專利名稱：Pcp長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及長距離輸油泵站技術(shù)，特別是涉及一種PCP長途管道輸油高效節(jié) 能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
原油和成品油(以下合稱油品)的運輸方式包括管道運輸，鐵路，公路和水運等方 式。管道運輸具有以下優(yōu)點(1)運輸量大；( 運費低，能耗少；且口徑愈大，管道的單位運 費愈低；輸油管道一般埋在地下，較安全可靠，且受氣候環(huán)境影響小，對環(huán)境污染小；運輸 油品的損耗率較鐵路、公路、水路運輸都低。因此，在很多時候需要通過管道運輸油品。長 途管道由輸油泵站與輸油線路兩大部分組成，輸油泵站的主要功能是為油品提供一定壓力 和流量。管道起點的輸油泵站稱首站，其任務(wù)是接收來自油田、煉油廠或港口的油品并經(jīng)計 量后輸向下一站。輸送過程中由于摩擦、地形高差等原因，油品壓力不斷下降，因此在長距 離管道中途需要設(shè)置中間輸油泵站，給油品增壓?，F(xiàn)有的輸油泵站的不足之處在于①、輸油泵站的壓流難以調(diào)節(jié)現(xiàn)有的輸油泵站一般采用離心泵作為輸送泵。離心泵壓流特性為流量增大時壓 力降低，流量減小時壓力增加，而且離心泵的H Q曲線近似為二次方程曲線，隨著泵工作 點的變化，壓力和流量均在變化。目前離心泵的參數(shù)調(diào)節(jié)方法主要有出口閥門開度，液 力耦合器，變頻和泵并聯(lián)調(diào)節(jié)等手段，但由于離心泵特有的特性，這些調(diào)節(jié)手段均有其局限 性，一則增加能量，再則調(diào)節(jié)單一(只能滿足其中一個參數(shù)壓力或者流量)。這樣就導(dǎo)致輸 油泵站的壓流難以調(diào)節(jié)。②、壓力余量大，而且波動大，輸油擾動下，輸油系統(tǒng)不平穩(wěn)、能耗高輸油泵站在建站時一般都要考慮油品在站內(nèi)暫存和直接越罐兩種可能，因此對于 泵的選型一般都選擇較大的負(fù)荷，這樣泵在大多數(shù)時間會運行在低效區(qū)(低負(fù)荷)，而且由 于輸油系統(tǒng)負(fù)荷的變化，必然引起輸油泵工作點的移動，由于調(diào)節(jié)手段有限，在滿足輸油工 藝要求的前提下，加大了輸油泵的泵管壓差，增加了能耗，并且使輸油系統(tǒng)波動較大，從而 使輸油系統(tǒng)變得不是很平穩(wěn)。③、為了安全，有時需要打回流輸油負(fù)荷是一動態(tài)變化的系統(tǒng)，而作為輸油泵的離心泵由于調(diào)節(jié)量的有限，在輸 油量變小到超出輸油泵最低流量或不輸油時，為保證輸油管線的正常，則必須要對輸油進(jìn) 行打回流處理，這樣才能在保證輸油系統(tǒng)安全，在此前提下，使輸油泵系統(tǒng)得以安全。由于 輸油泵進(jìn)行打回流運行，而回流流量所消耗的能量是白白浪費的能量，這樣必將使輸油能 耗大大增加。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種PCP(泵控泵)長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流 系統(tǒng)，其具有壓流可調(diào)，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，自控化程度高等特點。上述目的通過下述技術(shù) 方案實現(xiàn)一種PCP長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)，包括油源部分，增壓部分，和輸油 部分，三者通過管道依次相通；所述輸油部分還包括輸油泵；其特征在于所述輸油泵采用 拆級降負(fù)荷后的多級離心泵，使所述輸油泵較高效運行；所述增壓部分包括增壓泵，增壓泵 電機和增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜；所述增壓泵與所述增壓泵電機機械相聯(lián)，所述增壓泵電機與所 述增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜電路連接；所述增壓泵與所述輸油泵串聯(lián)連接；所述增壓泵轉(zhuǎn)速控制 柜通過控制所述增壓泵電機控制所述增壓泵的轉(zhuǎn)速，從而控制所述增壓泵出口的壓力和流 量，進(jìn)而控制所述輸油泵的輸出壓力和流量。上述目的還可以通過下述技術(shù)方案進(jìn)一步完善。