朱曉威（中原油田天然氣處理廠，河南 濮陽 457162）

凝析油外輸泵變頻運(yùn)行優(yōu)化改造

朱曉威（中原油田天然氣處理廠，河南 濮陽 457162）

雅克拉集氣處理站兩臺凝析油外輸泵由分別由兩個(gè)變頻器控制，可以實(shí)現(xiàn)手動更改頻率到達(dá)低頻運(yùn)行效果，不能完全自動變頻控制。因此，在生產(chǎn)外輸發(fā)生較大變化時(shí)，不能及時(shí)變頻滿足需求，影響了裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行，必須對外輸泵變頻運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化改造。

凝析油；泵；變頻器；優(yōu)化；改造

1 凝析油外輸現(xiàn)狀

雅克拉集氣處理站（以下簡稱雅站）有兩個(gè)凝析油儲罐，存儲能力為4000 m3。雅站凝析油產(chǎn)量為380噸/天，每天生產(chǎn)的凝析油由2臺外輸泵增壓后輸送至雅克拉末站。同時(shí)，塔河油田采油三廠來油進(jìn)入雅站后，經(jīng)凝析油換熱器加熱后與雅站外輸凝析油一起外輸?shù)窖趴死┱?。由于兩個(gè)單位共用一條外輸管線，其中一個(gè)單位外輸量的增加或減少決定了另一個(gè)單位凝析油外輸量的大小。雅站現(xiàn)用兩臺凝析油外輸泵各有一臺變頻控制柜，由于未與工藝參數(shù)（如液位、流量）連鎖，故不能實(shí)現(xiàn)自動變頻控制。但能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場（配電室）手動變頻控制（10-50HZ）。目前凝析油外輸泵變頻器頻率設(shè)定為33Hz，通過調(diào)節(jié)泵出口閥門將泵出口壓力控制在1.1Mpa~1.3Mpa，足夠滿足外輸需求。雅站用1#凝析油浮頂罐邊生產(chǎn)邊外輸?shù)哪Ｊ?，通過調(diào)整外輸瞬時(shí)量（控制在15.83噸/h）,使外輸量與生產(chǎn)量基本保持一致，保證產(chǎn)輸平衡，實(shí)現(xiàn)連續(xù)不間斷外輸。

2 外輸泵運(yùn)行中遇到的問題

A．雅站凝析油外輸泵在變頻器頻率35Hz下，通過調(diào)節(jié)泵出口閥門將泵出口壓力控制在1.1Mpa—1.3Mpa，而塔河來油量控制在60噸/天以內(nèi)，其進(jìn)站壓力最高為1.05Mpa。2016年6月份，塔河來油調(diào)整外輸量，最高每天來油為110噸。在塔河來油逐步提量的同時(shí)，進(jìn)雅站的壓力最高壓力將會達(dá)到1.5Mpa，超過雅站外輸泵出口壓力，導(dǎo)致雅站凝析油外輸量大幅降低接近于零排量，會造成“憋泵”狀態(tài)，造成泵損壞隱患。

B．由于凝析油外輸泵只是降頻低頻運(yùn)行，并不能根據(jù)流量或液位等參數(shù)進(jìn)行自動調(diào)頻，也就不能改變電機(jī)轉(zhuǎn)速從而提高泵出口壓力以及外輸排量。塔河來油大幅提量后，外輸泵在變頻頻率35Hz下，已經(jīng)無法滿足雅站產(chǎn)輸平衡的要求，必須手動增加變頻頻率甚至將變頻器轉(zhuǎn)換為工頻（50Hz）運(yùn)行，才能提高外輸壓力，以滿足和塔河來油同時(shí)外輸要求。

C．凝析油外輸泵備壓的增大，電機(jī)變頻頻率的提高，都會增加外輸泵的負(fù)荷，就會出現(xiàn)電機(jī)電流高、易燒壞的問題。一旦凝析油外輸泵損壞維修，凝析油不能及時(shí)外輸，就會出現(xiàn)原油憋罐，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)，存在安全隱患。

