長輸原油管道主要耗能設(shè)備節(jié)能測試與分析

劉國豪張帥施若思任波濤王宏 張廣超

（1.中國石油管道研究中心；2.西安長慶科技工程有限公司；3.中國石油管道公司濟南輸油分公司；4.中國石油管道公司生產(chǎn)處；5.中國石油西部管道公司獨山子輸油氣分公司；6.中國石油西部管道公司新疆輸油分公司）

輸油泵和加熱爐是輸油管道系統(tǒng)兩種主要的耗能設(shè)備，在運行過程中，降低設(shè)備的能量損失和燃料消耗十分關(guān)鍵，通過對這些耗能設(shè)備進(jìn)行節(jié)能測試和結(jié)果分析，有助于及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行改進(jìn)，對于降低輸油成本、提高安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益非常重要。下面以某條輸油管道的輸油泵和加熱爐節(jié)能測試為例，詳細(xì)說明測試過程和結(jié)果分析，對應(yīng)提出技術(shù)和管理方面的節(jié)能改進(jìn)意見。

1 測試方法與結(jié)果

1.1 測試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

輸油泵測試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 16666—1996《泵機組液體輸送系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法》、GB/T 12497—2006《三相異步電動機經(jīng)濟運行》、Q/SY GD 0015—2009《輸油泵機組節(jié)能監(jiān)測方法》；加熱爐測試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為SY/T 6381—2008《加熱爐熱工測定》；結(jié)果評價依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為SY/T 6837─2011《油氣輸送管道系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范》。

1.2 加熱爐測試結(jié)果

共測試加熱爐23臺次，綜合合格率為21.7%。其中排煙處空氣系數(shù)的合格率為73.9%；排煙溫度的合格率為43.5%；爐體外表面平均溫度的合格率95.7%；熱效率的合格率56.5%。具體結(jié)果見表1。

表1 加熱爐測試結(jié)果匯總

從測試結(jié)果可以看出，A站2#、C站1#、2#加熱爐各個負(fù)荷下的排煙溫度均偏高，排煙熱損失大，導(dǎo)致熱效率偏低，運行不合格；各臺加熱爐正常運行時的煙氣含氧量偏高，經(jīng)過節(jié)能測試人員現(xiàn)場調(diào)節(jié)油風(fēng)配比后過?？諝庀禂?shù)明顯下降，提高了熱效率。

1.3 輸油泵測試結(jié)果

共測試輸油泵6臺次，綜合合格率為50%。其中功率因數(shù)的合格率為100%；機組效率的合格率為83.3%；節(jié)流損失率的合格率為66.7%。具體結(jié)果見表2。

表2 輸油泵測試結(jié)果匯總

從測試結(jié)果可以看出，A、C、D三個站的輸油泵機組的功率因數(shù)均滿足評價標(biāo)準(zhǔn)SY/T6837─2011《油氣管道輸送系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范》的要求，達(dá)到了合格水平；C站的2臺輸油泵機組1#、3#均在大流量區(qū)運行，由于進(jìn)行了節(jié)流，節(jié)流率均超過標(biāo)準(zhǔn)要求小于10%的要求，節(jié)流損失很大；輸油泵機組效率在正常運行工況下，即單泵額定流量附近時，A站4#、D站2#泵機組在高效率區(qū)內(nèi)工作，監(jiān)測的效率指標(biāo)全部合格且達(dá)到節(jié)能評價值。

2 運行中存在的問題

2.1 加熱爐

1）加熱爐的受熱面積灰嚴(yán)重。透過爐前的看火孔，可看到爐膛內(nèi)的爐管積滿厚厚的黑灰和條紋壯的白灰，過厚的積灰嚴(yán)重削弱了爐管的換熱能力，最為嚴(yán)重的是大量條紋狀的白灰大大惡化了爐膛輻射換熱的性能。

2）操作人員對新型燃燒器的調(diào)節(jié)技能掌握不夠。在測試過程中發(fā)現(xiàn)，被測三個站的加熱爐，在調(diào)節(jié)前都出現(xiàn)配風(fēng)嚴(yán)重過大或不足的情況，而調(diào)節(jié)時，完全由燃燒器廠家的技術(shù)人員進(jìn)行，除C站外，其它兩個站沒有技術(shù)人員或操作人員在場協(xié)助或?qū)W習(xí)。

3）燃料計量儀表不準(zhǔn)確。

4）爐前及爐膛后防爆門端面的爐體保溫欠佳。

2.2 輸油泵

1）C站的2臺輸油泵機組1#、3#均在大流量區(qū)運行，節(jié)流閥開度為30%，節(jié)流損失很大。

2）電動機功率因數(shù)有待提高，減少無功損失。

3）測試過程中遇到站上有輸油泵被動停車情況發(fā)生。

3 提高耗能設(shè)備效率的節(jié)能措施和建議

3.1 加熱爐方面

1）加強爐管清灰。如增加爐膛的爐管表面清刷頻率、加強對流管束的吹灰頻率或力度等。

2）強化技術(shù)人員和操作人員對加熱爐油風(fēng)配比調(diào)節(jié)的技術(shù)培訓(xùn)。組織相關(guān)教材強化學(xué)習(xí)及考核等。

3）加強燃料計量儀表的檢驗。

4）試驗、推廣使用可增強爐膛輻射換熱的涂料。

5）加熱爐大修時，注意加強爐前和防爆門端面的爐體保溫。

6）進(jìn)行燃油改燃?xì)鈺r，注意燃燒器對天然氣的氣壓適用范圍。

7）對于加熱爐的尾部受熱面不夠可考慮請專業(yè)的加熱爐設(shè)計廠家進(jìn)行測試和換算來確定。

3.2 輸油泵方面

1）雖然泵的功率因數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，但各臺泵機組的電動機功率因數(shù)還有提高的余地，建議加裝無功補償裝置提高功率因數(shù)，以便節(jié)約電能。

2）D站在大流量生產(chǎn)運行時，應(yīng)選擇兩臺工頻輸油泵機組并聯(lián)運行，避免泵機組在大流量區(qū)工作的變頻設(shè)備的變壓、變頻整流帶來的能量損失。

3）對于節(jié)流損失較大的輸油泵，建議進(jìn)行拆級改造或更換相同輸量低揚程輸油泵，電動機在條件允許情況下更改成變頻電動機。

4）測試過程中遇到站上有輸油泵被動停車情況，建議定期進(jìn)行振動故障診斷測試，做到故障預(yù)防，避免類似被動停車情況發(fā)生。

4 小結(jié)

通過對某條實際輸油管道中的加熱爐和輸油泵進(jìn)行節(jié)能測試，分析了機組運行存在的問題，提出了節(jié)能改進(jìn)建議。由于測試結(jié)果具有代表性，因此長輸原油管道主要耗能設(shè)備節(jié)能測試與分析可為其他管道系統(tǒng)開展節(jié)能測試工作提供參考。