所述輸油泵較高效運行是使所述輸油泵泵流量在其額定流量的90% 110%范 圍內(nèi)，并可進(jìn)行壓流調(diào)節(jié)。所述輸油干線內(nèi)具有所需壓力；所述輸油干線與所述輸油泵的出口相連；輸油干 線內(nèi)的壓力=增壓泵入口壓力+增壓泵泵壓力+輸油泵泵壓力；通過調(diào)節(jié)所述增壓泵的壓 力，使得所述輸油干線內(nèi)的壓力達(dá)到所輸油干線內(nèi)保證能正常輸油的所需壓力。本實用新型的有益效果是本實用新型的PCP(泵控泵)長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn) 壓調(diào)流系統(tǒng)，具有壓流可調(diào)，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，自控化程度高等特點。泵控泵技術(shù)的應(yīng)用， 使長距離輸油泵站的壓流可調(diào)，從而在提高了長距離輸油泵站的有用功率。采用了 PCP長途 管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)的長距離輸油泵站與傳統(tǒng)的輸油泵站相比具有以下優(yōu)點1)、主輸油泵拆級降負(fù)荷，降低泵管壓差實現(xiàn)節(jié)能傳統(tǒng)輸油泵站為保證生產(chǎn)，對于一般主輸油泵配備壓力會稍高，通過閥門不全打 開，采用憋壓運行(如果打開就會出現(xiàn)流量不穩(wěn)，壓力過大，超過輸油管技術(shù)要求)，這樣能 源就浪費在閥門上；采用本實用新型的PCP(泵控泵)長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng) 后，主輸油泵進(jìn)行減級處理，主輸油泵壓力等級降低(建站初期設(shè)計時泵的功率一般會有 余量)，再由增壓泵來承擔(dān)部分壓力和流量的控制，保證用于長距離輸油泵站壓力和流量的 滿足，主輸油泵出口閥門可以完全打開，這樣浪費在閥門上的能源就會節(jié)約下來。2)、增壓泵的加入，提高了輸油泵入口壓力，使輸油泵的工作點向高效區(qū)移動，從 而改善了輸油泵的工作狀況，因此其輸油泵的效率得以增加。3)、高效泵替代部分低效負(fù)荷，提高了系統(tǒng)效率PCP (泵控泵)長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)的設(shè)計思想原先完全由輸油 泵輸出的能量，現(xiàn)在由增壓泵來承擔(dān)一部分。由于輸油泵是多級泵，泵效相對偏低，而增壓 泵為平衡離心泵，泵效相對比較高。由高效率的增壓泵來替換低效率的輸油泵(輸油泵拆 級后減小壓力)，再加上增壓泵還可以進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，更進(jìn)一步節(jié)約能量。4)、改造后的長距離輸油泵站可以和管道需求高效動態(tài)匹配，不增加無用功。本實用新型的PCP (泵控泵)長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)，在一定范圍 內(nèi)，可根據(jù)配輸需求，可進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)和流量的適應(yīng)變化，這樣可最大限度對泵管壓差進(jìn)行 減少，直到趨于零。而泵管壓差的降低，實際上就是長距離輸油泵站有用功率的提高，從而達(dá)到節(jié)能的目的。5)、最大限度防止打回流。6)、達(dá)到運行平穩(wěn)，配流方便。

圖1是本實用新型的PCP長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1油源部分11入口匯管，12油罐，13直接越罐閥門，14油罐入口閥門，15油罐出口閥門；2增 壓部分21增壓泵，22增壓泵電機，23增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜，M入口閥，25流量計，26增壓泵 入口壓力計；3輸油部分31輸油泵，32輸油泵電機，33高壓電控柜，34輸油泵入口壓力計；4輸油干線41輸油壓力計5旁通閥；6回流閥；7儀表控制柜。
具體實施方式
