专利名称：Pcp长途管道输油高效节能稳压调流系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及长距离输油泵站技术，特别是涉及一种PCP长途管道输油高效节 能稳压调流系统。
背景技术：
原油和成品油(以下合称油品)的运输方式包括管道运输，铁路，公路和水运等方 式。管道运输具有以下优点(1)运输量大；( 运费低，能耗少；且口径愈大，管道的单位运 费愈低；输油管道一般埋在地下，较安全可靠，且受气候环境影响小，对环境污染小；运输 油品的损耗率较铁路、公路、水路运输都低。因此，在很多时候需要通过管道运输油品。长 途管道由输油泵站与输油线路两大部分组成，输油泵站的主要功能是为油品提供一定压力 和流量。管道起点的输油泵站称首站，其任务是接收来自油田、炼油厂或港口的油品并经计 量后输向下一站。输送过程中由于摩擦、地形高差等原因，油品压力不断下降，因此在长距 离管道中途需要设置中间输油泵站，给油品增压。现有的输油泵站的不足之处在于①、输油泵站的压流难以调节现有的输油泵站一般采用离心泵作为输送泵。离心泵压流特性为流量增大时压 力降低，流量减小时压力增加，而且离心泵的H Q曲线近似为二次方程曲线，随着泵工作 点的变化，压力和流量均在变化。目前离心泵的参数调节方法主要有出口阀门开度，液 力耦合器，变频和泵并联调节等手段，但由于离心泵特有的特性，这些调节手段均有其局限 性，一则增加能量，再则调节单一(只能满足其中一个参数压力或者流量)。这样就导致输 油泵站的压流难以调节。②、压力余量大，而且波动大，输油扰动下，输油系统不平稳、能耗高输油泵站在建站时一般都要考虑油品在站内暂存和直接越罐两种可能，因此对于 泵的选型一般都选择较大的负荷，这样泵在大多数时间会运行在低效区(低负荷)，而且由 于输油系统负荷的变化，必然引起输油泵工作点的移动，由于调节手段有限，在满足输油工 艺要求的前提下，加大了输油泵的泵管压差，增加了能耗，并且使输油系统波动较大，从而 使输油系统变得不是很平稳。③、为了安全，有时需要打回流输油负荷是一动态变化的系统，而作为输油泵的离心泵由于调节量的有限，在输 油量变小到超出输油泵最低流量或不输油时，为保证输油管线的正常，则必须要对输油进 行打回流处理，这样才能在保证输油系统安全，在此前提下，使输油泵系统得以安全。由于 输油泵进行打回流运行，而回流流量所消耗的能量是白白浪费的能量，这样必将使输油能 耗大大增加。发明内容本实用新型的目的在于提供一种PCP(泵控泵)长途管道输油高效节能稳压调流 系统，其具有压流可调，结构简单，安全可靠，自控化程度高等特点。上述目的通过下述技术 方案实现一种PCP长途管道输油高效节能稳压调流系统，包括油源部分，增压部分，和输油 部分，三者通过管道依次相通；所述输油部分还包括输油泵；其特征在于所述输油泵采用 拆级降负荷后的多级离心泵，使所述输油泵较高效运行；所述增压部分包括增压泵，增压泵 电机和增压泵转速控制柜；所述增压泵与所述增压泵电机机械相联，所述增压泵电机与所 述增压泵转速控制柜电路连接；所述增压泵与所述输油泵串联连接；所述增压泵转速控制 柜通过控制所述增压泵电机控制所述增压泵的转速，从而控制所述增压泵出口的压力和流 量，进而控制所述输油泵的输出压力和流量。上述目的还可以通过下述技术方案进一步完善。所述输油泵较高效运行是使所述输油泵泵流量在其额定流量的90% 110%范 围内，并可进行压流调节。所述输油干线内具有所需压力；所述输油干线与所述输油泵的出口相连；输油干 线内的压力=增压泵入口压力+增压泵泵压力+输油泵泵压力；通过调节所述增压泵的压 力，使得所述输油干线内的压力达到所输油干线内保证能正常输油的所需压力。本实用新型的有益效果是本实用新型的PCP(泵控泵)长途管道输油高效节能稳 压调流系统，具有压流可调，结构简单，安全可靠，自控化程度高等特点。泵控泵技术的应用， 使长距离输油泵站的压流可调，从而在提高了长距离输油泵站的有用功率。