外输泵优化运行技术研究

摘要：“十五”以来，喇嘛甸油田在生产规模不断扩大的前提下，能耗整体呈下降趋势，下降幅度为15.2%。近几年，由于调整集输系统的整体布局， 采用新工艺、新技术和新型油气处理生产设备，通过实施老站技术升级改造，使集输系统效率有了一定提高，集输系统的能耗总体上也呈下降趋势，但效果不是很明显，下降幅度仅为6.9%，因此集输系统仍具有一定的节能潜力。经计算，集输系统能耗约占油田生产总能耗的12%，分离转液系统的能耗占集输总能耗的91.4%，而集输系统的能耗节点主要是外输泵和掺水泵，为此，加大了对集输系统机泵的测试力度。在对全厂集输系统现状调查的基础上，通过分析近几年的现场机泵测试数据，对外输系统能耗情况及潜力进行深入研究。

关键词：外输能耗 潜力分析 解决措施

1、外输系统运行现状

随着喇嘛甸油田进入特高含水开发后期，转油站设备老化导致吨油生产成本增加。截止2008年8月，喇嘛甸油田集输系统共建有转油站47座（其中转油放水站7座），配备外输泵153台，在线运行60台，设计分离转液能力43.93×104m3/d，经计算，集输系统能耗约占油田生产总能耗的12%，分离转液系统能耗占集输总能耗的91.4%。

“十五”期间及“十一五”前两年，通过优化调整集输系统布局及功能，完善发展优化技术，地面系统在油水井逐年增加的基础上，集输系统进行转油站优化合并16座，减少转油站8座，减少运行机泵31台，减少运行加热炉16台，少建各种站39座，年节电1478×104kw.h，年节气1002×104m3。通过对老站技术实施升级改造，集输系统效率有了一定提高，集输用电单耗有小幅度下降。

2、测试情况及存在问题

2008年对全厂在运外输泵进行了抽查测试，共抽查28台外输泵，平均泵效为61%，平均单耗0.425kW.h/t，平均功率因数0.87，平均站效23.83%，详细测试数据见附表1。

表1外输低效泵统计表

序号 站号 外输泵型号 泵效(%)

1 喇405 YD200-30×3 53.0

2 喇150 G200D43A×3 41.1

3 喇111 DYK150-30×4 54.5

4 喇431 150D-30×5 52.2

5 喇807 YD280-43×3 59.1

6 喇102 YD150-50×2 40.4

7 喇331 150D-30A×4 59.6

8 喇400 KYK150-30×3 56.2

9 喇230 200D43A×3 51.6

通过对测试数据分析及理论研究，发现目前外输泵运行效率低; 外输泵排量不匹配、能力过剩; 个别变频外输泵，运行效果不理想等问题仍然存在.

3、优化运行技术措施研究

3.1 提高输油泵机组运行效率方案及措施

针对引起机组运行效率低的情况，拟定提高运行效率的多种方案，并制订了相应的技术措施。对电机负载率较正常、但泵效很低的机组，采用换泵不换电机的方案，力求机泵匹配合理。

对上述方案的实施，必须考虑输油泵所在联合站、集输小站的生产情况。按照工程实施过程不能影响正常生产的原则，该方案只要准备充分，所需施工时间可以很短。2008年节能项目规划中，决定更换10台低效外输泵，估算投资60万元，年节电66×104kw.h，投资回收期1.8年。

3.2 变频器合理调控

采取变频调速技术，来改变电机频率，平稳调节外输泵的电机转数，取代靠单流阀和泵出口阀门的开启程度来调节流量，降低电能消耗，减少泵管压差，提高外输泵运行效率，降低运行成本。

针对安装了变频器的外输泵泵效过低的情况，建议应用变频调速技术时，应该注意以下几点:

(1) 变频调速调节范围不能过大, 避免调速泵和配套电机进入低效区。一般在75%～100%之间, 并应进行工艺计算。

(2) 在调速与定速联合输油时，最好采用调速泵的工频高效区扬程略高于定速泵的变频调速模式；或者(通过计算)考虑并联运行泵全部的变频的调速模。

(3) 变频变压输油优于变频恒压输油。

(4) 变频调速适用于流量不稳定、变化频繁且幅度较大、经常流量明显偏小以及管路损失占总扬程比例较大的输油系统。

(5) 变频调速不适用于流量较稳定、工况点单一以及静扬程占总扬程比例较大的输油系统。

在2008年节能项目规划中，决定安装6台外输泵变频，估算投资90万元，年节电149.6×104kW.h，投资回收期1.2年。

3.3 外输泵合理匹配

随着产液量的逐年降低，转油站负荷率呈下降趋势，部分转油站存在站内设备不匹配、能力过剩的问题。主要表现为输油泵排量大，与实际流量严重不匹配，外输负荷率过低的11座站平均负荷率为46%。针对这种问题，外输系统应按照现有工况及变化趋势合理配置外输泵，根据实际情况，对于泵排量与实际流量不匹配的站，采用大泵换小泵、阶梯搭配的措施。再匹配相应的小容量变频器，不仅节省投资，而且单耗还会降低。在2008年节能项目规划中，决定更换小排量外输泵8台，估算投资48万元，年节电70×104kw.h，投资回收期1.37年。

4、结论及认识

一是要提高输油系统效率，达到节能降耗的目的，最主要的是根据预测产液量，合理确定设计规模，使整个外输系统在经济高效区运行。

二是对于额定排量远大于实际排量的转油站，采取大泵换小泵，输油泵型号阶梯搭配等措施，避免“大马拉小车”的现象出现，提高外输泵负荷率，降低外输单耗，杜绝能源的无谓浪费。

三是在平时的日常管理中，应注意根据实际运行参数的变化情况，进行合理控制, 使外输泵在高效区附近工作，同时保证全站的平稳外输。必要时可以选择对外输泵进行拆级、加机械密封等技术改造措施，来提高泵效。

四是转油站外输系统流量波动时易导致泵管不匹配，压差较大，节流损耗大，不能保证泵在经济高效区运行。建议对没有安装变频器的转油站安装变频；已安装变频运行效果不理想的转油站，根据实际情况，调整配套设施，保证变频器在高效区运行。

参考文献

[1]张德文、杨俊岩.《提高稠油集输输油泵运行效率研究》.油气田地面工程 .第22 卷.第11 期

[2]戴群.《影响离心输油泵变频调速节能效果的主要因素》.油气田地面工程.第26 卷.省略。