变频技术在长输管道输油泵上 的应用

变频技术在长输管道输油泵上 的应用

钱国梁

华东管道设计研究院有限公司 江苏 徐州 221008

摘要：输油泵是燃油泵送系统的核心元件，也是发动机的安全件，本文基于变频技术在长输管道输油泵上的应用展开论述。

关键词：变频技术；长输管道；输油泵的应用

引言

变频技术在长输管道系统中应用，最大限度地结合长输管道输油泵的运行特性，促进电动机电源频率变化，从而更好地利用变频技术，有效地提输油泵的运行效率。

1变频技术主要优点

我国经济的发展，离不开能源的供应，能源影响着我们生活的方方面面。生活中会用到天然气，出行会用到汽油。所以，研究输油管道的安全问题，避免出现运输过程中漏油等事故的发生，不论是对我国经济的发展，还是对我们的生活都有非常重大的意义。

1.1减小电压波动

在电机工频启动过程中，不仅电流快速增加，而且电压也会以很大的幅度发生波动，其下降幅度主要受电机功率及配网容量2个因素的影响。如果电压下降，将使电压敏感设备因为故障而发生跳闸。针对这一问题，应用变频技术后，因其可实现在零频零压条件下的正常逐步启动，所以能在很大程度上减小电压波动。

1.2减少对电网造成的冲击

电机的功率和电流、电压两者乘积成正比，经工频直接启动之后，电机实际消耗的功率会远远超过变频启动过程中需要的功率。通常情况下，在直接工频启动后都会产生一定的电涌，对其他用户正常供电造成影响，导致峰谷差值增大。此时，若采用变频技术控制电机的启动和停止，将能从本质上消除以上问题。

1.3实现对加速功能的控制

在工频启动过程中，电机和电机相连的部件都会产生振动，使机械部分的磨损加剧，缩短了部件及电机使用寿命。若能采用变频技术，则可以进行零速启动，同时根据用户要求实现平滑加速，选择适宜的加速曲线，如自动加速、直线型加速或S型加速，进而解决以上问题。

1.4实现对转矩极限的调节

采用变频技术实现调速后，还能通过对转矩极限的调节来进一步保证生产工艺的连续性及产品质量可靠性。现在的变频技术除了能对转矩极限进行调节，还能将控制的精度提高3%～5%。然而，如果在工频状态下，电机仅可通过对电流的检测来控制，根本无法像变频控制那样实现对转矩的精确控制。

2分析输油泵出油管道与压油腔相贯处弯头会影响出油口管道压力波动

(1)齿轮式输油泵出油口压力波动除了受齿轮困油影响产生周期性波动外，还与压油区域的流道是否流畅有关。(2)合理设置Simerics-MP/MP的边界条件，可以把压力问题转化为容易实现对比的流量问题。(3)输油泵怠速情况下，某输油泵出油管道与压油腔相贯处流场是否流畅对流量影响不大，但随转速增多，这种影响增大。(4)对于某特定的输油泵来说，出油管道与压油腔相贯处圆角不是越大越好。它有个适合泵腔流场域的值，输油泵其出油管道与压油腔相贯处圆角值在R3左右。

3变频泵的优缺点

变频泵的优点主要包括:第一，在恒定的传输功率下使用适当的电力，可以显着提高功率的利用率。变频泵不仅有效功率高，还不会出现控制阀关闭压降的问题，大大降低泵出口高压运行安全风险，从而显着降低节能效果，降低运行成本。第二，可以使用较低的泵速度，模块化变频器设计可提高可靠性、易维护性和延长使用寿命。第三，变频泵实现低频电动机起动，减少对电网的冲击。这意味着在电动机加速的同时，可以实现频率、电压和输出功率的逐渐增加，启动的电流和转矩也可以在适当的范围内减少对电网的冲击，并降低供电容量要求。第四，降低启动过程中的轴向力，减少泵机械密封损失，延长设备使用寿命，降低维护成本。第五，通过精确控制频率和减速时间，管道系统的精确进程控制有助于避免时间、超压等问题导致的泵停止问题。但是，变频泵的缺点是对变频泵的投资成本高，系统更加复杂，出现故障时必须返回工厂进行维修，维修时间长，维护成本高。其次，由于变频器泵站的泵数少，单泵功率和极惯性矩大，水击后调整速度下降，水击影响时间延长。最后，如果主泵用变频器控制，夏季运行中产生的热量对配电系统的冷却和通风来说是一个问题。

4变频调速技术的优点

第一，变频调速技术适应的电压范围较广。可以在不同电网状况下工作。变频调速技术实现了设备的软启动，降低了启动电流对设备的冲击，也减少了大电流对电网的电涌冲击。通过变频设备的调整，电机在低速运行时的转矩加大，运转状态更稳定。设备的使用寿命得到延长。第二，目前各个企业使用的变频技术，都融合了完善可靠的保护功能。过载保护、过压失速保护、自动转矩补偿保护等功能，在很大程度上为企业的安全生产提供了保障。第三，变频调速技术具有较大的调速范围，调速精度相对较高，部分设备能够实现无极调速。总体的调节效率较高。在目前信息可视化技术的配合下，输油管道可以对相应的变速调频设备实现远程控制，从而降低了输油管道人力物力的投入，有助于实现智能化的输油管道开采模式。

5变频技术在长输管道输油泵的运用方略探究

石油运输企业应重视变频技术的有效使用调节输油管道流量的两种方法比较常见。一个是调节输油泵出口的开度，另一个是改变输油泵的电机转速。调节输油泵出口的开度简单，但大量资源会造成严重的浪费。在输油泵转速的变化中，主要是有效地控制输油泵电机的工作频率，从而延长输油泵的使用寿命，降低功耗，节约油泵资源和能耗，提高长输管油泵机组的工作效果和工作质量，减少油企业的运营成本，提高企业的经济效益。

结束语

变频调速技术在长输管道输油泵的运用，有效地降低了输油管道的能源消耗。同理，该技术也可以用于风机、水泵等设备上。变频调速技术的应用一方面在满足生产工艺要求的前提下提高了设备的效率，另一方面也降低了设备维护所需的费用。如果能够在变频调速设备上加装远程感应控制系统，更能实现对设备的远程监视与调控，从而起到及时了解设备运行状态的作用。

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