采用了 PCP长途 管道输油高效节能稳压调流系统的长距离输油泵站与传统的输油泵站相比具有以下优点1)、主输油泵拆级降负荷，降低泵管压差实现节能传统输油泵站为保证生产，对于一般主输油泵配备压力会稍高，通过阀门不全打 开，采用憋压运行(如果打开就会出现流量不稳，压力过大，超过输油管技术要求)，这样能 源就浪费在阀门上；采用本实用新型的PCP(泵控泵)长途管道输油高效节能稳压调流系统 后，主输油泵进行减级处理，主输油泵压力等级降低(建站初期设计时泵的功率一般会有 余量)，再由增压泵来承担部分压力和流量的控制，保证用于长距离输油泵站压力和流量的 满足，主输油泵出口阀门可以完全打开，这样浪费在阀门上的能源就会节约下来。2)、增压泵的加入，提高了输油泵入口压力，使输油泵的工作点向高效区移动，从 而改善了输油泵的工作状况，因此其输油泵的效率得以增加。3)、高效泵替代部分低效负荷，提高了系统效率PCP (泵控泵)长途管道输油高效节能稳压调流系统的设计思想原先完全由输油 泵输出的能量，现在由增压泵来承担一部分。由于输油泵是多级泵，泵效相对偏低，而增压 泵为平衡离心泵，泵效相对比较高。由高效率的增压泵来替换低效率的输油泵(输油泵拆 级后减小压力)，再加上增压泵还可以进行变频调节，更进一步节约能量。4)、改造后的长距离输油泵站可以和管道需求高效动态匹配，不增加无用功。本实用新型的PCP (泵控泵)长途管道输油高效节能稳压调流系统，在一定范围 内，可根据配输需求，可进行压力调节和流量的适应变化，这样可最大限度对泵管压差进行 减少，直到趋于零。而泵管压差的降低，实际上就是长距离输油泵站有用功率的提高，从而达到节能的目的。5)、最大限度防止打回流。6)、达到运行平稳，配流方便。
图1是本实用新型的PCP长途管道输油高效节能稳压调流系统的结构示意图；其中，1油源部分11入口汇管，12油罐，13直接越罐阀门，14油罐入口阀门，15油罐出口阀门；2增 压部分21增压泵，22增压泵电机，23增压泵转速控制柜，M入口阀，25流量计，26增压泵 入口压力计；3输油部分31输油泵，32输油泵电机，33高压电控柜，34输油泵入口压力计；4输油干线41输油压力计5旁通阀；6回流阀；7仪表控制柜。
具体实施方式
为了使本实用新型的发明目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及 实施例，对本实用新型的PCP (泵控泵)长途管道输油高效节能稳压调流系统进行进一步详 细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图1所示，作为一种可实施方式，本实用新型的PCP(泵控泵)长途管道输油高 效节能稳压调流系统，包括油源部分1，增压部分2，输油部分3，输油干线4，旁通阀5和回 流阀6。一方面油源部分1，增压部分2，输油部分3和输油干线4依次连接相通；另一方面 油源部分1通过旁通阀5和管道与输油部分3相通；油源部分1通过回流阀6和管道与输 油干线4相通。其中，油源部分1包括入口汇管11，油罐12，直接越罐阀门13和连接的管道；其 中，油罐12和直接越罐阀门13并联连接，并联的油罐12和直接越罐阀门13—端与入口汇 管11串联，另一端通过管道与增压部分2相连。在油罐12的进出油品的管道上分别设有 油罐入口阀门14和油罐出口阀门15。增压部分包括增压泵21，增压泵电机22，增压泵转速控制柜23，入口阀对，安装在 增压泵入口的流量计25和增压泵入口压力计26。增压泵21的入口与油源部分1相通的 管道上设有入口阀对，流量计25和增压泵入口压力计沈；流量计25用于测量管道内的流 量，转换成电信号输出，增压泵入口压力计26用于测量增压泵21入口的压力，转换成电信 号输出。增压泵21的出口通过管道与输油部分3相通。增压泵21与增压泵电机22机械 相联，增压泵电机22与增压泵转速控制柜23电路连接；增压泵21与输油泵31串联连接； 增压泵转速控制柜23与外部电源相连。