為了使本實用新型的發(fā)明目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及 實施例，對本實用新型的PCP (泵控泵)長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步詳 細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示，作為一種可實施方式，本實用新型的PCP(泵控泵)長途管道輸油高 效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)，包括油源部分1，增壓部分2，輸油部分3，輸油干線4，旁通閥5和回 流閥6。一方面油源部分1，增壓部分2，輸油部分3和輸油干線4依次連接相通；另一方面 油源部分1通過旁通閥5和管道與輸油部分3相通；油源部分1通過回流閥6和管道與輸 油干線4相通。其中，油源部分1包括入口匯管11，油罐12，直接越罐閥門13和連接的管道；其 中，油罐12和直接越罐閥門13并聯(lián)連接，并聯(lián)的油罐12和直接越罐閥門13—端與入口匯 管11串聯(lián)，另一端通過管道與增壓部分2相連。在油罐12的進(jìn)出油品的管道上分別設(shè)有 油罐入口閥門14和油罐出口閥門15。增壓部分包括增壓泵21，增壓泵電機22，增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜23，入口閥對，安裝在 增壓泵入口的流量計25和增壓泵入口壓力計26。增壓泵21的入口與油源部分1相通的 管道上設(shè)有入口閥對，流量計25和增壓泵入口壓力計沈；流量計25用于測量管道內(nèi)的流 量，轉(zhuǎn)換成電信號輸出，增壓泵入口壓力計26用于測量增壓泵21入口的壓力，轉(zhuǎn)換成電信 號輸出。增壓泵21的出口通過管道與輸油部分3相通。增壓泵21與增壓泵電機22機械 相聯(lián)，增壓泵電機22與增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜23電路連接；增壓泵21與輸油泵31串聯(lián)連接； 增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜23與外部電源相連。[0041]輸油部分3包括輸油泵31，輸油泵電機32和高壓電控柜33，輸油泵31與輸油泵 電機32機械相聯(lián)，輸油泵電機32與高壓電控柜33電路連接，高壓電控柜33與外部電源相 連。在輸油部分3和增壓部分2相通的管道上包括輸油泵入口壓力計34，輸油泵入口 壓力計34用于測量輸油泵31入口的壓力，轉(zhuǎn)換成電信號輸出。在輸油干線4上設(shè)有閥門和輸油壓力計41。油源部分1通過旁通閥5和管道與輸油部分3相通。即旁通閥5和增壓部分2是 并聯(lián)。油罐12通過回流閥6和輸油干線4相連接。為了實現(xiàn)油品在長距離管道上的運輸，輸油干線4內(nèi)的油品需要具有一定的流量 (該流量是一個范圍，以下簡稱輸油干線所需流量，其上限是設(shè)定流量)和一定的壓力(該 壓力是一個范圍，以下簡稱輸油干線所需壓力，其上限是設(shè)定壓力)，同時又不能超出輸油 干線4所能夠承受的壓力。本實用新型通過結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，自控化程度高且壓流可調(diào) 地實現(xiàn)使輸油干線內(nèi)油品的流量和壓力達(dá)到輸油干線所需流量和輸油干線所需壓力。從入口匯管11進(jìn)入的油品，當(dāng)油品不進(jìn)行暫存時，打開直接越罐閥門13，同時關(guān)閉油罐入口閥門14和油罐出 口閥門15 ；原油經(jīng)過直接越罐閥門13進(jìn)入到增壓部分2。當(dāng)油品在輸油泵站內(nèi)暫存時，關(guān)閉直接越罐閥門13，同時打開油罐入口閥門14， 原油進(jìn)入油罐12 ；在油品需要通過時，打開油罐出口閥門15。在旁通閥5打開，入口閥M關(guān)閉時；油品直接通過旁通閥5及其連通管道進(jìn)入到 輸油部分3，然后進(jìn)入到輸油干線4 ；在此種工作狀態(tài)是時，與現(xiàn)有技術(shù)的輸油泵站的原理 相同，在此不做詳細(xì)說明輸油干線4內(nèi)的流量=輸油泵31泵流量；輸油干線4內(nèi)的壓力=輸油泵31入口壓力+輸油泵31泵壓力。在旁通閥5關(guān)閉，入口閥M打開時，增壓泵21和輸油泵31串聯(lián)，油品通過增壓部 分2和輸油部分3，然后進(jìn)入到輸油干線4 ；此工作狀態(tài)時，本實用新型的特點完全體現(xiàn)根據(jù)水泵串聯(lián)的使用原則(兩臺泵的流量相同，壓力相加)，即輸油泵31和增壓泵 21的出口流量保持相等；輸油干線4內(nèi)的流量=增壓泵21泵流量=輸油泵31泵流量；輸油干線4內(nèi)的壓力=增壓泵21入口壓力+增壓泵21泵壓力+輸油泵31泵壓 力；優(yōu)選的，使輸油泵31較高效運行，即輸油泵31泵流量在其額定流量的90% 110%的范圍內(nèi)。