降低外输泵耗电量

付荣娟

大庆油田有限责任公司第九采油厂，黑龙江大庆 163000

摘要：某站集输系统改造后，外输泵耗电量不断增加，年耗电量由最初不到40万千瓦时，增加至90多万千瓦时，严重超过管理要求的控制指标。2013年开始进行原因分析，制定相应的控制措施，至2019年底，年节电50万千瓦时以上。

关键词：外输泵 耗电量 措施

某联合站2007年开始，外输泵耗电量逐年上升，由2007年的日耗电1000千瓦时，升至2012年的日耗电2600千瓦时，年外输泵耗电量90多万千瓦时，大修机泵3台次，平均月小修1.7台次，外输泵效率低于30%。

一、现场原因分析

某联合站于1997年12月投产，外输泵日外输纯油1200吨，日耗电量为1000千瓦时，外输泵单耗（输送1吨液体的用电量）0.8 kW·h/t左右。2007年12月进行改造，外输泵输送含水油，日外输液量1100吨。改造后随着含水率不断上升，输液量的不断上升，外输泵耗电量逐年直线上升；外输泵单耗上升幅度很大， 2007年底外输泵单耗 0.9kW·h/t ，2008年外输泵单耗上升到1.28 kW·h/t，2012年初外输泵单耗达到了2.2kW·h/t，超过管理指标2.2倍，年耗电量90多万千瓦时。

1.外输泵运行参数与离心泵参数不匹配

这个站2007年运行模式由联合站改中转站，当时由于外输液量变化不大，外输泵未进行更换，仍然是两台DYK45-50×12离心泵和一台DYK25-50×12离心泵组成的外输泵机组。将原来的脱水泵进口连接到外输泵进口，原来的污水泵停运，将污水管线改为外输含水油管线，即外输泵出口管线。

改为输含水油后，随着采油液含水不断上升，外输液量不断增加，由原来的每小时外输液量50 m³增加到60-70m³，随着注水量的增加，采出液还在持续上升，外输泵单泵排量不匹配。

由于外输输送距离减少近2/3，输送压力变成1.5-1.7MPa，即生产所需扬程200米，而外输泵实际扬程600米，外输泵扬程不匹配。

由于来液量不平稳，频繁进行外输泵切换和非正常运行，本已经运行15年的外输泵频繁出现故障，造成泵机组维修周期缩短，维修费用增加。

2.外输泵吸入阻力增加

由于当初改造时，以是“低投入，少改动”方式进行的，外输泵进口直接与原脱水泵进口相连，改造后，利用原有含水油计量流程管线，外输进口管线长度增加30米。不但长度增加，外输泵进口有一段管线由公称直径由DN100变成DN80，出现了俗称的“卡脖儿”现象。外输泵进口还增加了一套自动计量含水油装置，包括FGH-G传感器（DN80）、PROMASS质量流量计（DN80）、三个DN80阀门，以及长约15米的DN80管线，导致吸入口能量损失较大，引起泵吸液不足，吸入阻力明显增加，耗电量上升。

3.泵机组控制不合理

由于外输泵进口是原脱水泵进口，直接与三相分离器出口相连，中间没有缓冲、储液装置，当井组来液量少时，三相分离器出口阀开度较小，流入外输泵进口的液体减少，外输泵出现供液不足，甚至出现泵异常响声大、振动大、泵压下降的类似间歇抽空状态。

由于外输泵进口经常出现供液不足现象，同时加上运行控制参数与外输泵运行参数不匹配的原因，需要岗位员工经常进行生产参数调整控制，员工劳动强度增加。

输液量增加，一台泵输送能力不足，启另一台泵进行配合，引起耗电量增加，单耗上升。部分员工看到液位开始上升，立即启辅助泵进行外输，不能保证外输泵机组在高效区工作，液位下降后，不能及时停运辅助泵、调整泵机组参数等，甚至经常出现半抽空运行状态和超负荷运行状态交替进行，外输泵磨损较大，机泵维修量和耗电量同时增加。

4.下游管线压力增加

外输管线出口在离站5公里处，与另一中转站管线碰头，两站共用长度约3.7公里、φ159管线，输液量2900-3200 m³/d，超过管线经济输送范围，当两站共同大排量外输时，引起外输泵耗电量增加。

二、现场采取措施

外输运行参数与离心泵参数不匹配、外输泵吸入阻力增加、泵机组控制不合理是造成外输泵耗电量增加的主要原因，参数不匹配和吸入阻力增加，需要进行设备或流程改造。在进行设备和流程改造之前，唯一可以进行的降低耗电量的措施是合理控制机泵参数。

1.机泵参数合理控制

首先外输泵参数控制难度大的主要原因是供液量不平稳，造成员工频繁进行外输泵切换和参数调整。供液不平稳原因是三相分离器油出口阀门开度变化造成的，因此调整三相分离器参数，保证供液平稳是第一步，将原来的通过油水界面控制油、水出口阀开度的运行方式，调整为油出口全开，通过液位高度控制水出口阀门开度的运行方式，保证外输泵进口供液平稳，不出现半抽空现象。

然后制定合理控制参数明细表，保证外输泵的工作点接近额定参数，在高效区工作。尽量使用变频器控制外输泵，当三相分离器液位低时，降低外输泵频率，但高于30Hz；输液量较大时，增加外输泵频率，但不超过45Hz；当超过45Hz时及时改用工频，工频仍不能满足需要时，进行存液，当三相分离液位达高点时，集中启辅助泵的运行方式，液位降到低点时，及时停运辅助泵。做到勤调整，合理控制，定时监控机泵单耗，确保外输泵耗电量最低。

2.更换节能式离心泵

针对外输泵运行参数与离心泵参数不匹配的原因制定了减级、换泵、增加污水进口等几种方案。在2013年底 将一台DYK45-50×12外输泵更换为节能式离心泵，型号为YUJ 80-60×6，更换后，外输泵耗电量呈断崖式下降，由日耗电2600千瓦时，直接降到日耗电量900千瓦时，2014年外输泵年节电60万千瓦时。

3.外输泵进、出口改造

2017年底外输泵耗电又开始上升趋势，主要原因随着外输液量的不断增加，外输泵进口质量流量计的流量限制，无法及时有效输送大量液体，外输泵进口“卡脖儿”现象严重，吸入阻力增加越来越明显。针对这种情况，2018年进行外输泵进出口进行改动，将外输泵进口质量流量计取消，液体从三相分离出口出来，直接通过脱水泵进出口连通（DN150），进入外输泵进口（DN100），全程管径不小于DN 100，吸入阻力明显降低；同时将外输泵出口管线腰轮流量计更换为质量流量计，改造后外输泵日耗电量降低400千瓦时。2019年9月DN85的质量流量计更换为DN 100的质量流量计，日耗电量再次降低100千瓦时，外输泵单耗始终保持在0.7 kW·h/t，日耗电量在1000千瓦时以内。

三、结论

在五年的时间里，通过查找外输泵耗电量增加的原因，并针对原因采取相应的控制措施，通过调整三相分离器运行方式，控制外输泵在低耗电状态下工作，更换外输泵，直至最后进行外输泵进出口改造，外输泵耗电量控制在管理要求的指标范围内，年节电50万千瓦时。

作者简介：付荣娟，中石油集团公司技能专家，擅长离心泵故障处理、岗位风险辨识与削减、员工培训等。

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