图1 奈莫泵,型号为NM148SY04S24Z。

河南油田采油二厂是以稠油开采为主的原油生产基地，所开采原油运动粘度高、流动性差，原油在外输过程中用电量一直居高不下。为降低输送成本，企业采取了一系列的技改措施，取得了很好的效果。本文简要介绍了采油二厂稠油联合站原油集输系统通过推广使用变频器、耐驰大排量单螺杆泵等技术提高原油外输效率，从而实现了节约用电、降本增效的目的。

河南油田采油二厂是以稠油开采为主的原油生产单位，建有集油站16座，计量站84座，稠油联合站1座，稠油联合站担负着采油二厂全部原油的外输任务，年输油能力96万t；建有3000m3油罐4个，10000m3储油罐2个，储油能力达到3.2万m3。

采油二厂稠油联合站于1988年开始设计建造，1989年投入运行使用，由于当时采油二厂原油产量较低，在设计时采用了三台福建龙岩水泵厂生产的型号为100YI-120*2的污油离心泵，配套电机型号为YB315M2-2、功率160kW，该泵型是国家和中石化集团已要求停止使用的高能耗、低效率设备，为提高油气集输系统的效率，达到节电降本增效目的，急需一种高效节能的设备进行替代。

离心式油泵的工作原理

离心泵输送原油是基于离心力的作用。当叶轮快速转动时，叶片促使原油快速旋转，旋转中的原油在离心力的作用下从叶轮中飞去，泵内的原油被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。大罐内的原油在自压作用下被不停地输送到离心式油泵的进口经离心式油泵加压后通过管网输送达目的地。

图2 耐驰单螺杆泵。

原外输系统能耗分析及排量控制方式

影响集输系统用电量的因素很多，在油品品质、工艺流程及外输参数相对确定的情况下，管网效率和离心式油泵工艺参数(压力、流量、温度等)也会发生变化。在长输管线泵站设计选取输油泵参数时，要考虑油品、越站输送等多种特殊环境下的管道输送安全和输油泵的输送能力，输油泵参数选取往往偏大。该站原三台离心式外输油泵采用在恒转速电机拖动下调节出口阀门，通过改变管路特性来调节泵的外输流量和压力。由于阀门的严重节流作用，会增大系统的无用做功；另一方面，工况的改变经常使输油泵工作点偏离高效区，严重降低了泵的运行效率。两种情况都会浪费大量的电能。经中国石油化工股份公司，河南油田分公司节能监测站测试，三台离心式稠油外输泵机组效率极低，平均机组效率不到40%，三台离心式外输泵的效率测试报告如表1所示。

测试结果显示，三台离心式油泵的机组效率是非常低的，日常运转操作时，一台离心式油泵的排量只有118 m3/h，在排量上满足不了生产需要，为满足生产输送要求需开启两台离心式油泵，多余排量通过阀门控制打回流，当同时开启两台外输泵时，每小时的耗电量达到了255.9kW，因此，急需要一种高效率、低能耗且能满足稠油外输任务的泵型进行替代。

表1 三台离心式外输泵的效率测试报告

泵型的选择方案

河南油田是中国主要的稠油生产基地，外输管线原油温度在40℃时平均运动粘度在700~1500 mmZ/s范围内，温度在70℃时，运动粘度在140~220 mmZ/s之间。

根据河南油田原油物性特点，在探讨如何提高稠油外输效率、减少电力消耗过程中，逐渐把注意力放在大排量单螺杆泵上。此前单螺杆泵在河南油田采油二厂已经全面推广使用，但是对这种大排量单螺杆用于长途原油外输在河南油田还是首例。鉴于单螺杆在我厂应用的良好表现，符合我油田的原油外输物性特点，专家们还是最后决定选用已在河南油田采油二厂大量安装投用的耐驰(兰州)泵业有限公司单螺杆泵并配以变频拖动，泵型号为NM148SY04S24Z，排量为150 m3/h，配套电机型号为YB2-315M-4，功率为132kW。

单螺杆泵的工作原理及特点

单螺杆泵是一种容积式泵，其主要部件为转子和定子，转子是一个大导程、大齿高和较小螺旋内径的螺杆，定子是与之相配的双头螺线的螺套，这样在转子和定子间形成了储存介质的空间，当转子在定子内运转时，介质沿轴向由吸入端向排出端运动。

单螺杆泵与离心式油泵相比无需安装阀门，运转平稳，噪声低，无脉动，压力变化时排量基本呈恒定的线性流动，有利于长输管道的安全运行。螺杆泵结构紧凑、寿命长、泄露点少、维护量少，经久耐用。

表2 2007年度安装运行的两台单螺杆的效率测试报告

配套变频器的使用

使用变频器拖动螺杆泵，既可以充分利用螺杆泵高效率、适用粘度范围广的特性，又可以发挥变频调速避免螺杆泵回流调节、控制调整方便的长处，达到提高系统效率的目的。变频器启动操作平稳安全可靠，可有效降低启动瞬间对螺杆泵传动系统及输油管网的冲击，保障了系统的安全运行。

表2是稠油联合外输岗2007年度安装运行的两台单螺杆的效率测试报告 (中国石油化工股份公司，河南油田分公司节能监测站测试提供)。

通过对两组数据对比可以看出，单螺杆泵和离心式油泵相比节电降耗效果非常明显，平均日节电达4233度。到目前为此，两台已投入运行28个月，累计节电达360万度，节约用电成本274万元，由此可见单螺杆泵与变频器配套在稠油长途外输中的应用前景非常不错，值得推广使用。