離心泵機組變頻調速節能運行穩定性規律
發布時間:2019-07-12 11:33:58來源:
(蘭州軍區聯勤部油料監督處)聶世全:離心泵機組變頻調速節能運行穩定性規律,油氣儲運,2001,20(8)M48.對節能率的概念,并通過大量計算數據,繪制出了不同條件下相對節能率特性曲線、功率減小量特性曲線,對機組調速節能及運行穩定性規律進行了分析,提出了油庫離心泵組應用變頻調速技術需要注意的問題。
變頻調速運行三相異步電動機變頻調速是一項成熟的新技術,近幾年來,在日本、德國、丹麥等發達國家已得到廣泛應用,我國在機械制造、石油工業等行業應用較多。目前,變頻調速技術已逐步應用于油庫輸油系統、汽車零發油系統。現通過對某油庫離心泵機組應用變頻調速技術后節約經費的實際計算,對節能及運行穩定性規律進行探討=一、節能率的概念離心栗機組應用變頻調速技術,與采用傳統節流調節方式不同的是,將泵軸功率減小量(用IV表示)和泵軸功率量的百分比,定義為泵的相對節能率(用識表示)。相對節能率是反映離心泵機組變頻調速后節能效果的重要指標。
離心泵機組應用變頻調速技術,在坐標上將表示少與調節流量(Q/.)之間變化規律的曲線曲線),或與油泵揚程之間變化規律的曲線(/1,一少曲線)定義為離心泵的相對節能率特性曲線。引人相對節能率特性曲線概念,有利于揭示少變化及離心油泵運行穩定性規律,能直觀地反映變頻調速后節能效益及泵運行穩定性情況。1穩定性節能率研究3、功率減小置特性曲線離心泵組應用變頻調速技術,在坐標上將表示AiV與之間變化規律的曲線?AiV曲線),或表示與弋之間變化規律的曲線<~一'曲線),定義為泵的功率減小量特性曲線:引入功率減小量持性曲線概念。有利于揭示IV變化及油泵運行穩定性規律。可直觀反映變頻調速后的節能及油杲運穩定性情況。
在輸油系統油泵機組變頻調速工作狀態下,有時出現油泵工作點偏離高效工作區的現象,引起油泵工作效率急劇下降,功率劇增,泵組工作極不穩定,比較終無法工作。在相對節能率、功率減小量特性曲線中。將這些非穩定工作點分布的區域定義為非穩定工作區,以便于對油泵在變頻調速狀態下進行工作穩定性分析。
二、相對節能率計算公式//一'揚程,m;Q——H特性曲線若采用變頻調速(P點)。其軸功率為:若采用出口節流調節(T點),其軸功率為:故應用變頻調速技術與采用傳統的節流調節方式的泵軸功率減小量IV為:2、功率減小置根據相似定律。相似工況點效率相等。尸點和M點是相似工況點。心=7,。知可在油泵說明書中查到,因此:3、相對節能率三、離心泵組變頻調速節約經費計算某油庫儲油罐為半地下式油罐、地面油罐兩種設置,布局分散,儲存汽油和柴油,單泵實際工作流量為130m'/h,設計選用3臺油泵,其中汽油、柴油泵各一臺,備用泵一臺。欲新建輸油泵站一座,要求離心泵組應用變頻調速技術,能接卸鐵路油罐車,若遇某罐發生漏油,能快速完成倒罐。計算步驟如下。
V泵效率。
以柴油為例,按常溫考慮,取柴油密度840kg/m3,運動粘度/=0. 1cm2/s,根據儲油罐分布、標高、管道規格及相互間距離等已知條件,經工藝計算,繪制出輸油管路特性曲線。選用150GY95A型管道油泵,繪制出額定轉速下的輸油泵特性曲線(見)。該泵額定流量為170m3/h,額定揚程為68.6m,額定效率為0.705,配用電機額定功率為根據相似拋物線公式H=尺Q:,可得出入,= /L./Q通過/5點的相似拋物線方程H=兌=0.00189繪制出相似拋物線(見U相似拋物線與泵在額定轉速下的特性曲線交于Af點(見),于是可得出與尸點相似的M點對應參數,)值,即只,=0.65,由大于設備年度折舊費(22000元)。
