输油泵性能优化及节能策略研究

李兆飞、王云梅、李瑞平、张旭磊

（长庆油田分公司第一采油厂716000）

摘要:在油田生产管理过程中，输油泵安全运行需要消耗大量的电能，开展输油泵性能优化及节能策略研究具有很强的现实意义。本文分析了输油泵运行中耗能情况，从级间改造、功率补偿和信息化管理角度提出了输油泵性能优化及节能策略，期望对油田设备节能改造带来积极影响。

关键字：输油泵、性能优化、节能降耗、策略

前言

原油的储备与运输是转油站生产管理的重要内容。伴随着油库规模的大型化、规模化方向发展，对原油运输也提出了更高的要求。随着转运原油量的增加，作为转移原油的重要输送设备，输油泵能耗高成为制约转油站高质量发展的制约因素。在实际原油输送过程中，输油泵输送流变量变化大，输送效率降低时有发生，给转油站的安全管理工作带来很大挑战。为此，研究人员针对输油泵运行过程存在的问题，开展输油泵使用性能优化及节能措施的探索，从而满足新时期原油生产与运输的新要求。

一、油田输油泵耗能情况

从能量利用角度看，影响输油泵效率的主要是电功率和摩擦损耗，前者决定输油泵最大能够利用的电功率，后者会影响输油泵对原油输出功的大小。在原油输送过程中，输油泵作为一种频繁启动和停止的设备，日常使用频率较高，流体输送过程摩擦生热。无疑会增加泵体内部摩擦和损耗，导致油料输送效率降低，从而增加设备的能耗。此外，机泵不合理布局及装配使用也会对输油泵工作效率产生影响，比如泵的出口截流功率损耗、电动机功率因数下降、工频泵数目和级数设置不合理等。这就需要转油站技术人员结合生产管理要求，开展输送泵性能优化设计，从而减少原油输送过程的损耗问题。

二、输油泵性能优化及节能策略

2.1推动输油泵级间改造

在不增加设备投资成本的前提下，为了获得较大的扬程和输出压力，会串联多台输油泵同时进行工作。但是，许多原油输送没有考虑管道系统特性曲线，单纯增加输油泵连接的级数，除了克服管道阻力，还会导致对原油输出功率转化成流体出口流速，存在严重的能量浪费情况。为此，设计人员需要根据现场工况，合理计算流体输送出口压力、多余扬程等，在保证设备安全的前提下，使输油泵工作效率尽可能接近最高功率附近，减少原油输送过程的能耗。此外，转油站还可以加装变频器调节泵的输出功率，在保证原油出口压力满足工况设定值的前提下，实现原油出口流量的阶梯式控制，从而达到节能降耗的目的。

2.2对输油泵进行功率补偿

输油泵转轴是由电动机驱动的。随着电动机投入运行后，受多种因素影响，电动机在使用一段时间后功率因数会下降，导致输油泵的输出功率有效利用率降低。功率因数的降低还会损害电压设备使用寿命，迫使转油站增加供电投资。为了解决输油泵机组功率下降的问题，可以增加功率补偿装置，提升电动机工作的稳定性。杨有为等报道了一种采用两级补偿的输油泵电机组供电方式，通过在供电线路进库前的变压器和入库后电动机感性负载就地进行单机补偿，采用无功补偿措施后，泵机组可减少无功功率58%以上，消耗电流嫌少17.44%，机组的运行效率提升4.23%。此外，无功补偿可采用动态监控模式，根据配电系统无功率容量和功率系数，灵活调节无功补偿的工作方式，从而使输油泵机组的功率因数始终保持在较好水平。

2.3引入信息化智能检测系统

转油站泵的工作环境较为恶劣，油料在管道密封和连接处容易发生泄露，油料管道使用一段时间后会在管道内形成堵塞。此外，如果输送含水量较高的原油，在经过输送泵的叶轮时，容易发生乳化分层，不仅会造成原油品质降低，还有可能发生汽蚀现象造成输送泵损坏。为了提升输油泵工作状态的有效监控，引入信息化智能检测系统，可以实现转油站输油泵设备的高效管理。在输油泵工作状态下，智能检测系统会自动检测输油泵各种运行参数，并将数据上传至数据库备用。在输油泵出现故障的情况下，电功率、叶轮转速、出口压力、流体流量等参数会及时传递至控制室，通过对故障数据与正常数据的对比分析，利用数字化图谱快速定位故障的位点，为设备故障排除提供有力的支持。

三、结束语

总之，输油泵是转油站重要的流体输送设备，也是推动现场输油设备节能改造的重要抓手。造成输油泵运行效率降低的原因是多方面的，需要工程技术人员坚持问题导向思维，推动输油泵级间改造，对输油泵进行功率补偿，引入信息化智能检测系统，从而不断提升输油泵的实际运行效果。

参考文献：

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