劉國豪 張鑫 陳其彬 姜勇 王書浩 張軒

（1.中國石油管道科技研究中心；2.中國石油昆侖燃氣有限公司；

3.中國石油北京油氣調(diào)控中心；4.中國石油管道公司秦皇島輸油氣分公司）

CNG加氣站電驅往復式壓縮機組節(jié)能監(jiān)測分析

劉國豪1張鑫1陳其彬2姜勇3王書浩4張軒1

（1.中國石油管道科技研究中心；2.中國石油昆侖燃氣有限公司；

3.中國石油北京油氣調(diào)控中心；4.中國石油管道公司秦皇島輸油氣分公司）

隨著CNG加氣站業(yè)務的快速發(fā)展，加氣站能耗總量和能耗比重均快速上升，其中電耗占了總能耗的30%，而電耗中90%以上是由電驅往復式壓縮機組給槽車或儲氣井加壓時消耗的。為加強能源管理，節(jié)能監(jiān)測單位依據(jù)相應的測試標準、測試儀器等對壓縮機組進行監(jiān)測，獲取了CNG加氣站壓縮機組耗電數(shù)據(jù)，根據(jù)這些耗能情況給出了相應的分析和建議，同時提出需盡快制定專門的CNG加氣站節(jié)能監(jiān)測標準，以便提高測試水平，減少CNG加氣站電驅往復式壓縮機組電耗。

CNG加氣站電驅往復式壓縮機組耗電節(jié)能監(jiān)測

通過監(jiān)測電驅往復式壓縮機組耗能設備，掌握機組實際能耗情況，利于查找壓縮機機組設備本身及運行中存在的問題，掌握能源利用狀況、裝備水平、設備真實運行情況，為制定節(jié)能增效措施提供科學依據(jù)。

1 壓縮機組能耗測試

參考SY/T 6833—2011《CNG加氣站經(jīng)濟運行規(guī)范》[1]，對電驅壓縮機組的母站、子站和標準站進行考察。考核指標是：

1）母站壓縮機組：加氣母站每臺機組對一臺槽車從加氣啟動到加氣結束時間段內(nèi)的加氣量與耗電量的比值，即單位加氣耗電量，單位為kWh/104m3（標況）。

2）子站、標準站壓縮機組：采用累計某一代表性時間段內(nèi)的壓氣量與耗電量的比值（壓縮機壓氣量用站內(nèi)加氣槍加氣量與儲氣井儲氣變化量之和），即單位加氣耗電量，單位為kWh/104m3（標況）。

測試參數(shù)見表1。

測試結果見表2。

表1 測試參數(shù)

表2 電驅往復式壓縮機組能耗測試結果

2 結果分析

2.1進站壓力對壓縮機電耗的影響

部分測試設備的進站壓力與壓縮機電單耗的關系見圖1，可以看出，進站壓力的高低對壓縮機耗電影響很大，隨著進站壓力的提高，壓縮機組電單耗逐步下降，最高節(jié)電達50%，一般情況下節(jié)電20%～30%。

建議新建母站上游與長輸管道高壓分輸站相連，同時壓縮機選型要選擇和進站壓力匹配的進口壓力，減少降壓再升壓的重復能源浪費，使干線管道的高壓氣經(jīng)處理后壓降很小，直接給槽車充氣至平壓后再啟動壓縮機加壓，從而減少耗電。

圖1 進站壓力與壓縮機電單耗關系

2.2電動機功率因數(shù)對電耗的影響

CNG加氣站內(nèi)單臺電動機均配有軟啟動裝置，無提高功率因數(shù)的裝置。測試的16臺電動機中，13臺的電動機實際功率因數(shù)在0.6～0.7之間，根據(jù)SY/T6837—2011《油氣輸送管道系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范》[2]電動機實際功率因數(shù)不小于0.87的要求，13臺電動機均不合格；只有母站D的3臺電動機功率因數(shù)為0.97，合格的原因是該站在設計階段加裝了變頻調(diào)速裝置，提高了功率因數(shù)。

國家物價局《功率因數(shù)調(diào)整電費辦法》[3]文件對用戶用電功率因數(shù)要求為：100 kVA及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上，該規(guī)定只針對電力公司對大型工業(yè)用戶進網(wǎng)處變壓器補償?shù)?.90的要求，變壓器到電動機則沒有無功功率補償?shù)囊蟆?/p>

功率因數(shù)低主要有如下危害[4]：增加供電線損，使供電成本上升；增加供電線路的電壓損失，使供電電壓質(zhì)量下降；降低發(fā)、供電設備的有效利用率，增加電力企業(yè)固定成本；增加用戶電費支出，加大企業(yè)的生產(chǎn)成本。

為減少危害，提高電能利用率，在電動機運行方面有如下建議：防止電動機的空載運行并提高負載率；防止變壓器空載運行或長期處于低負載運行狀態(tài)，提高單體設備的負荷率；同時在電動機前加裝變頻調(diào)速裝置或動態(tài)無功功率補償裝置提高功率因數(shù)。

3 建議

1）從節(jié)能監(jiān)測角度考慮，應選擇進口壓力、加氣量、設備結構等條件相近的壓縮機設備進行測試數(shù)據(jù)對比，考察設備運行性能水平高低，為新建站場設備選型提供依據(jù)。

2）由于上游分輸站供給各CNG母站的天然氣壓力不同，導致各站壓縮機組對槽車加氣時的啟動壓力不同，難以比對不同壓縮機的自身壓縮性能。按不同的壓力段（初期加壓至7 MPa、中段7～18 MPa，末段18 MPa至加滿停機）考核電能消耗量，對設備本身的運行性能做出對比。

3）建議按照標準GB/T 17167—2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》[5]和GB/T 20901—2007《石油石化行業(yè)能源計量器具配備和管理要求》[6]，單臺額定功率100 kW以上的電動機，均加裝單獨的電能表、電流表，確保能源計量器具配備率達到100%。

4）編制適用于CNG加氣站的節(jié)能監(jiān)測標準。

[1]張西川,戴忠,張余,等.SY/T 6833—2011 CNG加氣站經(jīng)濟運行規(guī)范[S].北京:石油工業(yè)出版社,2011.

[2]劉國豪,趙國星,李云杰,等.SY/T 6837—2011油氣輸送管道系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范[S].北京:石油工業(yè)出版社, 2011.

[3]水利電力部,國家物價局.關于頒發(fā)《功率因素調(diào)整電費辦法》的通知.水電財字(1983)215號,1983.

[4]孫成寶,金哲.現(xiàn)代節(jié)電技術與節(jié)電工程[M].北京:中國水利水電出版社,2005:81-82.

[5]張萬路,王順安,何相助,等.GB/T 17167—2006用能單位能源計量器具配備和管理通則[S].北京：中國標準出版社,2006.

[6]李榮光,孫笑非，鄭燦亭，等.GB/T 20901—2007石油石化行業(yè)能源計量器具配備和管理要求[S].北京：中國標準出版社,2007.

10.3969/j.issn.2095-1493.2014.012.006

2014-06-09）

劉國豪，工程師，2006年畢業(yè)于天津大學（電氣自動化專業(yè)），從事油氣管道輸送系統(tǒng)耗能設備節(jié)能監(jiān)測工作，E-mail：kjlgh@petrochina.com.cn，地址：河北省廊坊市金光道51號，065000。