摘要：集输系统联合站动力设备在日常生产中，其自身的动力设备耗能巨大，成为企业节能提效背景下重点整改的环节。在系统动力设备的实际监测中发现，变频对电机的影响、变频泵与工频泵并联运行对泵效的影响，将最终传导至联合站动力设备的整体运行效能。本文就集输系统联合站动力设备运行现状予以了分析，并在实际测量的技术上对集输系统联合站动力设备运行效能的影响因素进行了分析，在此基础上提出了提升其动力设备运行效能的有效策略，将为我国集输系统联合站的提速增效提供测量与分析的参考。
关键词：联合动力站；动力设备；分析
新时期以来，我国能源产业将面临日趋严峻的发展压力，结构和产能要与人民幸福生活匹配，更好地服务于工业生产、城乡建设及居民消费。集输系统作为油气生产的主要环节，是确保能源安全稳定生产重要节点。集输系统中存在着大量的动力设备，其运行效率对联合站的生产运营将产生巨大的影响。在企业节能减排的大背景下，如何提升集输系统联合站动力设备运行效能，使之成为联合站生产效益的“第二增长点”成为联合站管理和工作人员值得深入探索的问题。本文以某集输系统联合站为例，就其动力设备进行了整体的情况进行分析，以找出联合站动力设备效率偏低问题的成因，从而为联合站管理部门拟定改造方案提供参考。
1.集输系统联合站动力设备运行现状
油气集输是井口开始，利用工艺管网收集并进行预处理的工艺模式，在油气生产中被大量的使用。自在生产过程中采用半自动化、密闭管道式作业模式，其工艺设备涵盖了进站阀组、加热炉、油气分离缓冲器、外输泵等设备，它担负着油田原油集污水的收集、处理和输送任务。在日常生产过程中，其自身的动力设备耗能巨大，成为企业节能提效背景下重点整改的环节。在对联合站动力设备的调研中发现，联合动力站的动力设备能耗主要集中在泵组和电机组两大环节。此次研究中，以油田地面工程设计节能技术规定SYJ44— 90为标准，并参考离心泵性能测试GB3216— 90和中小型异步电机实验方法GB1032— 90，对上述两大环节展开测设和分析。这一测量的过程中，紧扣流量、扬程、电机效率三大环节。其中，在测量中应注意①采用泵出口管线安装的腰轮流量计计量流量，该流量计经0.2级标准流量校验后方能使用。②计量泵扬程中加上测压点至法兰间由于摩阻所造成的水头损失③电机效率测设中，机械消耗、电机铁芯涡流损失及杂损可参照电机生产厂家给出的参数值，而对于定子铜损及转子铜损需根据测算公式进行实际测量。对测量结果的整体分析后发现：该联合站动力设备能力存在有一定的闲置现象，部分动力设备达不到额定的要求。泵效也处于一个相对较低的水平，多处于额定的低效区。这些都在一定程度上导致集输系统联合站动力设备运行整体效能偏低。
2.集输系统联合站动力设备运行效能的影响因素
2.1 变频对电机效率的影响
在此次研究的数据分析过程中发现，电机的变频对电机效率影响较大。外输泵电机、脱水泵电机、污水泵电机都存在着不同程度的因电机频率的下降而导致电机效率下降的情况。如在对污水泵电机的评测中显示，当电机频率由50Hz下降到17Hz的过程中，电机的效率也由高效区的84%下降到最终的61%。而不可忽视的是，电机的基础损耗较为恒定，主要是由其电机自身的结构所决定，基本不随电机运行频率的下降而产生变化。因此，电机频率下降运行的情况下，电机整体效率的下降。
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2.2 变频泵与工频泵并联运行对泵效的影响
在对泵效的测量中显示，对泵效的影响主要来自于变频泵和工频泵的联合运行，而这一影响在工频泵的数据评测中更为明显。以联合站两台联合运行的脱水泵为例，一台为工频泵，一台为变频泵。变频泵的频率为40Hz时，泵效为71%，而此时工频泵的运行效率仅为26%。对这一问题的深入分析中发现，因变频泵和工频泵采用并联的方式，其二者的扬程相等。在并联泵的运行过程中，由于变频的作用，导致变频泵的实际扬程要运远低于其额定扬程，在这一情况下，工频泵的实际扬程与额定扬程相比也将大幅的萎缩。
2.3 泵出口节流对泵效的影响
不可忽视的是，泵出口的流量也是导致泵效波动的一个重要原因。以该联合动力站的外输泵为例，该型外输泵的额定扬程为76m，额定的流量为161m3/h，而其在实际的运行中流量为14 m3/h，泵效仅为29.1%，存在着较大的节流损失。对这一原因的分析中发现，其主要的成因为：当外输泵的出口流量调节时，外输泵的输出轴功率并未发生改变，而管道特性曲线却在此时出现变化，进而导致系统的工作点发生迁移，从而造成外输泵的有用功率减少，无用功率增多，最终导致外输泵整体泵效的下降。
3.提升集输系统联合站动力设备运行效能的有效策略
3.1对集输系统联合站的评测过程中，所发现的节流损失较为严重的外输泵等设备，应采用叶轮切割的方式进行改造，或在系统内定点替换流量较小的泵，从而实现集输系统联合站对泵效利用率的提高。
3.2此次在分析过程中发现，变频泵和工频泵的并联效果不佳，成为动力设备运行损耗的重要因素。因此，在对系统动力设备的改造过程中，应更多的采用变频泵，且应尽量的避免变频泵和工频泵的并联设计，以减少后期的泵效损耗。
综上所述，在集输系统联合站动力设备运行过程中，将不可避免地将出现动力损耗的问题。集输系统联合站动力设备运行效能提升作为集输系统联合站管理中的重要环节，其节点控制的效能直接决定集输场站动力设备运行的整改效果。而集输系统联合站动力设备运行能力的提升是一系统化问题，联合站应在制度的完善、设备的投入、人才储备等层面予以关注，助推科学而合理地提升集输系统联合站动力设备运行效能这一目标的达成，实现集输系统联合站生产效益和经济效益的双提升。
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论文作者:冯亚芬,杨涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：动力设备论文; 系统论文; 电机论文; 扬程论文; 效能论文; 过程中论文; 效率论文; 《基层建设》2019年第17期论文;