管道站場(chǎng)輸油泵機(jī)組無(wú)功補(bǔ)償節(jié)電效果分析

蒲鎮(zhèn)東 劉國(guó)豪 唐煌 黃杉

（1.中國(guó)石油管道有限責(zé)任公司西部分公司；2.中國(guó)石油管道公司管道科技研究中心；3.中國(guó)石油管道有限責(zé)任公司西部管道甘肅分公司；4.中國(guó)石油管道公司中原輸油氣分公司）

電能消耗是輸油管道主要能耗之一，其中站場(chǎng)輸油泵電動(dòng)機(jī)耗電是電耗中最主要的耗能，占比80%以上，減少電動(dòng)機(jī)電能消耗是各級(jí)技術(shù)人員的目標(biāo)。

管道站場(chǎng)的負(fù)載類型主要為三相異步電動(dòng)機(jī)，屬于感性負(fù)載，大功率電動(dòng)機(jī)運(yùn)行后使站內(nèi)功率因數(shù)較低，電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)功率因數(shù)一般在0.83～0.89，實(shí)際運(yùn)行數(shù)值一般低于設(shè)計(jì)值，實(shí)際值能低到0.75，較低的功率因數(shù)降低了設(shè)備利用率，增加了供電投資，損害了電壓質(zhì)量，降低了設(shè)備使用壽命，大大增加了線路損耗，解決辦法通常是輸油泵電動(dòng)機(jī)就地加裝無(wú)功功率補(bǔ)償裝置[1]。

1 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟砗妥饔?/h2>

通常各站無(wú)功功率補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)原則按照兩級(jí)補(bǔ)償配置，分別是進(jìn)站變壓器處的集中補(bǔ)償和輸油泵電動(dòng)機(jī)的就地單機(jī)補(bǔ)償。其中，進(jìn)站變壓器處，按照電力公司規(guī)定，安裝集中功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，使功率因數(shù)達(dá)到0.9以上，滿足電力公司要求。其次，由于輸油泵電動(dòng)機(jī)單臺(tái)功率大，耗電比重大，因此在變電所配電間對(duì)各臺(tái)輸油泵電動(dòng)機(jī)控制柜均安裝了單臺(tái)就地電容補(bǔ)償裝置，用于補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)的就地?zé)o功功率（圖1），通過(guò)就地?zé)o功補(bǔ)償可以提高電動(dòng)機(jī)和供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，達(dá)到降低供電變壓器及輸送線路到輸油泵電動(dòng)機(jī)之間的損耗、提高供電效率以及電能質(zhì)量、降低電動(dòng)機(jī)電能消耗的目的。

實(shí)際運(yùn)行中，因?yàn)楦髡具M(jìn)站變壓器處的補(bǔ)償國(guó)家電力局有強(qiáng)制要求，因此各站均進(jìn)行了補(bǔ)償并達(dá)到了要求，但是大部分站場(chǎng)內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償裝置由于各種原因沒(méi)有投用，這中間的線路損耗、無(wú)功功率損耗等對(duì)電動(dòng)機(jī)的能耗有著較大影響。

圖1 電動(dòng)機(jī)無(wú)功就地補(bǔ)償裝置示意圖

2 測(cè)試實(shí)例

選擇站場(chǎng)內(nèi)1臺(tái)輸油泵電動(dòng)機(jī)進(jìn)行投用、不投用就地?zé)o功補(bǔ)償裝置2個(gè)狀態(tài)下的電能數(shù)據(jù)對(duì)比分析，考察就地?zé)o功補(bǔ)償對(duì)電動(dòng)機(jī)耗電的影響。輸油泵電動(dòng)機(jī)選擇某一輸油站場(chǎng)常用的6 kV電壓等級(jí)輸油泵機(jī)組，在同一輸量下對(duì)比電參數(shù)的變化情況。

按照GB/T 12497—2006《三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》[2]、GB/T 16666—2012《泵類液體輸送系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測(cè)》[3]、SY/T 6422—2016《石油企業(yè)用節(jié)能產(chǎn)品節(jié)能效果測(cè)定》[4]的要求進(jìn)行測(cè)試和計(jì)算。

2.1 電參數(shù)測(cè)試

該臺(tái)輸油泵額定流量930 m3/h，泵型號(hào)：ZMⅡ630/03，其配用電動(dòng)機(jī)額定功率為470 kW，電動(dòng)機(jī)型號(hào)：3～MOT.1MS4 354-4AN60-Z，該輸油泵電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償投用前后的電參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 輸油泵機(jī)組就地補(bǔ)償投用前后的電參數(shù)

從表1看出，投用補(bǔ)償裝置后，電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率因數(shù)明顯提高，在流量增加4.7%的情況下，無(wú)功功率減少58.68%，輸入有功功率減少6.3%，電流下降17.44%，機(jī)組效率升高4.23%。綜合各項(xiàng)主要參數(shù)看出投用就地?zé)o功功率補(bǔ)償后節(jié)電效果明顯且機(jī)組效率提高。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

按照輸油泵機(jī)組每年運(yùn)行300天，每天運(yùn)行20h，工業(yè)用電每度平均1元計(jì)算，不投用就地補(bǔ)償裝置每年的電費(fèi)為238.45萬(wàn)元，投用就地補(bǔ)償后年電費(fèi)223.38萬(wàn)元。在相同的做功要求下，僅投用就地補(bǔ)償后1臺(tái)輸油泵電動(dòng)機(jī)就能減少15.06萬(wàn)元，每家輸油企業(yè)輸油泵均在數(shù)10臺(tái)以上，總體節(jié)能效益十分可觀。

3 結(jié)論

1）站場(chǎng)輸油泵電動(dòng)機(jī)投用就地?zé)o功補(bǔ)償裝置后，在相同流量或做功需求下，電動(dòng)機(jī)電流下降，有功功率下降，電能消耗下降，節(jié)電效果明顯，節(jié)能效益可觀。

2）已安裝單臺(tái)電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的站場(chǎng)，要重視無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓?jié)電效果，輸油泵啟動(dòng)時(shí)要投用補(bǔ)償裝置，切換機(jī)組后要及時(shí)調(diào)整補(bǔ)償裝置[5]。

3）雖然行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6837—2011《油氣輸送管道系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測(cè)規(guī)范》[6]對(duì)原油泵機(jī)組電動(dòng)機(jī)不評(píng)價(jià)功率因數(shù)，但就地?zé)o功功率補(bǔ)償裝置是否投用對(duì)站場(chǎng)輸油泵機(jī)組的耗電情況有較大影響。建議原油管道站場(chǎng)各站投用電動(dòng)機(jī)側(cè)就地?zé)o功功率補(bǔ)償裝置，提高功率因數(shù)，減少電能消耗。