淺析注水泵節能方式
作者： 2015年08月20日 來源：互聯網 瀏覽量：
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在理想注水條件下，即泵站污水罐水位運行平穩， 啟用泵注水量和壓力正好滿足注水系統需要， 設備機械能損失正常。對單臺泵的注水單耗值進行統計可以看出，理想注水狀態下啟用單耗低的注水泵符合泵站經濟運行要求
在理想注水條件下，即泵站污水罐水位運行平穩， 啟用泵注水量和壓力正好滿足注水系統需要， 設備機械能損失正常。對單臺泵的注水單耗值進行統計可以看出，理想注水狀態下啟用單耗低的注水泵符合泵站經濟運行要求， 但通常泵站在運行過程中， 受實際條件限制和影響， 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，進行因素分析.來達到降低注水單耗消耗的目的。
1 影響注水單耗的因素
1.1 機械設計因素影響
2004年，根據注水系統水量需求變化，高一聯合站對在運的四臺注水泵進行了更換調整。將原來的DN250泵的內部葉輪拆除換為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。每臺泵由于機械設計不同，參數和性能都存在差異，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：泵站污水罐水位運行平穩，啟用泵注水量和壓力正好滿足注水系統需要（也就是說不存在壓負荷或憋壓的情況），設備機械能損失正常。對單臺泵的注水單耗值進行統計可以看出，理想注水狀態下啟用單耗低的注水泵符合泵站經濟運行要求，但通常泵站在運行過程中，受實際條件限制和影響，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，進行因素分析，來達到降低注水單耗消耗的目的。
1.2 壓力與單耗關系
（1）無壓負荷時的單泵單耗從統計結果可以看出，無壓負荷的情況下，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泵在正常運行過程中，一般泵壓值最低在15.4MPa。
（2）壓負荷時的單泵單耗。從統計結果可看出，壓負荷的狀態下，單泵單耗隨泵壓升高，也就是隨著壓負荷程度的加深，單耗值上升越快且大于不壓負荷時的上升速度。其中，DF300泵一般最高泵壓不超過16.0MPa。
（3）泵壓影響注水單耗的主要原因。從以上統計結果可以看出，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。不壓負荷的情況下，引起泵壓升高的主要原因是運行泵的供水量略大于系統所需污水量，干壓偏高，泵壓也隨著升高，但通常泵壓不會升高太多。壓負荷泵壓升高的主要原因是：
（1）污水罐水位偏低，注水泵壓負荷運轉；
（2）管線施工，降低干線壓力，壓低負荷；
（3）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，提高設備維護保養質量和及時性是降低注水單耗的有效途徑。因此在實際工作中，根據注水泵站生產運行特點，采取了一系列措施。
1.3 注水泵維護保養與單耗的關系
對于設備來說，過硬的維護保養也是影響設備運轉性能的關鍵因素，因此需統計設備保養前后相同壓力條件下的單耗。取設備二保前后一段時問不同壓力段的單耗，設備保養后的單耗值略高于未保養前的，說明高質量的維護保養有利于控制注水單耗。
1.4 吸入口壓力與單耗的關系
注水泵吸入口壓力通常變化不大，但當注水泵吸入口濾網堵塞時，會造成壓力過低，泵吸入量不足，泵體聲音異常，震動量變大，引發泵氣蝕。以DF300泵為例，統計分析了注水泵在吸入壓力變化時單耗的變化。高一聯注水站在2006年8月由于管線聯頭是的污水系統管線停產，是的1000立污水罐液位過低，吸入壓力下降，設備運轉性能和技術參數降低，通過當時的數據對比可以看出，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系
由于正常運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壓力穩定，當泵壓過高時勢必引起管壓升高，這是就需要關小注水泵出口閥門使得管壓保持穩定，這樣就會造成能量的浪費。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行的平穩，同時要啟運單耗低的注水泵。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，平穩吸入壓力
根據實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。
2.2 提高設備維護保養質量
在規定的保養時問內，嚴格按照操作規范進行設備保養，發現設備運轉存在問題，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 加強運行機組運轉參數監測
為及時掌握注水泵機組的運行狀態，給泵站配備了紅外線測溫儀和震動測試儀，要求每天對運行機組的軸瓦溫度、軸瓦震動量及底座震動量等有關參數進行2次檢測，發現異常及時處理。
2.5 使用新式的泵控泵變頻控制系統
2010年為了優化注水系統，降低注水單耗我們投產了一一套前置泵控泵變頻控制注水系統。前置泵低壓變頻調速技術是基于雙泵的串聯，通過對前置泵的變頻控制來是注水泵的工作點始終達到最高泵效，從而使系統效率最高，達到節能的目的，也使系統運行參數可以進行智能調節。注水泵與增壓泵串接，通過小變頻調速系統調節小功率增壓泵，實現對大功率注水泵的調節和控制；它實質上是信號放大的功能，實現系統壓力、流量可調. 該系統由一臺注水泵和一臺增壓泵，注水泵驅動電機，增壓泵驅動電機及保證運行的潤滑系統，水冷卻系統，供電系統，儀表測控系統，低壓變頻調速系統，計算機控制系統等組成。小功率增壓泵為注水泵提供吸入壓力，使兩泵恰當匹配；并通過計算機、儀表系統、變頻調速系統調節使高效區行范圍很窄的注水泵工作在高效區計算機系統實現自動監控，依注水工藝要求（地層情況）實現大閉環優化運行；實現系統效率提高。由于主泵一部分功能由小泵（增壓泵）來負擔，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，節能更為顯著。也就是說大泵（注水泵）節下來的能量用于小泵還有富余，實現能耗降低
