油气集输系中输油泵在线监控与自动控制技术

[摘 要]输油泵机组是原油集输系统的关键设备。这些设备能否安全运行关乎到整个企业生产是否正常运作。对泵组进行安全监测，实时反映泵组的运行状态，并且对有故障或者潜在故障的设备进行科学分析，这些都是现代化生产和科学发展必然要求。输油泵在长期的使用中，由于种种因素，难免会存在一些问题，如电机损坏、油泵抽空等，其主要原因有两点，一是缺乏有效的监控，二是缺乏合理的诊断。就输油泵本身来说，其转子转动的距离较长，再加上长时间的使用，很容易引起轴承温度升高，或某些部件出现异常振动。因此，必须实施有效监控，对其各个部分都做好实时检查，确油泵平衡性。随着技术条件的不断改善，如今输油泵已实现了在线监控和自动控制功能。

[关键词]集输系统；输油泵；在线监控；自动控制功能；维修

中图分类号：U244 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0110-01

在油气集输系统中，输油泵发挥着至关重要的作用，关系着集输系统能否稳定运行。本文对其所采用的技术做了详细分析，并谈了其维修保养工作，最后对其如何能实现经济运行进行分析。输油泵在油气集输系统中十分关键，在长期的使用中，由于种种因素，难免会存在一些问题，如电机损坏、油泵抽空等，必须实施有效监控，对各管道、结合处、轴承温度、油仔细检查，确油泵的平衡性。本文对运行的负载率、机泵选择、外输油温度、变频调速技术等、维护和经济运行做了分析和改进，有利于系统安全稳定性的提升。

一、输油泵的在线监控系统

1、系统构成

构成硬件系统的主要部分包括四部分，一是传感器，二是传输电缆，三是控制柜，四是 PC 机。通常情况下，由传感器负责对输油泵状态等信息的采集工作，并将所得信息转换成相应的信号，借助传输电缆将信号发送至控制柜，由控制柜对其进行处理，将最终的数据信息保存到 PC 机上。主要是对现场的实际信息进行采集，通常有两种采集方法，一是人工采集，二是智能采集。前者对各种通道、不同的频率等信息都能采集，且不容易发生意外，但工作人员必须具备相当专业的知识和足够的实践能力。后一种采集方法需建立一个数据库，此方法操作简便，智能性也很高，实用性较强。

2、监测条件

在目前国内使用较多的输油泵种类中，离心泵体积小、质量轻，维护工作也较为简单，因其属于旋转机械的一种，还具备连续旋转的优势，使用范围较为广泛。输油泵的主要监测参数有二，一是离心泵的诊断参数，二是输油泵的性能参数。前者又可分为泵的转速。叶片数目以及齿轮轴承等参数，后者主要包括S功率、油温、进口出口压力以及汽蚀余量等。弹性联轴器完成了电机和输油泵的连接工作，轴承使用的是滑动性轴承，和底座属于同一个整体。系统要进行数据采集工作，首先要确定测点。对于测点的选择，在准确度得到保证的情况下，一般都是遵循以最少的测点获取最多信息的原则。在选择测点时，除了考虑仪器的摆放位置（接近待测位置），结构件的刚度等诸多因素也应在考虑范围之内，而且传感器的安装拆卸是否方便也是一重要因素。泵轴承、泵壳以及电动机的轴承等是一些较为常用的测点，也可根据具体情况作更为适合的选择。

二、输油泵的维护保养工作

1、对各管道和结合处进行仔细检查，确保无松动痕迹；保持输油泵的灵活性；往轴承内加倒油时，油位应位于油标中心线处且油要及时更换；拧下饮水螺塞。灌注引水；将闸阀、进口的真空表和出口的压力表关掉。然后将电机打开，看其是否能正常运行，最后逐步打开闸阀。

2、在运行时，轴承温度不超过35℃，最高不超过 80℃，一旦输油泵发生异常情况，应立即停下共作查找原因。

3、关于油的更换，在输油泵使用的第一个月，每隔100小时更换一次，以后每隔500小时更换一次。定期对轴套进行检查，如果磨损严重，应及时更换。在冬天，为防治冻裂，需打开螺塞，放干净介质。如果输油泵工作时间太长，应将其拆开，擦干水分尘土，在结合处涂膜适量的油膜加以改进。

三、输油泵的经济运行

1、影响输油泵经济运行障碍

（1）运行的负载率。生产工艺常会有不同的要求，导致外输油泵的运行负载率也不固定，而负载率的频繁变化，会在一定程度上阻碍外输油泵的经济运行。如果其负载率处于一个较高的值（通常要≥ 0.6），说明工作效率较高，相应的经济性也好。但在实际中，生产工艺和季节都处在经常变化之中，负载率多数情况下都是低值，因此，工作效率和经济性也较差。在运行负载率小于1的情况下，工作效率和负载率成正比；相反，如果负载率大于1，工作效率与其成反比。（2）机泵选择。外输油泵和电动机在型号、实际负荷等方面的搭配程度也会对其经济运行产生影响。在给输油泵选择电动计时，应遵循适当原则，设计裕量尽量不超过10%。在系统设计过程中，常会出现一些问题，如向上靠档、宁大勿小等，从工艺上提出流量时加系数，在选择机泵和电动机时再加系数，会导致部分机泵在实际中的运行效率很低。 （3）外输油的温度。原油的温度决定着原油的粘度，温度上升则粘度降低，温度下降则粘度升高。温度变化导致粘度发生变化，粘度一旦变化，泵的负载也会发生相应的变化，从而引起电机效率和功率因数的不稳定。当原油的粘度较低时，电机的运行效率也随之降低；若原油的粘度过高，超过了设计值，则电机负载也错过了最佳值，最终还会导致运行效率下降。（4）外输油泵的控制。外输油泵大都存在着一定的高效运行区域，如果是对单台的输油泵进行控制，应尽量将其保持在高效运行区，为预防负荷出现大幅度波动的情况，需将进出口阀门的角度调到最佳，将损失降到最低。如果是对并联的多台输油泵进行控制，应结合其各自特点，选择与其相对应的运行方式，以保证整个机组都在高效运行区。

2、外输油泵经济运行的策略

（1）优化泵的内部结构，引进变频调速技术。集输系统大都对泵能有要求限制，令其在高校区运行，可结合扬程、流量考虑，用实用性较高的高效泵换掉固有的低效泵。比如离心式输油泵负载率较低，可选择往复式容积泵等进行替换。对那些在高效区以外的泵，可依据其性能对叶轮进行适当的切割，以保证输油泵的高效运行。而在实际中，由于长时间的使用，输出流量会低于额定流量，对此则可以引进变频调速技术。（2）对其运行参数加以控制。对原油的温度加以合理控制有利于输油泵的经济运行，在保证原油安全的基础上，温度应结合电耗和热耗综合考虑，在电热经济性得到保证的情况下，为避免原油因粘度过大增加输管网的阻力，需提升原油的温度。（3）有些输油泵的运载负荷变化较大，为减少其电耗，变频调速技术无疑力监控改为液位监控，有利于系统安全稳定性的提升。

参考文献

[1] 崔海莉，赵海俊，陈鹏.输油泵性能监测与故障分析[J].石油化工设备，2012，41（04）：213-215.