仁寿离心泵机组变频调速节能运行稳定性规律

　　（兰州军区联勤部油料监督处）聂世全：离心泵机组变频调速节能运行稳定性规律，油气储运，2001，20（8）M48.对节能率的概念，并通过大量计算数据，绘制出了不同条件下相对节能率特性曲线、功率减小量特性曲线，对机组调速节能及运行稳定性规律进行了分析，提出了油库离心泵组应用变频调速技术需要注意的问题。

　　变频调速运行三相异步电动机变频调速是一项成熟的新技术，近几年来，在日本、德国、丹麦等发达已得到广泛应用，我国在机械制造、石油工业等行业应用较多。目前，变频调速技术已逐步应用于油库输油系统、汽车零发油系统。现通过对某油库离心泵机组应用变频调速技术后节约经费的实际计算，对节能及运行稳定性规律进行探讨=一、节能率的概念离心栗机组应用变频调速技术，与采用传统节流调节方式不同的是，将泵轴功率减小量（用IV表示）和泵轴功率量的百分比，定义为泵的相对节能率（用识表示）。相对节能率是反映离心泵机组变频调速后节能效果的重要指标。

　　离心泵机组应用变频调速技术，在坐标上将表示少与调节流量（Q/.）之间变化规律的曲线曲线），或与油泵扬程之间变化规律的曲线（/1，一少曲线）定义为离心泵的相对节能率特性曲线。引人相对节能率特性曲线概念，有利于揭示少变化及离心油泵运行稳定性规律，能直观地反映变频调速后节能效益及泵运行稳定性情况。1稳定性节能率研究3、功率减小置特性曲线离心泵组应用变频调速技术，在坐标上将表示AiV与之间变化规律的曲线―AiV曲线），或表示与弋之间变化规律的曲线<~一'曲线），定义为泵的功率减小量特性曲线：引入功率减小量持性曲线概念。有利于揭示IV变化及油泵运行稳定性规律。可直观反映变频调速后的节能及油杲运稳定性情况。

　　在输油系统油泵机组变频调速工作状态下，有时出现油泵工作点偏离高效工作区的现象，引起油泵工作效率急剧下降，功率剧增，泵组工作极不稳定，终无法工作。在相对节能率、功率减小量特性曲线中。将这些非稳定工作点分布的区域定义为非稳定工作区，以便于对油泵在变频调速状态下进行工作稳定性分析。

　　二、相对节能率计算公式//一'扬程，m；Q——H特性曲线若采用变频调速（P点）。其轴功率为：若采用出口节流调节（T点），其轴功率为：故应用变频调速技术与采用传统的节流调节方式的泵轴功率减小量IV为：2、功率减小置根据相似定律。相似工况点效率相等。尸点和M点是相似工况点。心=7，。知可在油泵说明书中查到，因此：3、相对节能率三、离心泵组变频调速节约经费计算某油库储油罐为半地下式油罐、地面油罐两种设置，布局分散，储存汽油和柴油，单泵实际工作流量为130m'/h，设计选用3台油泵，其中汽油、柴油泵各一台，备用泵一台。欲新建输油泵站一座，要求离心泵组应用变频调速技术，能接卸铁路油罐车，若遇某罐发生漏油，能快速完成倒罐。计算步骤如下。

　　V泵效率。

　　以柴油为例，按常温考虑，取柴油密度840kg/m3，运动粘度/=0. 1cm2/s，根据储油罐分布、标高、管道规格及相互间距离等已知条件，经工艺计算，绘制出输油管路特性曲线。选用150GY95A型管道油泵，绘制出额定转速下的输油泵特性曲线（见）。该泵额定流量为170m3/h，额定扬程为68.6m，额定效率为0.705，配用电机额定功率为根据相似抛物线公式H=尺Q：，可得出入，= /L./Q通过/5点的相似抛物线方程H=兑=0.00189绘制出相似抛物线（见U相似抛物线与泵在额定转速下的特性曲线交于Af点（见），于是可得出与尸点相似的M点对应参数，）值，即只，=0.65，由大于设备年度折旧费（22000元）。

