淺析注水泵節(jié)能方式

作者： 2015年08月20日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：
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在理想注水條件下，即泵站污水罐水位運(yùn)行平穩(wěn)， 啟用泵注水量和壓力正好滿足注水系統(tǒng)需要， 設(shè)備機(jī)械能損失正常。對單臺泵的注水單耗值進(jìn)行統(tǒng)計可以看出，理想注水狀態(tài)下啟用單耗低的注水泵符合泵站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求
    在理想注水條件下，即泵站污水罐水位運(yùn)行平穩(wěn)， 啟用泵注水量和壓力正好滿足注水系統(tǒng)需要， 設(shè)備機(jī)械能損失正常。對單臺泵的注水單耗值進(jìn)行統(tǒng)計可以看出，理想注水狀態(tài)下啟用單耗低的注水泵符合泵站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求， 但通常泵站在運(yùn)行過程中， 受實(shí)際條件限制和影響， 水量和壓力變化波動頻繁，每天的單耗值都是不同的，針對單臺泵單耗的變化，進(jìn)行因素分析.來達(dá)到降低注水單耗消耗的目的。
　　1 影響注水單耗的因素
　　1.1 機(jī)械設(shè)計因素影響
　　2004年，根據(jù)注水系統(tǒng)水量需求變化，高一聯(lián)合站對在運(yùn)的四臺注水泵進(jìn)行了更換調(diào)整。將原來的DN250泵的內(nèi)部葉輪拆除換為DN300泵的葉輪。其他兩臺DN100泵與DN155泵作為備用泵。其中年DN300泵屬于高效泵。每臺泵由于機(jī)械設(shè)計不同，參數(shù)和性能都存在差異，因而注水單耗本身就有高低差異。在合理只考慮泵效較高的CN300泵。在理想注水條件下，即：泵站污水罐水位運(yùn)行平穩(wěn)，啟用泵注水量和壓力正好滿足注水系統(tǒng)需要（也就是說不存在壓負(fù)荷或憋壓的情況），設(shè)備機(jī)械能損失正常。對單臺泵的注水單耗值進(jìn)行統(tǒng)計可以看出，理想注水狀態(tài)下啟用單耗低的注水泵符合泵站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求，但通常泵站在運(yùn)行過程中，受實(shí)際條件限制和影響，水量和壓力變化波動頻繁，每天的單耗值都是不同的，針對單臺泵單耗的變化，進(jìn)行因素分析，來達(dá)到降低注水單耗消耗的目的。
　　1.2 壓力與單耗關(guān)系
　　（1）無壓負(fù)荷時的單泵單耗從統(tǒng)計結(jié)果可以看出，無壓負(fù)荷的情況下，隨著泵壓的升高，單耗值是隨著上升的，泵壓越高，單耗增長越大。其中DF300泵在正常運(yùn)行過程中，一般泵壓值最低在15.4MPa。
　?。?）壓負(fù)荷時的單泵單耗。從統(tǒng)計結(jié)果可看出，壓負(fù)荷的狀態(tài)下，單泵單耗隨泵壓升高，也就是隨著壓負(fù)荷程度的加深，單耗值上升越快且大于不壓負(fù)荷時的上升速度。其中，DF300泵一般最高泵壓不超過16.0MPa。
　?。?）泵壓影響注水單耗的主要原因。從以上統(tǒng)計結(jié)果可以看出，單耗值雖然由耗電量除以注水量得出.但由于泵站泵壓控制可直接影響注水泵的注水量與耗電量，因而也就影響了注水單耗的大小，這樣就可以從分析泵壓變化的原因入手，找到能夠降低注水單耗的方法和途徑。不壓負(fù)荷的情況下，引起泵壓升高的主要原因是運(yùn)行泵的供水量略大于系統(tǒng)所需污水量，干壓偏高，泵壓也隨著升高，但通常泵壓不會升高太多。壓負(fù)荷泵壓升高的主要原因是：
　?。?）污水罐水位偏低，注水泵壓負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；
　?。?）管線施工，降低干線壓力，壓低負(fù)荷；
　?。?）啟用注水泵排量大于需求量。從上面的分析可以看出，做好泵站泵壓控制工作，提高設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)質(zhì)量和及時性是降低注水單耗的有效途徑。因此在實(shí)際工作中，根據(jù)注水泵站生產(chǎn)運(yùn)行特點(diǎn)，采取了一系列措施。
　　1.3 注水泵維護(hù)保養(yǎng)與單耗的關(guān)系
　　對于設(shè)備來說，過硬的維護(hù)保養(yǎng)也是影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)性能的關(guān)鍵因素，因此需統(tǒng)計設(shè)備保養(yǎng)前后相同壓力條件下的單耗。取設(shè)備二保前后一段時問不同壓力段的單耗，設(shè)備保養(yǎng)后的單耗值略高于未保養(yǎng)前的，說明高質(zhì)量的維護(hù)保養(yǎng)有利于控制注水單耗。
　　1.4 吸入口壓力與單耗的關(guān)系
　　注水泵吸入口壓力通常變化不大，但當(dāng)注水泵吸入口濾網(wǎng)堵塞時，會造成壓力過低，泵吸入量不足，泵體聲音異常，震動量變大，引發(fā)泵氣蝕。以DF300泵為例，統(tǒng)計分析了注水泵在吸入壓力變化時單耗的變化。高一聯(lián)注水站在2006年8月由于管線聯(lián)頭是的污水系統(tǒng)管線停產(chǎn)，是的1000立污水罐液位過低，吸入壓力下降，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)性能和技術(shù)參數(shù)降低，通過當(dāng)時的數(shù)據(jù)對比可以看出，單耗值隨著吸入壓力的降低大幅度升高，說明吸入壓力降低對注水單耗有直接影響。