根據一次性投資凈增長經費的計算公式:QH特性曲線(泵吸入口正壓)表1離心油泵組變頻調速運行經費節約數據運行時間(h)輸油量(104m3)節約經費在上述條件下,不同運行時間內輸送柴油時節約的經費情況見表1.輸送柴油、汽油時,在不同Qp、均條件下,分別計算出有關數據并繪制出特性曲線,見。
柴油一-Hi曲線,一葉曲線柴油,肀H曲線非穩定工作區四、節能與運行穩定性規律分析(1)在流量一定的情況由可以看出,若液位上升或接收油過程中由低處罐調到高處罐時,即加大時,AV和少總的變化趨勢是一致的,即逐漸變小。
當Qp遠小于額定流量(100m3/h)時,加大,AW、少平緩地變小,說明調速運行中油泵高效區范圍大,AiV、少較大。在這種工作狀況下,采用變頻調速技術比采用傳統的閥門調節方式節能效果好,可以保證泵組穩定運行。
加大,AiV、呈駝峰狀急劇變化。說明調速后泵高效區范圍較窄,AiV、少值較低,一旦超出范圍,AiV、屮急劇下降。這種接近額定流量的工作狀況,并不能說明泵組運行效率低,相反,可能泵組是在篼效區工作。這種狀態只能說明此種情況下采用變頻調速技術效果不理想,甚至增加了無功消耗,若泵組長時間處于此狀態下工作,且工作流量基本恒定,比較好關閉或不用變頻調速系統。對油庫而言,顯然工作流量是時常變化的,這就是應用變頻調速技術的主要原因。
從表1可以看出,變頻調速后,節約經費的數額除了與A7V、少有關外,還與年輸油量、貸款利率、投資經費、使用年限等有關。
弋相對不變的情況從可以看出,在一定范圍內時,A7V變化較小,說明油泵工作點在高效區,處于比較佳工作狀態。Qr值變小,AW變大,Qr很小時,AAT很大Q,。增大至160m3/h左右時(輸柴油),A.V急劇下降。說明此狀態已超出油泵高效K當變小時。值總的趨勢是變人的。當增至160m /h左右時(輸柴油),屮急劇下降說明此狀態已偏離高效區t在同樣條件下,輸送柴油比輸送汽油節能顯著,即輸送柴油比輸送汽油時更節能。
對r輕質油品,由于油料粘度差異影響不大,所以叱不受輸送油料品種的影響-遠小于額定流量,一般不存在不穩定工作區。戈加大,少、A.Y變化平緩,說明調速時A,可變化范圍寬,工作狀態穩定。
若Q〃接近額定流量,調速易出現不穩定工作區,即泵的效率急劇下降。工作點已超出泵的高效區范圍:加大,少、A.Y呈駝峰狀急劇變化。A,可變化范圍極窄,駝峰左邊屬不穩定工作區,右邊、A入下降速度隨著弋增加變化較快,工作不穩定。
輸油系統設計流量越低于油泵額定數(或高效區),可變化范圍就越大曲線變化也越平緩,即在此狀態下調速,能夠保證油泵穩定地在少較高的狀態下工作。
(2M,相對不變化的情況從可以看出,當值大到一定程度,即接近或等于油泵額定流量時,調速易進人不穩定工作區。
當輸油系統設計流量和油泵額定流量(高效工作區范圍內)基本一致時,可變化范圍極小。Qp值調大,調速極易進入不穩定工作區,少、曲線著Q,。的增加急劇下降,工作不穩定。
油果吸入口正壓輸送油料的情況從可以看出,當/!,<時,即油泵吸人口為正壓(例如進行倒罐作業)時,不宜單一調速,否則油泵運行不穩定,甚至無法工作。
正確的處理方法是采用傳統節流調節和變頻調速調節相結合的方式,既能保證油泵穩定工作(相對單一節流調節而言),又具有節能效果。
