魯寧輸油管線主要承擔(dān)勝利油田原油外運(yùn)，以及黃島進(jìn)口原油外輸至儀征的任務(wù)，是保障沿江煉化企業(yè)生產(chǎn)的一條主要的生命線。該線1977年投產(chǎn)，自北向南有13座泵站，全長(zhǎng)655．37 km，設(shè)計(jì)運(yùn)行最高工作壓力4．2 MPa，寧陽(yáng)輸油泵站為其中的一站。全線采用串聯(lián)泵旁接油罐工藝流程運(yùn)行，由于受油田產(chǎn)量和進(jìn)口油量影響，魯寧線輸油量為每月135萬(wàn)t左右不定。變頻改造前在寧陽(yáng)輸油泵站前2臺(tái)輸油泵運(yùn)行滿足不了輸油任務(wù)的需要、必需采用3臺(tái)輸油泵運(yùn)行時(shí)，由于受管道允許承壓范圍限制，第3臺(tái)泵的出口閥門(mén)開(kāi)度較小。實(shí)際參與運(yùn)行的第3臺(tái)輸油泵出口閥門(mén)開(kāi)度一般在3O度左右，造成出口閥門(mén)的前后存在著較大的泵管壓差，泵出口閥門(mén)的節(jié)流造成了大量的能源損失，特別是第3臺(tái)輸油泵節(jié)流損失較大、耗電量大，降低能耗尤為重要。為此決定對(duì)第三臺(tái)輸油泵進(jìn)行變頻改造，選用北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的額定容量為2250 kVA，型號(hào)為HARSVERT-A06／220的高壓變頻器，希望通過(guò)變頻運(yùn)行來(lái)滿足各種工況下的運(yùn)行要求、降低能耗。

一、變頻調(diào)速系統(tǒng)

1、主回路方案

通過(guò)對(duì)寧陽(yáng)輸油泵站變頻改造方案的論證，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。變頻器的選型充分考慮到了所應(yīng)用場(chǎng)合使用工況條件的最惡劣情況，留有足夠的設(shè)計(jì)裕度和必要的保護(hù)措施。變頻系統(tǒng)電氣主回路方案如圖1 所示。

圖1 主回路方案

2、控制方式

結(jié)合寧陽(yáng)輸油泵站的實(shí)際運(yùn)行情況，輸油泵電機(jī)組變頻器以出站壓力為控制對(duì)象，壓力傳感器檢出出站壓力，作為反饋信號(hào)送給壓力調(diào)節(jié)器，并與出站壓力給定值比較，得到的輸出作為變頻器的頻率指令，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，控制出站壓力保持恒定。投用后運(yùn)行結(jié)果證明，該變頻器的選型符合運(yùn)行要求，對(duì)第三臺(tái)泵的控制效果達(dá)到了預(yù)期節(jié)能目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了上述控制策略及遠(yuǎn)方操作和就地操作功能。對(duì)于整個(gè)多臺(tái)泵構(gòu)成的串聯(lián)泵組，使用變頻調(diào)速控制后節(jié)能效果也很明顯。

三、變頻改造后應(yīng)用效果

1、節(jié)能效果

變頻改造后，根據(jù)軸功率與轉(zhuǎn)速間的接近立方正比關(guān)系，節(jié)電效果很好。依據(jù)目前的實(shí)際情況來(lái)看，魯寧線每月135萬(wàn)t輸油任務(wù)，完成同一輸量下，輸油泵耗電主要決定于泵的入口和出口壓力以及泵電機(jī)的效率。對(duì)多臺(tái)串聯(lián)泵構(gòu)成的輸油泵電機(jī)組，最后一臺(tái)輸油泵出口壓力越高機(jī)組耗電越多。變頻改造后最后一臺(tái)輸油泵出口壓力比改造前降低了1.16MPa。相關(guān)的其他參數(shù)如下表所示：

表1 寧陽(yáng)輸油泵站變頻改造前后運(yùn)行參數(shù)一覽表

由上述實(shí)際運(yùn)行參數(shù)表可以得出寧陽(yáng)站日均節(jié)電約2．15萬(wàn)kWh，在目前輸量下變頻器實(shí)際年運(yùn)行天數(shù)按200天計(jì)算，寧陽(yáng)站每年可節(jié)電430萬(wàn)kWh，按0．7元／kwh計(jì)算年節(jié)電費(fèi)用為3O1萬(wàn)元人民幣。改造后的第一年就可收回投資，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合魯寧線目前的實(shí)際情況，如果對(duì)全線其他泵站參與運(yùn)行的第3臺(tái)輸油泵電機(jī)組加裝變頻器，節(jié)能效果將更為可觀。

2、變頻改造后其他應(yīng)用效果

變頻改造后在取得巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)還減少了輸油泵機(jī)組的機(jī)械沖擊，降低了運(yùn)行中的磨損和噪音，延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命，延長(zhǎng)了輸油泵機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng)周期、增加了整個(gè)機(jī)組的使用壽命等方面的間接經(jīng)濟(jì)效益。變頻調(diào)速響應(yīng)快方便了母管油壓的調(diào)節(jié)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

輸油泵機(jī)組高壓變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)輸油系統(tǒng)節(jié)能的有效技術(shù)途徑。它將閥門(mén)節(jié)流工況調(diào)節(jié)方式改為輸油泵的轉(zhuǎn)速改變來(lái)調(diào)節(jié)工況的方式，具有調(diào)節(jié)方便，節(jié)減能耗的特點(diǎn)，泵出口閥全開(kāi)可有效避免輸油泵出口閥的節(jié)流損失，取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HARSVERT系列變頻器可靠性高、性能價(jià)格比較高、已有廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)。