根據(jù)上述方法選擇輸油泵31之后，只要在輸油干線所需流量的范圍內(nèi)變化，輸油 泵31始終工作在高效區(qū)(輸油泵31的泵流量在輸油泵額定流量的90% 110%之間，且 可進(jìn)行壓流調(diào)節(jié))。換言之，輸油干線4內(nèi)的流量只要在輸油泵額定流量的90% 110%之 間范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整時，輸油泵31始終在高效區(qū)工作，即在增壓泵21作壓流調(diào)節(jié)很大時，輸 油泵仍比未用此實用新型時效率高。現(xiàn)有的輸油泵站一般都要考慮油品在站內(nèi)暫存和直接 越罐兩種可能，因此對于泵的選型一般都選擇較大的負(fù)荷，這樣泵在大多數(shù)時間會運行在 低效區(qū)(低負(fù)荷)運行，采用本實用新型的輸油泵站，保證輸油泵始終在高效區(qū)工作。[0058]優(yōu)選的，輸油泵31采用經(jīng)拆級降負(fù)荷后的多級離心泵。經(jīng)拆級降負(fù)荷后的多級離 心泵的額定流量不發(fā)生變化，但是額定壓力降低了，有時可能不足以達(dá)到輸油干線所需壓 力。此時可以在保證輸油泵31較高效運行的前提下，用增壓泵21調(diào)節(jié)不足的輸油壓力。多級離心泵拆級降負(fù)荷的多少主要依據(jù)輸油干線4內(nèi)的壓力和增壓泵21的壓力 變化范圍，即拆級降負(fù)荷后多級離心泵的額定壓力=輸油干線4的設(shè)定壓力-增壓泵21的 額定壓力。優(yōu)選的，輸油泵31的額定壓力，即拆級降負(fù)荷后多級離心泵的額定壓力=輸油干 線4設(shè)定壓力-增壓泵額定壓力的80 %。優(yōu)選的，輸油泵31的額定壓力，即拆級降負(fù)荷后多級離心泵的額定壓力是拆級降 負(fù)荷前多級離心泵的單級壓力的倍數(shù)。優(yōu)選的，根據(jù)增壓泵入口壓力計沈測量增壓泵21入口的壓力和輸油干線4所需 流量；調(diào)節(jié)增壓泵21，使增壓泵21泵流量=輸油干線4所需流量。對輸油泵31 (拆級降負(fù)荷后的多級離心泵)和增壓泵21進(jìn)行匹配，使通過調(diào)節(jié)前 端增壓泵21的轉(zhuǎn)速(即進(jìn)行變頻調(diào)節(jié))，來改變增壓泵21泵壓力，使得輸油干線4內(nèi)的壓 力達(dá)到所輸油干線所需壓力。通過增壓泵進(jìn)行輸油干線壓力的細(xì)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到降低輸油 單耗的目的。并且根據(jù)輸油量，合理配置設(shè)備參數(shù)，實現(xiàn)控制輸油量，而且節(jié)省能耗。優(yōu)選的，增壓泵22采用平衡離心泵。優(yōu)選的，PCP(泵控泵)長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)還包括變頻調(diào)速系 統(tǒng)，包括儀表測控柜7，儀表控制柜與增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜23和高壓電控柜33連接，儀表控制 柜7接收增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜23和所述高壓電控柜33的信號，以及根據(jù)各儀表檢測的流量 值、壓力值，與所需的流量值和壓力值進(jìn)行比較，向所述增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜23及高壓電控 柜33發(fā)出控制信號，采用智能控制方法使增壓泵21轉(zhuǎn)速在最佳狀態(tài)，從而使得輸油干線內(nèi) 的壓力達(dá)到所輸油干線所需壓力和所需流量，從而實現(xiàn)對PCP (泵控泵)長途管道輸油高效 節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)的輸油干線的壓力和流量的控制。最后應(yīng)當(dāng)說明的是，很顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變 型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要 求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型。