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運行。特別是投產運行了前置泵控制系統后，由于主泵一部分功能由小泵（增壓泵）來負擔，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，節能更為顯著。也就是說大泵（注水泵）節下來的能量用于小泵還有富余，實現能耗降低，注水單耗由原來的5.8降為5.2kwh/m3。大大降低了注水耗電。
1 影響注水單耗的因素
1.1 機械設計因素影響
2004年，根據注水系統水量需求變化，高一聯合站對在運的四臺注水泵進行了更換調整。將原來的DN250泵的內部葉輪拆除換為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。每臺泵由于機械設計不同，參數和性能都存在差異，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：泵站污水罐水位運行平穩，啟用泵注水量和壓力正好滿足注水系統需要（也就是說不存在壓負荷或憋壓的情況），設備機械能損失正常。對單臺泵的注水單耗值進行統計可以看出，理想注水狀態下啟用單耗低的注水泵符合泵站經濟運行要求，但通常泵站在運行過程中，受實際條件限制和影響，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，進行因素分析，來達到降低注水單耗消耗的目的。
1.2 壓力與單耗關系
（1）無壓負荷時的單泵單耗從統計結果可以看出，無壓負荷的情況下，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泵在正常運行過程中，一般泵壓值最低在15.4MPa。
（2）壓負荷時的單泵單耗。從統計結果可看出，壓負荷的狀態下，單泵單耗隨泵壓升高，也就是隨著壓負荷程度的加深，單耗值上升越快且大于不壓負荷時的上升速度。其中，DF300泵一般最高泵壓不超過16.0MPa。
（3）泵壓影響注水單耗的主要原因。從以上統計結果可以看出，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。不壓負荷的情況下，引起泵壓升高的主要原因是運行泵的供水量略大于系統所需污水量，干壓偏高，泵壓也隨著升高，但通常泵壓不會升高太多。壓負荷泵壓升高的主要原因是：
（1）污水罐水位偏低，注水泵壓負荷運轉；
（2）管線施工，降低干線壓力，壓低負荷；
（3）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，提高設備維護保養質量和及時性是降低注水單耗的有效途徑。因此在實際工作中，根據注水泵站生產運行特點，采取了一系列措施。
1.3 注水泵維護保養與單耗的關系
對于設備來說，過硬的維護保養也是影響設備運轉性能的關鍵因素，因此需統計設備保養前后相同壓力條件下的單耗。取設備二保前后一段時問不同壓力段的單耗，設備保養后的單耗值略高于未保養前的，說明高質量的維護保養有利于控制注水單耗。
1.4 吸入口壓力與單耗的關系
注水泵吸入口壓力通常變化不大，但當注水泵吸入口濾網堵塞時，會造成壓力過低，泵吸入量不足，泵體聲音異常，震動量變大，引發泵氣蝕。以DF300泵為例，統計分析了注水泵在吸入壓力變化時單耗的變化。高一聯注水站在2006年8月由于管線聯頭是的污水系統管線停產，是的1000立污水罐液位過低，吸入壓力下降，設備運轉性能和技術參數降低，通過當時的數據對比可以看出，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系
由于正常運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壓力穩定，當泵壓過高時勢必引起管壓升高，這是就需要關小注水泵出口閥門使得管壓保持穩定，這樣就會造成能量的浪費。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行的平穩，同時要啟運單耗低的注水泵。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，平穩吸入壓力
根據實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。
2.2 提高設備維護保養質量
在規定的保養時問內，嚴格按照操作規范進行設備保養，發現設備運轉存在問題，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 加強運行機組運轉參數監測
為及時掌握注水泵機組的運行狀態，給泵站配備了紅外線測溫儀和震動測試儀，要求每天對運行機組的軸瓦溫度、軸瓦震動量及底座震動量等有關參數進行2次檢測，發現異常及時處理。
2.5 使用新式的泵控泵變頻控制系統
2010年為了優化注水系統，降低注水單耗我們投產了一一套前置泵控泵變頻控制注水系統。前置泵低壓變頻調速技術是基于雙泵的串聯，通過對前置泵的變頻控制來是注水泵的工作點始終達到最高泵效，從而使系統效率最高，達到節能的目的，也使系統運行參數可以進行智能調節。注水泵與增壓泵串接，通過小變頻調速系統調節小功率增壓泵，實現對大功率注水泵的調節和控制；它實質上是信號放大的功能，實現系統壓力、流量可調. 該系統由一臺注水泵和一臺增壓泵，注水泵驅動電機，增壓泵驅動電機及保證運行的潤滑系統，水冷卻系統，供電系統，儀表測控系統，低壓變頻調速系統，計算機控制系統等組成。小功率增壓泵為注水泵提供吸入壓力，使兩泵恰當匹配；并通過計算機、儀表系統、變頻調速系統調節使高效區行范圍很窄的注水泵工作在高效區計算機系統實現自動監控，依注水工藝要求（地層情況）實現大閉環優化運行；實現系統效率提高。由于主泵一部分功能由小泵（增壓泵）來負擔，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，節能更為顯著。也就是說大泵（注水泵）節下來的能量用于小泵還有富余，實現能耗降低
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運行。特別是投產運行了前置泵控制系統后，由于主泵一部分功能由小泵（增壓泵）來負擔，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，節能更為顯著。也就是說大泵（注水泵）節下來的能量用于小泵還有富余，實現能耗降低，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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