五、應用變頻調速技術應注意的問銓針對油庫具體情況,認真分析在不同情況T流量變化范圍,不同管路系統、不同輸送旮度、r、M油料品種及溫度下的運行時間,計算出各種悄況離心泵流量的比較佳工作范圍,確保油泵能夠在高效區穩定作工作點的調節流量要盡可能地小于油泵效區流量,以保證油泵變速調節后,能夠在較大范圍內工作,高效運行,達到既穩定工作又有較好節能效果的目的。
設計流量要考慮到應急倒罐、鐵路油罐A搶收、搶發的特殊情況。例如,當油杲吸人口為正壓時,一般要采用節流和調速相結合的辦法,從應用變頻技術和規范操作程序兩方面一起抓,確保油泵在合理工作點穩定運行t(4)選擇離心油泵,首先要盡量選用高效區范圍寬的離心油泵,以便在一定范圍內調節流量,達到比較佳節能效果。其次要選擇吸人性能好的離心油泵。保證能夠在較低轉速下有較好的吸人性能,確保穩定工作。
(5)采用調頻調速技術時要考慮油泵吸人性能下降的因素,還應考慮變頻裝置自身有一定的能量損耗。可采用潛油栗、專用喂油泵等措施來消除吸人性能下降的影響。當工作流量在額定流量90%以內變化時,若不考慮倒罐應急作業等特殊要求,則不宜使用變頻調速。
六、結束語油庫油罐布置形式各異,油罐分布散、標高差異大,從功能、工藝設計上,一般要求一泵多用、互為備用,既有接收功能又有發出功能,還要有快速倒措施等。從作業特點上,每次接收鐵路油罐車數量上沒有規律性,可能一次接收一種油品或多種油品,壓力實時監測法在管道泄漏檢測中的應用靳春義‘宋春花(中石化管道儲運分公司濰坊輸油管理處)靳春義宋春花:壓力實時監測法在管道泄漏檢測中的應用,油氣儲運,2001.20(8)法,以及實際應用情況。實踐證明,通過壓力實時監視確定輸油管道漏油點的方法在實際輸油運行中是切實可行的。
主題詞輸油管道泄漏檢測壓力波動近年來,不法分子在輸油管道上打孔盜油和破壞事件頻頻發生,據統計,2000年中石化管道儲運分公司濰坊輸油處所轄6條輸油管道發生管道打孔咨油事件近120起。給企業造成了巨大的經濟損失,給杯境帶來了嚴重的污染3迅速、準確地確定泄漏點護位置。對于管道停輸或降量搶修、打擊盜油分子是非常重要的。
一、輸油管道泄漏點的檢測方法輸油管道泄漏點檢測方法主要分為泄漏直接探t和水力參數檢測法=泄漏直接探測法分為直接應用觀察、空氣監測、噪音監測等方法;水力參數檢測法分為管道輸量平衡、低壓檢測、壓力波報警等方法。
直接探測法由于受地理環境、檢測手段和人為因素的影響。難以及時準確地發現管道泄漏點。
水力參數檢測方法中,管道輸量平衡和低壓檢測法由于受現有輸油設備和管道實際流態的制約。不能保證檢測的準確性,實用性不強。壓力波報警法實用性較強。當管道發生泄漏或盜袖時。因壓力變化。會產生壓力波。壓力波從泄漏點向管道上、下游傳遞,引起進出該管段的輸量不平衡。輸油泵電流發生變化。利用該原理。建立管道瞬態模型。實時監測壓力的變化,就能及時、準確地判斷管道泄漏點的位置3是-次接收13節鐵路油罐車。也可能30節Uh:這些特點使油泵運行時額定流量和揚程常常大:干實際輸送的油料的流量和揚程,出現“大馬拉小車”現象。這就需要對工況進行反復調節。這種傳統調節力式除r造成能源浪費外,還易使輸油管路產電,f發事故。此外。還使油泵運行不平穩,容易引發輸油系統工況惡化。無法正常運轉」。
油庫的特點決定了油泵連續性T作要求高,功能要R多,機動性要求強。變頻調速技術解決r油泵功能呷、機動性、戰備性要求與效率、安全性、穩定性之間的矛盾,正確應用變頻技術較好地實現了離心油泵在比較佳工作點運行。科學、經濟地實現了