權(quán)利要求1.一種PCP長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)，包括油源部分(1)，增壓部分0)， 和輸油部分(3)，三者通過管道依次相通；所述輸油部分C3)還包括輸油泵(31)；其特征在 于所述輸油泵(31)采用拆級降負(fù)荷后的多級離心泵，使所述輸油泵(31)較高效運行； 所述增壓部分( 包括增壓泵(21)，增壓泵電機0 和增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜(2 ；所述 增壓泵與所述增壓泵電機0 機械相聯(lián)，所述增壓泵電機0 與所述增壓泵轉(zhuǎn)速控 制柜電路連接；所述增壓泵與所述輸油泵(31)串聯(lián)連接；所述增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜通過控制所述增壓泵電機02)控制所述增壓泵的 轉(zhuǎn)速，從而控制所述增壓泵出口的壓力和流量，進(jìn)而控制所述輸油泵(31)的輸出壓力 和流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCP長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)，其特征在于 在所述輸油部分C3)和所述增壓部分( 相通的管道上包括輸油泵入口壓力計(34)，所述輸油泵入口壓力計(34)用于測量輸油泵入口的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCP長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)，其特征在于 所述油源部分(1)與所述增壓泵相連，在所述油源部分(1)與所述增壓泵相連的管道上設(shè)有流量計0 和增壓泵入口壓力計06)；所述流量計0 用于管道內(nèi)的 流量，所述增壓泵入口壓力計06)用于測量所述增壓泵入口的壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCP長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)，其特征在于 還包括儀表控制柜(7)；所述儀表控制柜(7)分別與所述增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜和所述高壓電控柜(3 連接，所述儀表控制柜(7)接收所述增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜和所述高 壓電控柜(3 的信號，向所述增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜及高壓電控柜(3 發(fā)出控制信號。
專利摘要本實用新型公開了一種PCP(泵控泵)長途管道輸油高效節(jié)能穩(wěn)壓調(diào)流系統(tǒng)，其具有壓流可調(diào)，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，自控化程度高等特點，包括油源部分，增壓部分，和輸油部分，三者通過管道依次相通；所述輸油部分還包括輸油泵；其特征在于所述輸油泵采用拆級降負(fù)荷后的多級離心泵，使所述輸油泵較高效運行；所述增壓部分包括增壓泵，增壓泵電機和增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜；所述增壓泵與所述增壓泵電機機械相聯(lián)，所述增壓泵電機與所述增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜電路連接；所述增壓泵與所述輸油泵串聯(lián)連接；所述增壓泵轉(zhuǎn)速控制柜通過控制所述增壓泵電機控制所述增壓泵的轉(zhuǎn)速，從而控制所述增壓泵出口的壓力和流量，進(jìn)而控制所述輸油泵的輸出壓力和流量。
文檔編號F17D1/20GK201844198SQ20102025819
公開日2011年5月25日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者吳九輔, 李岳武 申請人:陜西天程石化設(shè)備有限公司