[0041]输油部分3包括输油泵31，输油泵电机32和高压电控柜33，输油泵31与输油泵 电机32机械相联，输油泵电机32与高压电控柜33电路连接，高压电控柜33与外部电源相 连。在输油部分3和增压部分2相通的管道上包括输油泵入口压力计34，输油泵入口 压力计34用于测量输油泵31入口的压力，转换成电信号输出。在输油干线4上设有阀门和输油压力计41。油源部分1通过旁通阀5和管道与输油部分3相通。即旁通阀5和增压部分2是 并联。油罐12通过回流阀6和输油干线4相连接。为了实现油品在长距离管道上的运输，输油干线4内的油品需要具有一定的流量 (该流量是一个范围，以下简称输油干线所需流量，其上限是设定流量)和一定的压力(该 压力是一个范围，以下简称输油干线所需压力，其上限是设定压力)，同时又不能超出输油 干线4所能够承受的压力。本实用新型通过结构简单，安全可靠，自控化程度高且压流可调 地实现使输油干线内油品的流量和压力达到输油干线所需流量和输油干线所需压力。从入口汇管11进入的油品，当油品不进行暂存时，打开直接越罐阀门13，同时关闭油罐入口阀门14和油罐出 口阀门15 ；原油经过直接越罐阀门13进入到增压部分2。当油品在输油泵站内暂存时，关闭直接越罐阀门13，同时打开油罐入口阀门14， 原油进入油罐12 ；在油品需要通过时，打开油罐出口阀门15。在旁通阀5打开，入口阀M关闭时；油品直接通过旁通阀5及其连通管道进入到 输油部分3，然后进入到输油干线4 ；在此种工作状态是时，与现有技术的输油泵站的原理 相同，在此不做详细说明输油干线4内的流量=输油泵31泵流量；输油干线4内的压力=输油泵31入口压力+输油泵31泵压力。在旁通阀5关闭，入口阀M打开时，增压泵21和输油泵31串联，油品通过增压部 分2和输油部分3，然后进入到输油干线4 ；此工作状态时，本实用新型的特点完全体现根据水泵串联的使用原则(两台泵的流量相同，压力相加)，即输油泵31和增压泵 21的出口流量保持相等；输油干线4内的流量=增压泵21泵流量=输油泵31泵流量；输油干线4内的压力=增压泵21入口压力+增压泵21泵压力+输油泵31泵压 力；优选的，使输油泵31较高效运行，即输油泵31泵流量在其额定流量的90% 110%的范围内。根据上述方法选择输油泵31之后，只要在输油干线所需流量的范围内变化，输油 泵31始终工作在高效区(输油泵31的泵流量在输油泵额定流量的90% 110%之间，且 可进行压流调节)。换言之，输油干线4内的流量只要在输油泵额定流量的90% 110%之 间范围内进行调整时，输油泵31始终在高效区工作，即在增压泵21作压流调节很大时，输 油泵仍比未用此实用新型时效率高。现有的输油泵站一般都要考虑油品在站内暂存和直接 越罐两种可能，因此对于泵的选型一般都选择较大的负荷，这样泵在大多数时间会运行在 低效区(低负荷)运行，采用本实用新型的输油泵站，保证输油泵始终在高效区工作。[0058]优选的，输油泵31采用经拆级降负荷后的多级离心泵。经拆级降负荷后的多级离 心泵的额定流量不发生变化，但是额定压力降低了，有时可能不足以达到输油干线所需压 力。此时可以在保证输油泵31较高效运行的前提下，用增压泵21调节不足的输油压力。多级离心泵拆级降负荷的多少主要依据输油干线4内的压力和增压泵21的压力 变化范围，即拆级降负荷后多级离心泵的额定压力=输油干线4的设定压力-增压泵21的 额定压力。优选的，输油泵31的额定压力，即拆级降负荷后多级离心泵的额定压力=输油干 线4设定压力-增压泵额定压力的80 %。优选的，输油泵31的额定压力，即拆级降负荷后多级离心泵的额定压力是拆级降 负荷前多级离心泵的单级压力的倍数。优选的，根据增压泵入口压力计沈测量增压泵21入口的压力和输油干线4所需 流量；调节增压泵21，使增压泵21泵流量=输油干线4所需流量。对输油泵31 (拆级降负荷后的多级离心泵)和增压泵21进行匹配，使通过调节前 端增压泵21的转速(即进行变频调节)，来改变增压泵21泵压力，使得输油干线4内的压 力达到所输油干线所需压力。