輸油泵在實際工作中往往需要通過控制輸油泵出口閥門來調節(jié)流量,造成能源的浪費。浦航油庫通過輸油泵電機的節(jié)能改�,保障安�,降低能耗,節(jié)約了能源。本文介紹浦航油庫節(jié)能改造情�,以期通過該事例在�(yè)內推廣節(jié)能技�,對相關單位有所幫助�
引言
輸油泵是長輸管線的動力源,是油庫的心臟,是油庫生產運行中主要能耗設�。在實際工作�,往往出現泵特性和管路特性不匹配的情�,需要通過控制輸油泵出口閥門來調節(jié)流量滿足生產工藝要求,這種流量調節(jié)方式在輸油泵出口閥門前后產生較大的能源消耗在泵出口閥前后,造成能源的浪�。浦航油庫通過輸油泵電機的節(jié)能改造,完全打開泵出口閥門,達到了改善工藝,保障輸油安全的目的,同時降低了輸油單耗,節(jié)約了能源。本文介紹浦航油庫節(jié)能改造情況,以期通過該事例在�(yè)內推廣節(jié)能技�,對相關單位有所幫助�
1 現狀調查
上海浦航石油有限公司油庫承擔了上海地區(qū)兩大機場70%以上的航油保�,油庫至浦東機場油庫長輸管線全長18.4km,是上海航空港的主動�。浦航油庫輸油泵電機額定功率�1000KW/10KV,電機額定轉速為1480r/min,油泵額定流量為1500 m3/h,額定揚�220kPa(m)�2013年運行時�1950小時。由于地�、輸油管阻力等原因,實際運行過程中,輸油泵流量接�2000m3/h,而機場油庫要求流量需控制�1500m3/h左右。目前浦航輸油泵電機沒有調速裝�,只有采用控制出口閥門開度來調節(jié)流量以滿足生產要�。輸油泵出口閥門只允許開度為30%左右,實際流量為1500m3/h左右、揚程約165kPa(m),電機功率為882.77KW�
由于采用原始的調整閥門開度的方式僅僅改變管道的流通阻�,而驅動源的電機輸出功率并沒有改變,增加了電機的負荷與管網泵出口及出口閥門的壓�,出口閥容易損壞、管網壽命降�、油泵葉輪磨損大、電機與油泵振動量大、設備壽命大大縮�,安全系數大大降低,同時無功功率增加,浪費了大量電能,生產用電量�,生產成本不易降低,因此該電機進行節(jié)能技術改造成為當務之��
考慮到實際節(jié)能效果和未來的延展性,我們選擇了高壓變頻改造技�,高壓變頻技術在國內外長輸管線泵機上已使用多�,技術成熟,調節(jié)方便,適用性好,節(jié)能效果明�,能更有效的達到節(jié)能效��
2輸油泵電機變頻調速節(jié)能原�
輸油泵電機的節(jié)能改�
R2為現有工�(出口閥門開度30%)時管網阻力特�,R1為出口閥門全開時管網阻力特�;
S1、S2、S3分別對應全流�、現有工�、調速后特性曲�;
現有工況下,特性曲線S2與R2相交于M2�,M2即為現有工況�,即出口閥門開度�30%時工況點,對應的揚程H2�165kPa(m),目前實際運行流量Q2�1560m3/h�
在變頻狀�(tài)�,離心泵轉速降低為820 r/min左右�,其特性曲線為S3,由于此時泵出口閥被全開,管路特性曲線變?yōu)檩^為平坦的R1,此時S3與R1交于M3點,即為新的工況�,此時保持離心泵排出量不變仍�1560m3/h,但泵的揚程H3降低�135kPa(m),采用降低油泵電機轉速保證滿足輸油量的情況下,通過削減離心泵楊程節(jié)約的能量為H2M2M3H3的面�。這就是離心輸油泵變頻節(jié)能的原理�
3 浦航變頻改造情�
浦航公司的油泵電機為高壓三相異步電動�,該電機本身不具備調速功�,若要調速需增加調速裝置控制電機進行無級調�。變頻調速將工頻電源變換為頻�、電壓均連續(xù)可調的電�,采用多電平技�,將輸出隔離變壓器的多個副邊繞�,分別為各功率單元供�,通過多個IGBT功率單元串聯疊加�,達到完美無諧波高壓輸出,實現電機無級調速運�。該方式可靠性高、穩(wěn)定性強,構造簡�,經久耐用,維護方��
高壓變頻調速系�(tǒng)固然可產生較好的節(jié)能效�,但由于輸油系統(tǒng)屬于油庫生產中的一個重要樞紐環(huán)節(jié),長時間連續(xù)運轉,除對設備本身要求有較高的可靠性之外,在技術方案上必須與現場的工藝特點相結�,充分考慮現場操作的安全�,適用性和方便�。浦航油庫采用了以下技術措施:
系統(tǒng)具備工頻、變頻手動切換功�。一旦變頻系�(tǒng)出現故障,可以切換到工頻�,在變頻系統(tǒng)維修期間可正常保障輸油泵的運�,滿足油庫生產的需��
現場設置、啟�、停止以及緊急停機按�,極大地方便了現場操作人員的操作�
�(yōu)化系�(tǒng)的保護參�,確保輸油系�(tǒng)的連續(xù)平穩(wěn)運行。在應用于輸油系�(tǒng)時對一些保護的參數按實際需要進行設置,避免由于變頻系�(tǒng)的保護過于靈敏而造成輸油泵停�,影響輸油系�(tǒng)的安全平�(wěn)運行�
在變頻調速系�(tǒng)內設置適合于現場實際的報警功�,并對運行的參數,操作情況,故障情況具有詳細的記錄功��
4 油泵電機改造后的節(jié)能效�
浦航油庫長輸管線輸油泵電機采用高壓變頻器節(jié)能改造后,電機轉速降為為820r/min左右,電機功率為468KW左右,節(jié)電率達到47%,既提高了油泵的運行效率,又滿足了生產要�。根據現場運行的參數,油泵每年按1950小時運行,電價為1.30�/度計�,油泵年節(jié)約電費為(882.77-468)×1950×1.30≈105.14萬元�
浦航油泵電機節(jié)能改造的設備投入成本約為80.00萬元,根據以上數據,設備投入回收期不�1�??紤]到高壓變頻調速設備壽命為20��20年內節(jié)省接�2千萬元電�,經濟效益相當可觀�
5 結束�
高壓變頻調速是輸油泵電機的節(jié)能改造的有效途徑,通過調速技�,可以完全打開泵出口�,有效地避免了輸油泵出口閥的節(jié)流損�,同時還較好的減少輸油泵機組的機械沖�、摩損和噪音,提高了安全系數,延長了輸油泵機組的維護保養(yǎng)周期及使用壽�。隨著國家能源緊張嚴峻的形勢,提高能�、節(jié)約能源是國家能源�(zhàn)略的重要目標和措施,浦航公司通過節(jié)能改造,�(yōu)化企�(yè)生產設備,推進技術創(chuàng)�,提高企�(yè)生產能力,增強設備的可靠性和�(wěn)定�,同時達到節(jié)能降耗的目的,具有很好的社會效益�
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