液流热能发生器在成品油管道站场的应用分析

管维均　姜　勇　韩荣臻　刘　军　王　鹏　楚小星

（1.中国石油天然气与管道分公司油气调运处；2.中国石油北京油气调控中心；3.霸州中石油昆仑燃气有限燃气公司；4.中国石油管道公司秦皇岛输油气分公司）



液流热能发生器在成品油管道站场的应用分析

管维均1姜勇2韩荣臻3刘军4王鹏4楚小星4

（1.中国石油天然气与管道分公司油气调运处；2.中国石油北京油气调控中心；3.霸州中石油昆仑燃气有限燃气公司；4.中国石油管道公司秦皇岛输油气分公司）

目前成品油管道日益增多，站场冬季供暖主要用于宿舍生活供暖和办公区供暖，配备的燃油或燃气锅炉的额定容量较小。在不影响正常生产的前提下，选择在成品油站安装新型节能产品液流热能发生器代替锅炉供热，进行试应用分析，考察该设备实际热效率、节能效果、加热是否满足站场需要等情况，找出运行中存在的问题并提出改进意见。结果表明，使用液流热能发生器后，用电转化成热能的效率更高，燃料费用是原来的1/3左右，发热量和热水量均满足站内生活供暖需要，节能效果显著，在成品油管道站场供暖方面有一定的推广应用价值。

成品油管道液流热能发生器热效率试应用

由于锅炉属于国家规定的工业特种设备，国家对锅炉从生产、使用、运行中的检验等环节都有严格规定，容量虽小，但运行、维护成本较高。另外，燃油或燃气锅炉在燃烧后有烟气排向大气，燃烧不完全时产生氮氧化物、一氧化碳等污染物质排向空中污染大气。如果有新型节能加热产品可以替代锅炉，在保证站场需要的热水和热量的基础上，做到减少运行和维护成本、减少大气污染物排放，对成品油站场节能降耗具有较大意义。为此，选择在成品油输油站安装新型节能产品液流热能发生器代替锅炉，在不影响正常生产的前提下，进行试应用，运行一段时间后进行测试分析，并查找运行中存在的实际问题。

1　工作原理

液流热能发生器工作原理是将动能转化为热能，用水泵把供热管网中的水加压，由液流热能发生器的进水口进入核心组件，在压力的作用下使之产生高速旋转运动，随后进入减压区形成断流，并生成蒸汽—气水混合的微小气泡，利用微气泡破裂释放能量的机理，实现能量的转换，类似于气蚀现象。但由于核心组件材料特殊，未发生蚀坑或穿孔等现象，且使用寿命能长达15年。目前液流热能发生器在采暖、洗浴、油罐加热等方面有应用。

2　试验情况

某成品油管道A、B、C、D分输计量站共有1台22 kW、4台45 kW液流热能发生器供办公楼采暖用，选取A分输计量站进行试应用测试与分析。

A分输计量站配备1台电动机额定功率22 kW液流热能发生器，出水管路管径为25 mm，管材为铁质，设备无流量计；耗电量没有单台计量，进出水温度有设备控制面板显示。

通过对液流热能发生器进行热效率测试，考察该设备实际热效率、运行效果、温升速率等情况，找出运行中存在的问题并提出改进意见，为以后扩大使用规模提供借鉴。

依据GB/T 2588—2000《设备热效率计算通则》及GB/T 12497—2006《三相异步电动机经济运行》相关要求进行测试。

2.1监测参数

1）电动机耗电量：使用监测机构自带的3169电参数综合测试仪接在电动机控制柜处得到电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率。

2）热水进、出发生器温度：现场仪表显示录取。

男人把钱包拾起来，抬头张望。这下她看到了他的眼睛，不大，但是很清亮，与那一天不太一样。她满意地拍拍手上的土，把手插在裤兜里，大摇大摆地走到超市里去。

3）热水出水压力：现场仪表显示录取。

4）热水流量：使用监测机构携带的PT878超声波流量计安装在液流发生器回水管路中的直管段上测试。

5）环境温度：用水银温度计测量。

2.2监测负荷

1）测试设备从停机状态启动后到正常运行负荷的情况，考察启动时间、温升速度、耗电量。

2）测试正常运行负荷，运行稳定后累计测试30 min，保持设备运行稳定。

3）测试最大加热能力，设备开到最大运行状态并稳定后，累计测试30 min。

3　测试结果与分析

3.1测试结果

A分输计量站液流热能发生器热效率测试数据见表1。

表1　A分输计量站液流热能发生器热效率测试数据

由表1可知，液流热能发生器实际测试期间电能转换成热能的热效率达到91.10%，热效率高，发热量能满足成品油输油站内生活供暖及部分生产需要。测试结果表明该设备可以替代站内正常使用的55 kW的燃油锅炉，作为一种新的站场供热装置使用。

3.2节能与经济性分析

该站场供暖锅炉年运行时间120天，使用55 kW燃油热水锅炉（燃料为站内管道中的汽油）时，燃油热水锅炉实际效率在86%～88%，按87%为例进行节能分析，消耗燃料油8 kg/h，年耗油23 t，按汽油8000元/t计算，燃料费约为18万元；使用22 kW液流热能发生器时，热效率91%时耗电为20 kWh，年耗电57 600 kWh，工业电价1.0元/kWh，年消耗电费约6万元。燃料消耗费用约为燃油热水锅炉的1/ 3，节能效果明显。

同时该设备还具有如下优点：占地面积小；安装周期短；运行维护简单；由于该设备使用电能为燃料，不会像燃油或燃气锅炉燃烧后排放氮氧化物、二氧化硫等大气污染物，更加绿色环保。

4　存在的问题与建议

4.1存在的问题

尽管液流热能发生器节能效果显著，但由于初次在成品油管道站场使用，设计上还存在一些缺点，主要包括：管线振动噪声大，主要出水口附近弯管多，冲击较大；控制柜没有电量显示；补水系统过于简陋；液流发生器与电动机整体封装在一个厚厚的铁罩子里，外面又有一层铁壳，非常不利于长期运行期间的散热，同时发热箱温度较高，没有高温警示；排水放气管及排污管没有管路，排污或排水直接流到设备下方，影响电缆和传输线，存在漏电或影响数据传输的风险。

4.2在成品油管道站场使用的建议

1）电动机和整套装置安装有两层铁皮罩，影响电动机散热，建议站内加强电动机轴承温度监控，可考虑设置温度超高报警系统并融合到电气控制柜。

2）出水管线直角弯管较多，管线振动幅度大引发噪音，建议优化总体管路，尽量减少弯管数量。

3）排水放气管及排污管没有管路，建议接到容器或者排污池。

为外闯市场提供技术人才

中原油田供电服务中心通过提升职工队伍技术素质，不断加大外闯市场能力，创造了新的效益增长点。截至目前，该中心靠先后中标天然气分公司4座变电站，以及鄂尔多斯项目和北海LNG变电站运行维护等9个外部技术服务项目，市场分布国内12个省市。

胡庆明张钰

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.11.003

2015-09-03）

管维均，工程师，2006年毕业于西南石油大学（油气储运工程专业），从事油气长输管道运行及节能管理工作，E-mail：wjguan@petrochina.com.cn，地址：北京市东城区东直门北大街9号石油大厦B座，100007。