　　根据一次性投资净增长经费的计算公式：QH特性曲线（泵吸入口正压）表1离心油泵组变频调速运行经费节约数据运行时间（h）输油量（104m3）节约经费在上述条件下，不同运行时间内输送柴油时节约的经费情况见表1.输送柴油、汽油时，在不同Qp、均条件下，分别计算出有关数据并绘制出特性曲线，见。

　　柴油一-Hi曲线，一叶曲线柴油，肀H曲线非稳定工作区四、节能与运行稳定性规律分析（1）在流量一定的情况由可以看出，若液位上升或接收油过程中由低处罐调到高处罐时，即加大时，AV和少总的变化趋势是一致的，即逐渐变小。

　　当Qp远小于额定流量（100m3/h）时，加大，AW、少平缓地变小，说明调速运行中油泵高效区范围大，AiV、少较大。在这种工作状况下，采用变频调速技术比采用传统的阀门调节方式节能效果好，可以保证泵组稳定运行。

　　加大，AiV、呈驼峰状急剧变化。说明调速后泵高效区范围较窄，AiV、少值较低，一旦超出范围，AiV、屮急剧下降。这种接近额定流量的工作状况，并不能说明泵组运行效率低，相反，可能泵组是在篼效区工作。这种状态只能说明此种情况下采用变频调速技术效果不理想，甚至增加了无功消耗，若泵组长时间处于此状态下工作，且工作流量基本恒定，更好关闭或不用变频调速系统。对油库而言，显然工作流量是时常变化的，这就是应用变频调速技术的主要原因。

　　从表1可以看出，变频调速后，节约经费的数额除了与A7V、少有关外，还与年输油量、贷款利率、投资经费、使用年限等有关。

　　弋相对不变的情况从可以看出，在一定范围内时，A7V变化较小，说明油泵工作点在高效区，处于更佳工作状态。Qr值变小，AW变大，Qr很小时，AAT很大Q，。增大至160m3/h左右时（输柴油），A.V急剧下降。说明此状态已超出油泵高效K当变小时。值总的趋势是变人的。当增至160m /h左右时（输柴油），屮急剧下降说明此状态已偏离高效区t在同样条件下，输送柴油比输送汽油节能显著，即输送柴油比输送汽油时更节能。

　　对r轻质油品，由于油料粘度差异影响不大，所以叱不受输送油料品种的影响-远小于额定流量，一般不存在不稳定工作区。戈加大，少、A.Y变化平缓，说明调速时A，可变化范围宽，工作状态稳定。

　　若Q〃接近额定流量，调速易出现不稳定工作区，即泵的效率急剧下降。工作点已超出泵的高效区范围：加大，少、A.Y呈驼峰状急剧变化。A，可变化范围极窄，驼峰左边属不稳定工作区，右边、A入下降速度随着弋增加变化较快，工作不稳定。

　　输油系统设计流量越低于油泵额定数（或高效区），可变化范围就越大曲线变化也越平缓，即在此状态下调速，能够保证油泵稳定地在少较高的状态下工作。

　　（2M，相对不变化的情况从可以看出，当值大到一定程度，即接近或等于油泵额定流量时，调速易进人不稳定工作区。

　　当输油系统设计流量和油泵额定流量（高效工作区范围内）基本一致时，可变化范围极小。Qp值调大，调速极易进入不稳定工作区，少、曲线着Q，。的增加急剧下降，工作不稳定。

　　油果吸入口正压输送油料的情况从可以看出，当/！，<时，即油泵吸人口为正压（例如进行倒罐作业）时，不宜单一调速，否则油泵运行不稳定，甚至无法工作。

　　正确的处理方法是采用传统节流调节和变频调速调节相结合的方式，既能保证油泵稳定工作（相对单一节流调节而言），又具有节能效果。

　　五、应用变频调速技术应注意的问铨针对油库具体情况，认真分析在不同情况T流量变化范围，不同管路系统、不同输送旮度、r、M油料品种及温度下的运行时间，计算出各种悄况离心泵流量的更佳工作范围，确保油泵能够在高效区稳定作工作点的调节流量要尽可能地小于油泵效区流量，以保证油泵变速调节后，能够在较大范围内工作，高效运行，达到既稳定工作又有较好节能效果的目的。