　　1.5 注水泵管壓差與單耗的關(guān)系
　　由于正常運(yùn)行時高臺子油田每日的水井注水量固定，所以需要保證注水管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，當(dāng)泵壓過高時勢必引起管壓升高，這是就需要關(guān)小注水泵出口閥門使得管壓保持穩(wěn)定，這樣就會造成能量的浪費(fèi)。很顯然泵管壓差越大單耗就越高。
　　2 降低注水單耗的措施
　　對于泵站來說，降低要注水單耗必須要保證注水泵運(yùn)行的平穩(wěn)，同時要啟運(yùn)單耗低的注水泵。泵站的注水單耗肯定低，但很多時候高臺子油田的注水量及管網(wǎng)壓力需求并不固定，而使用固定注水泵額定排量固定，存在一定的局限性，因此可能由于注水量的變化使得原來的高效泵效率降低單耗升高。為了解決這一問題我們采取了如下的一些措施。
　　2.1 控制大罐液位，平穩(wěn)吸入壓力
　　根據(jù)實(shí)際情況的需求我們要求操作工日常將注水1000立罐控制在5.5m到7米左右使得注水泵入口壓力平穩(wěn)。
　　2.2 提高設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)質(zhì)量
　　在規(guī)定的保養(yǎng)時問內(nèi)，嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)存在問題，例如：震動量變大、溫度升高和聲音異常等情況及時上報、及時解決。
　　2.3 潤滑油中添加耐磨劑，提高潤滑油潤滑效果和使用壽命。
　　2.4 加強(qiáng)運(yùn)行機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)監(jiān)測
　　為及時掌握注水泵機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，給泵站配備了紅外線測溫儀和震動測試儀，要求每天對運(yùn)行機(jī)組的軸瓦溫度、軸瓦震動量及底座震動量等有關(guān)參數(shù)進(jìn)行2次檢測，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。
　　2.5 使用新式的泵控泵變頻控制系統(tǒng)
　　2010年為了優(yōu)化注水系統(tǒng)，降低注水單耗我們投產(chǎn)了一一套前置泵控泵變頻控制注水系統(tǒng)。前置泵低壓變頻調(diào)速技術(shù)是基于雙泵的串聯(lián)，通過對前置泵的變頻控制來是注水泵的工作點(diǎn)始終達(dá)到最高泵效，從而使系統(tǒng)效率最高，達(dá)到節(jié)能的目的，也使系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)可以進(jìn)行智能調(diào)節(jié)。注水泵與增壓泵串接，通過小變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)小功率增壓泵，實(shí)現(xiàn)對大功率注水泵的調(diào)節(jié)和控制；它實(shí)質(zhì)上是信號放大的功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力、流量可調(diào). 該系統(tǒng)由一臺注水泵和一臺增壓泵，注水泵驅(qū)動電機(jī)，增壓泵驅(qū)動電機(jī)及保證運(yùn)行的潤滑系統(tǒng)，水冷卻系統(tǒng)，供電系統(tǒng)，儀表測控系統(tǒng)，低壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，計算機(jī)控制系統(tǒng)等組成。小功率增壓泵為注水泵提供吸入壓力，使兩泵恰當(dāng)匹配；并通過計算機(jī)、儀表系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)使高效區(qū)行范圍很窄的注水泵工作在高效區(qū)計算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)控，依注水工藝要求（地層情況）實(shí)現(xiàn)大閉環(huán)優(yōu)化運(yùn)行；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率提高。由于主泵一部分功能由小泵（增壓泵）來負(fù)擔(dān)，由于高壓泵（大泵）和一個中低壓泵（小泵）在同一流量下，中低壓泵的功耗要小很多，特別是主泵拆級后，節(jié)能更為顯著。也就是說大泵（注水泵）節(jié)下來的能量用于小泵還有富余，實(shí)現(xiàn)能耗降低
　　3 措施效果
　　通過泵站管理過程中采取的降低注水單耗的措施，注水站的注水單耗一直在計劃內(nèi)運(yùn)行。特別是投產(chǎn)運(yùn)行了前置泵控制系統(tǒng)后，由于主泵一部分功能由小泵（增壓泵）來負(fù)擔(dān)，由于高壓泵（大泵）和一個中低壓泵（小泵）在同一流量下，中低壓泵的功耗要小很多，特別是主泵拆級后，節(jié)能更為顯著。也就是說大泵（注水泵）節(jié)下來的能量用于小泵還有富余，實(shí)現(xiàn)能耗降低，注水單耗由原來的5.8降為5.2kwh/m3。大大降低了注水耗電。
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