输油泵变频节能工艺技术研究

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1、66一■节能减排石20油10与年化第工13设卷备一输油泵变频节能工艺技术研究孙邈，王岳，曲道天，马立新，孟祥谦(辽宁石油化工大学储运与建筑学院，辽宁抚顺113001)[摘要]本文对长输管道变频节能技术的工作原理进行了分析，通过实验对调节阀门开度和改变泵的转速~4-t2r对比。利用变频技术可轻易地改变泵的转速，克服因关小阀门而产生的压头损失，使其输送压头减小了6．8m，节省能耗38％。[关键词]输油泵；变频节能；工艺技术1泵机组变频节能工艺理论分析泵的效率降低。调速节能的原理在于提高泵机组的能量利采用变频调速技术，则可调节泵的转速，使泵用率，使能量的需求与供应相匹配，减少能

2、量损的特性曲线下移(见图1)，管道系统新的工作点失。能量利用率是对泵机组能耗评价的重要标为P点，泵的出口扬程与管路总压降相等，没有剩志，它与管道设计、泵机选型、泵和电机的运行余扬程，不存在节流损失，因而能量利用率较高。效率有密切关系，可用式(1)表示：根据相似原理，调速后泵的效率近似相等，可保证、I，=H／H6／rlbxrl×100％泵在高效区工作，因此节能效益十分可观。或=(1一△／6)／116~rl。X100％(1)H式中：一能量利用率％；r1b一泵的运行效率；e一电机的运行效率；Hx一需要的泵扬程，m；Hb一泵出口实际扬程，m；△H一泵的剩余扬程，AH=Hb—Hx，

3、m。从式(1)可知，要提高能量利用率，就曲线应提高泵和电机的运行效率，减小泵的剩余扬程。当泵的制造技术达到一定水平时，其效率很难继续提高。目前国产高效离心泵的效率为图1管路和泵的特性曲线65％~75％，尚有一定潜力可挖；进口优质泵的效1．1比例定律率为75％～90％。电动机的效率比较高，一般在由于离心泵在某一恒定的转速下，只能有一组90％以上。当泵和电机已经确定，系统的能量利H—Q、N-Q和n—Q性能曲线。改变泵的转速，将得用率首先与泵的剩余扬程有关，其次是泵的运行到不同的性能曲线，在不同转速下，泵相似工况点状态(是否在高区)。变频调速就是从这两个方的性能参数的变化规律用

4、比例定律来确定。面来提高能量利用率，从而达到节能目的。理论上，通过适当调节可使剩余扬程为零，并使泵在当泵转速由n变为n时，若输进的介质不变，高效区工作。对剩余扬程较高的系统，其节能效根据相似定律，在不同转速下相似工况点的对应果是十分显著的。参数与转速之间有如下关系：由图1可知，当系统在M点(通常称为泵和Q1／Q2】1／力2(2)管道系统的工作点)工作时，Hb和Hx相等，Hl／H2=(／／l／n2)(3)AH=0，没有扬程损失，能量利用率较高。当操作流量减少时，△H增大，扬程损失发生在出口节流作者简介：孙邈(1984一)，男，2007年本科毕业于辽宁石油化工大学油气储运专业

5、，现为辽宁石油化工大学油气储运专业在上。节流阀调节时，往往使泵偏离了高效区，使读硕士研究生。第6期孙邈等输油泵变频节能工艺技术研究一67一N1／N2=(nl／n2)(4)以上公式为比例定律的表达式，根据比例定律，可得到同一台泵(输送介质不变)在不同转速下的性能曲线(见图2)。，％HH1H2Q(mrh)(图3调速泵性能曲线图根据比例定律Q1／Q2：／'／1／，z2，调速后的转述为n=(Q／n)／Q(6)Q：QQ(3)计算轴功率：图2变速后H-O曲线的换算和相似抛物线泵的轴功率为：N=pgQH／1000q式中：N一轴功率，kW；1．2相似抛物线H一扬程，m泵连续改变转速时，相

6、似工况点移动的轨迹曲线，即为相似抛物线。◇一流量，m／s；由图2可知，如泵在转速n时性能曲线H。一Q。p一介质密度，kg／m；’上有一工况点A。，当转速变为n：、i1，⋯⋯时，与g__重力加速度，m／s；A，点相似的各工况点为A：、A，⋯⋯根据比例定律r1一泵效率。有：故调速后泵的轴功率为：Ⅳ=pgQpH／1000rlQl／Q2~N1／1-12若不调速而用出口调节流量，则当流量为Qp凰／H2=(／'／l／m)时，泵的功率为故日。／Q12=H／Q：／Q(常数)，即N=pgQpH／1000rl日=KQ(5)故AⅣ=N—Np=pgQp／lOOO×(H／rl一日P／T1P)式中：

7、H一扬程，m；根据相似定律，相似工况点的效率大致相Q～流量，m。／h；等，因P点与M点为相似点，故：=T1可在图n一转速，r／min；(3)中查到，于是：l随工况不同的常数。AN=pgQp／lOOO×(日／11一日／n)1．3调速后泵的速度和轴功率式中：rI—A点所对应的泵效率若实际输量为Qp，泵提供的扬程为Hp，泵的2调速实例速度及轴功率的计算步骤如下：对单泵操作进行优化调节实验，首先测定了(1)求与P点相似的轨迹方程：IHG32-125型离心泵在转速为2900r／min时的工根据相似抛物线H=KQ，得K=HpQP，于是作情