D．凝析油外輸泵介質(zhì)溫度偏高，在凝析油外輸泵高負(fù)荷、高頻率運(yùn)行時(shí)，泵（屏蔽泵）體溫度過高，易使凝析油中的鹽在泵體內(nèi)因高溫而結(jié)晶析出，而泵體結(jié)鹽反過來又會加劇外輸泵運(yùn)行電流增加，嚴(yán)重影響泵的使用壽命，甚至燒泵。

3 凝析油外輸泵變頻運(yùn)行優(yōu)化改造

針對塔河來油提量的解決方案：

方案一：改變凝析油外輸模式。將凝析油外輸方式由邊產(chǎn)邊輸改為先生產(chǎn)、再外輸?shù)哪Ｊ剑簝蓚€(gè)凝析油儲罐一個(gè)進(jìn)料生產(chǎn)、一個(gè)備用，生產(chǎn)罐滿時(shí)開始外輸，倒罐生產(chǎn)；同時(shí)，與塔河油田采油三廠聯(lián)系，在雅站生產(chǎn)不外輸時(shí)，塔河啟泵外輸，至塔河外輸結(jié)束，雅站啟泵外輸，實(shí)現(xiàn)兩者交替外輸，以滿足兩個(gè)單位生產(chǎn)外輸需求。

此方案缺點(diǎn)：（1）不能夠連續(xù)外輸，需要多次取樣化驗(yàn)、啟泵聽泵，壓縮了外輸時(shí)間，增加了兩個(gè)單位操作人員的工作量。（2）此外輸方案要求凝析油大排量、短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行外輸。根據(jù)以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，受罐存儲能力和單泵輸送能力限制，為了保證不出現(xiàn)原油憋罐，經(jīng)常會啟雙泵外輸，這樣就無備用泵。只要有一臺泵損壞維修，就會嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)，存在安全隱患。因此，我們將此方案作為備選方案。

方案二：不改變凝析油外輸方式，提高變頻頻率。通過手動更改頻率，我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)凝析油外輸泵變頻率達(dá)到40Hz以上時(shí)，泵出口壓力可以控制在1.8Mpa~3.5Mpa，而流量可以達(dá)到19t/h~30 t/h。從理論上來講，可以滿足雅站和塔河凝析油同時(shí)外輸，并且確保雅站能夠產(chǎn)輸平衡。

在滿足塔河來油增量的基礎(chǔ)上，我們對雅站凝析油外輸泵做了變頻運(yùn)行試驗(yàn)：首先，雅站先停止凝析油外輸，然后聯(lián)系塔河油田油三廠，使其外輸量逐漸由60噸/天提高到110噸/天。雅站啟凝析油外輸泵，根據(jù)塔河來油量變化，調(diào)整電機(jī)頻率，找到確保雅站外輸瞬時(shí)量大于15.83 t/h對應(yīng)的頻率值。通過實(shí)驗(yàn)，我們最終把外輸泵的頻率設(shè)定在40Hz可以同時(shí)滿足外輸壓力和流量需求。因此，我們選擇方案二。

同時(shí)對凝析油外輸泵控制回路進(jìn)行改造，利用凝析油外輸泵電機(jī)自帶的熱敏開關(guān)，將其串聯(lián)在外輸泵電機(jī)控制回路中。當(dāng)外輸泵電機(jī)運(yùn)行時(shí)的溫度過高時(shí)，就會觸動熱敏開關(guān)里面的金屬片發(fā)生形變，從而斷開電機(jī)控制回路，使電機(jī)停止運(yùn)行，達(dá)到保護(hù)外輸泵的目的。改造如圖：

4 結(jié)語

通過對凝析油外輸泵變頻控制頻率的優(yōu)化改變以及對其電機(jī)控制回路改造，滿足了凝析油連續(xù)外輸生產(chǎn)的要求，增加了對電機(jī)的保護(hù)，避免外輸泵在惡劣環(huán)境條件下長時(shí)間運(yùn)行，延長了外輸泵的使用壽命。