　　设计流量要考虑到应急倒罐、铁路油罐A抢收、抢发的特殊情况。例如，当油杲吸人口为正压时，一般要采用节流和调速相结合的办法，从应用变频技术和规范操作程序两方面一起抓，确保油泵在合理工作点稳定运行t（4）选择离心油泵，首先要尽量选用高效区范围宽的离心油泵，以便在一定范围内调节流量，达到更佳节能效果。其次要选择吸人性能好的离心油泵。保证能够在较低转速下有较好的吸人性能，确保稳定工作。

　　（5）采用调频调速技术时要考虑油泵吸人性能下降的因素，还应考虑变频装置自身有一定的能量损耗。可采用潜油栗、专用喂油泵等措施来消除吸人性能下降的影响。当工作流量在额定流量90%以内变化时，若不考虑倒罐应急作业等特殊要求，则不宜使用变频调速。

　　六、结束语油库油罐布置形式各异，油罐分布散、标高差异大，从功能、工艺设计上，一般要求一泵多用、互为备用，既有接收功能又有发出功能，还要有快速倒措施等。从作业特点上，每次接收铁路油罐车数量上没有规律性，可能一次接收一种油品或多种油品，压力实时监测法在管道泄漏检测中的应用靳春义‘宋春花（中石化管道储运分公司潍坊输油管理处）靳春义宋春花：压力实时监测法在管道泄漏检测中的应用，油气储运，2001.20（8）法，以及实际应用情况。实践证明，通过压力实时监视确定输油管道漏油点的方法在实际输油运行中是切实可行的。

　　主题词输油管道泄漏检测压力波动近年来，不法分子在输油管道上打孔盗油和破坏事件频频发生，据统计，2000年中石化管道储运分公司潍坊输油处所辖6条输油管道发生管道打孔咨油事件近120起。给企业造成了巨大的经济损失，给杯境带来了严重的污染3迅速、准确地确定泄漏点护位置。对于管道停输或降量抢修、打击盗油分子是非常重要的。

　　一、输油管道泄漏点的检测方法输油管道泄漏点检测方法主要分为泄漏直接探t和水力参数检测法=泄漏直接探测法分为直接应用观察、空气监测、噪音监测等方法；水力参数检测法分为管道输量平衡、低压检测、压力波报警等方法。

　　直接探测法由于受地理环境、检测手段和人为因素的影响。难以及时准确地发现管道泄漏点。

　　水力参数检测方法中，管道输量平衡和低压检测法由于受现有输油设备和管道实际流态的制约。不能保证检测的准确性，实用性不强。压力波报警法实用性较强。当管道发生泄漏或盗袖时。因压力变化。会产生压力波。压力波从泄漏点向管道上、下游传递，引起进出该管段的输量不平衡。输油泵电流发生变化。利用该原理。建立管道瞬态模型。实时监测压力的变化，就能及时、准确地判断管道泄漏点的位置3是-次接收13节铁路油罐车。也可能30节Uh：这些特点使油泵运行时额定流量和扬程常常大：干实际输送的油料的流量和扬程，出现“大马拉小车”现象。这就需要对工况进行反复调节。这种传统调节力式除r造成能源浪费外，还易使输油管路产电，f发事故。此外。还使油泵运行不平稳，容易引发输油系统工况恶化。无法正常运转」。

　　油库的特点决定了油泵连续性T作要求高，功能要R多，机动性要求强。变频调速技术解决r油泵功能呷、机动性、战备性要求与效率、安全性、稳定性之间的矛盾，正确应用变频技术较好地实现了离心油泵在更佳工作点运行。科学、经济地实现了