通过增压泵进行输油干线压力的细调节，从而达到降低输油 单耗的目的。并且根据输油量，合理配置设备参数，实现控制输油量，而且节省能耗。优选的，增压泵22采用平衡离心泵。优选的，PCP(泵控泵)长途管道输油高效节能稳压调流系统还包括变频调速系 统，包括仪表测控柜7，仪表控制柜与增压泵转速控制柜23和高压电控柜33连接，仪表控制 柜7接收增压泵转速控制柜23和所述高压电控柜33的信号，以及根据各仪表检测的流量 值、压力值，与所需的流量值和压力值进行比较，向所述增压泵转速控制柜23及高压电控 柜33发出控制信号，采用智能控制方法使增压泵21转速在最佳状态，从而使得输油干线内 的压力达到所输油干线所需压力和所需流量，从而实现对PCP (泵控泵)长途管道输油高效 节能稳压调流系统的输油干线的压力和流量的控制。最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变 型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要 求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
权利要求1.一种PCP长途管道输油高效节能稳压调流系统，包括油源部分(1)，增压部分0)， 和输油部分(3)，三者通过管道依次相通；所述输油部分C3)还包括输油泵(31)；其特征在 于所述输油泵(31)采用拆级降负荷后的多级离心泵，使所述输油泵(31)较高效运行； 所述增压部分( 包括增压泵(21)，增压泵电机0 和增压泵转速控制柜(2 ；所述 增压泵与所述增压泵电机0 机械相联，所述增压泵电机0 与所述增压泵转速控 制柜电路连接；所述增压泵与所述输油泵(31)串联连接；所述增压泵转速控制柜通过控制所述增压泵电机02)控制所述增压泵的 转速，从而控制所述增压泵出口的压力和流量，进而控制所述输油泵(31)的输出压力 和流量。
2.根据权利要求1所述的PCP长途管道输油高效节能稳压调流系统，其特征在于 在所述输油部分C3)和所述增压部分( 相通的管道上包括输油泵入口压力计(34)，所述输油泵入口压力计(34)用于测量输油泵入口的压力。
3.根据权利要求1所述的PCP长途管道输油高效节能稳压调流系统，其特征在于 所述油源部分(1)与所述增压泵相连，在所述油源部分(1)与所述增压泵相连的管道上设有流量计0 和增压泵入口压力计06)；所述流量计0 用于管道内的 流量，所述增压泵入口压力计06)用于测量所述增压泵入口的压力。
4.根据权利要求1所述的PCP长途管道输油高效节能稳压调流系统，其特征在于 还包括仪表控制柜(7)；所述仪表控制柜(7)分别与所述增压泵转速控制柜和所述高压电控柜(3 连接，所述仪表控制柜(7)接收所述增压泵转速控制柜和所述高 压电控柜(3 的信号，向所述增压泵转速控制柜及高压电控柜(3 发出控制信号。
专利摘要本实用新型公开了一种PCP(泵控泵)长途管道输油高效节能稳压调流系统，其具有压流可调，结构简单，安全可靠，自控化程度高等特点，包括油源部分，增压部分，和输油部分，三者通过管道依次相通；所述输油部分还包括输油泵；其特征在于所述输油泵采用拆级降负荷后的多级离心泵，使所述输油泵较高效运行；所述增压部分包括增压泵，增压泵电机和增压泵转速控制柜；所述增压泵与所述增压泵电机机械相联，所述增压泵电机与所述增压泵转速控制柜电路连接；所述增压泵与所述输油泵串联连接；所述增压泵转速控制柜通过控制所述增压泵电机控制所述增压泵的转速，从而控制所述增压泵出口的压力和流量，进而控制所述输油泵的输出压力和流量。
文档编号F17D1/20GK201844198SQ20102025819
公开日2011年5月25日 申请日期2010年7月14日 优先权日2010年7月14日
发明者吴九辅, 李岳武 申请人:陕西天程石化设备有限公司