长输原油管道主要耗能设备节能测试与分析

刘国豪张帅施若思任波涛王宏 张广超

（1.中国石油管道研究中心；2.西安长庆科技工程有限公司；3.中国石油管道公司济南输油分公司；4.中国石油管道公司生产处；5.中国石油西部管道公司独山子输油气分公司；6.中国石油西部管道公司新疆输油分公司）

输油泵和加热炉是输油管道系统两种主要的耗能设备，在运行过程中，降低设备的能量损失和燃料消耗十分关键，通过对这些耗能设备进行节能测试和结果分析，有助于及时发现问题并进行改进，对于降低输油成本、提高安全生产和经济效益非常重要。下面以某条输油管道的输油泵和加热炉节能测试为例，详细说明测试过程和结果分析，对应提出技术和管理方面的节能改进意见。

1 测试方法与结果

1.1 测试依据标准

输油泵测试依据标准为GB/T 16666—1996《泵机组液体输送系统节能监测方法》、GB/T 12497—2006《三相异步电动机经济运行》、Q/SY GD 0015—2009《输油泵机组节能监测方法》；加热炉测试依据标准为SY/T 6381—2008《加热炉热工测定》；结果评价依据标准为SY/T 6837─2011《油气输送管道系统节能监测规范》。

1.2 加热炉测试结果

共测试加热炉23台次，综合合格率为21.7%。其中排烟处空气系数的合格率为73.9%；排烟温度的合格率为43.5%；炉体外表面平均温度的合格率95.7%；热效率的合格率56.5%。具体结果见表1。

表1 加热炉测试结果汇总

从测试结果可以看出，A站2#、C站1#、2#加热炉各个负荷下的排烟温度均偏高，排烟热损失大，导致热效率偏低，运行不合格；各台加热炉正常运行时的烟气含氧量偏高，经过节能测试人员现场调节油风配比后过剩空气系数明显下降，提高了热效率。

1.3 输油泵测试结果

共测试输油泵6台次，综合合格率为50%。其中功率因数的合格率为100%；机组效率的合格率为83.3%；节流损失率的合格率为66.7%。具体结果见表2。

表2 输油泵测试结果汇总

从测试结果可以看出，A、C、D三个站的输油泵机组的功率因数均满足评价标准SY/T6837─2011《油气管道输送系统节能监测规范》的要求，达到了合格水平；C站的2台输油泵机组1#、3#均在大流量区运行，由于进行了节流，节流率均超过标准要求小于10%的要求，节流损失很大；输油泵机组效率在正常运行工况下，即单泵额定流量附近时，A站4#、D站2#泵机组在高效率区内工作，监测的效率指标全部合格且达到节能评价值。

2 运行中存在的问题

2.1 加热炉

1）加热炉的受热面积灰严重。透过炉前的看火孔，可看到炉膛内的炉管积满厚厚的黑灰和条纹壮的白灰，过厚的积灰严重削弱了炉管的换热能力，最为严重的是大量条纹状的白灰大大恶化了炉膛辐射换热的性能。

2）操作人员对新型燃烧器的调节技能掌握不够。在测试过程中发现，被测三个站的加热炉，在调节前都出现配风严重过大或不足的情况，而调节时，完全由燃烧器厂家的技术人员进行，除C站外，其它两个站没有技术人员或操作人员在场协助或学习。

3）燃料计量仪表不准确。

4）炉前及炉膛后防爆门端面的炉体保温欠佳。

2.2 输油泵

1）C站的2台输油泵机组1#、3#均在大流量区运行，节流阀开度为30%，节流损失很大。

2）电动机功率因数有待提高，减少无功损失。

3）测试过程中遇到站上有输油泵被动停车情况发生。

3 提高耗能设备效率的节能措施和建议

3.1 加热炉方面

1）加强炉管清灰。如增加炉膛的炉管表面清刷频率、加强对流管束的吹灰频率或力度等。

2）强化技术人员和操作人员对加热炉油风配比调节的技术培训。组织相关教材强化学习及考核等。

3）加强燃料计量仪表的检验。

4）试验、推广使用可增强炉膛辐射换热的涂料。

5）加热炉大修时，注意加强炉前和防爆门端面的炉体保温。

6）进行燃油改燃气时，注意燃烧器对天然气的气压适用范围。

7）对于加热炉的尾部受热面不够可考虑请专业的加热炉设计厂家进行测试和换算来确定。

3.2 输油泵方面

1）虽然泵的功率因数满足标准要求，但各台泵机组的电动机功率因数还有提高的余地，建议加装无功补偿装置提高功率因数，以便节约电能。

2）D站在大流量生产运行时，应选择两台工频输油泵机组并联运行，避免泵机组在大流量区工作的变频设备的变压、变频整流带来的能量损失。

3）对于节流损失较大的输油泵，建议进行拆级改造或更换相同输量低扬程输油泵，电动机在条件允许情况下更改成变频电动机。

4）测试过程中遇到站上有输油泵被动停车情况，建议定期进行振动故障诊断测试，做到故障预防，避免类似被动停车情况发生。

4 小结

通过对某条实际输油管道中的加热炉和输油泵进行节能测试，分析了机组运行存在的问题，提出了节能改进建议。由于测试结果具有代表性，因此长输原油管道主要耗能设备节能测试与分析可为其他管道系统开展节能测试工作提供参考。