸油泵機組變頻調速節能技術效果分析

在對輸油泵機組變頻調速節能技術效果進行分析時,可以能夠拖動外輸油泵,并實現對該輸油泵機組的變頻調速的TDCG-200變頻器為例。在運行的過程中,變頻器可以為輸油泵電動機提供調節頻率電源,并實現對電機的無極調速,繼而使管網油壓發生連續變化。而利用壓力發送器進行管網壓力的檢測可以發現,壓力設立單元可以為用戶提供需要的壓力和流量期望值。在變頻器接收到設定信號和壓力反饋信號后,其內部的PID程序將對信號進行計算分析,并進行轉速控制信號的輸出。而變頻器接收到該信號后,則將會進行輸油泵電動機的啟動,并使管網流量壓力上升至設定值。最后,在變頻器輸出功率達到頂點時,變頻器的轉速將會一直下降,直到達到生產需要的預定值。在啟動為50Hz、轉速為1980r/min、輸出量為150m3/h、額定功率為185KW的輸油泵機組上安裝TDCG-200變頻器后,外輸油泵的輸油單耗較之以往降低了0.3W*h/t。而在這種情況下,一年可以進行大約66.87*104KW*h的耗電的減少。按照工業用電電價0.62元/KM*h計算,則可以節約電費4311.78元。所以,從這一結果可以看出,運用輸油泵機組變頻調速節能技術,可以進行企業經濟效益的提升。

4結論

采用輸油泵機組變頻調速節能技術進行機組的控制,可以通過調節離心泵轉速進行工況的調節。而這樣一來,不僅可以避免輸油泵出口閥的節流損失,還可以進行啟動過程中的沖擊的減少,并進行輸油泵保養維護周期的延長。此外,在完成機組變頻后,機組的泵軸和軸承的磨損程度也得到了降低。所以,輸油泵機組變頻調速節能技術的應用,不僅滿足了生產需要,還延長了輸油泵機組的使用壽命,繼而為企業獲得了更多的經濟效益。

作者:林珅 朱萬春 蘇彩虹 單位:中國石化管道儲運有限公司武漢輸油處 中國石化管道儲運有限公司搶維修中心

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