注水系统节能降耗分析及对策

摘 要：高压离心式注水机泵具有效率高、排量大等优点，注水站节电降耗上主要受注水管网调节，注水压力、开泵台次及注水量变化影响，目前，注水机泵老化，外网高压管线结垢堵塞，压力升高单耗上升。在系统节能降耗上，加强节能高效泵运行力度；完善不同泵型的优化匹配调整，针对不同时期注水量的变化，及时调整运行泵型，降低注水泵出口阀门截流损失无功消耗；在允许范围内实施注水站削峰填谷运行；合理确定并联运行工况点，提高平均泵效；进一步实现注水泵供水能力的精细调节，降低注水单耗。

关键词：注水系统 优化 匹配 节能降耗 分析对策

一、注水系统节能降耗工作现状

孤东集输大队注水系统有高压离心式注水泵站六座，主机设备32台，其中，KGF500型3台，HD500型2台，DF300型注水机组9台，DF350型注水机组3台，KGF350型注水机组8台，DF400型注水机组4台，DF200型注水机组3台。共运行注水泵及注聚泵14台，污水回注量12.1×104m3/d：

二、系统降耗存在问题及原因分析

1.泵站投产设计方面

由于工程资料不准确，对管路阻力计算不准确，选用过大的安全裕量，而选用设备时担心计算压力流量不能满足工艺需要，造成选用设备的额定流量超过工作时实际所需流量，多台泵联合工作时，不能实现高效工矿区运行。选用拖动设备功率过大，存在“不能满负荷运行”现象，导致电机功率和功率因数降低，无功损耗较大。

2.工艺要求变更方面

随着油田开发需要而变更注水量，现场生产操作人员为满足生产需要，只有利用阀门增加管路阻力，满足流量，管网压力的工艺要求造成无功消耗增加，设备使用效率降低。

3.现场生产调节

由于长期的各种原因，造成设备“只要转就是好泵”的认识的存在，加之注水泵的工作状态，受许多因素的影响，本质上是一个多变量，不易形成一套节能调节模式。

4.管理方面

由于现场生产操作人员理论、实践水平所限，现场调节控制不熟练，导致设备在调整过程中的磨损不同程度影响设备的运行寿命，维护保养上也因工艺技术条件所限，业务技术掌握不够，修保质量不过关，不能保障设备处于优良的技术性能，不能最大限度地发挥注水泵的效率，管理上也因认识上的不到位，日常管理过程中监测手段不齐全、不完善，不少测试内容只能靠经验判断，管理上缺乏的精度和深度。

5.设备维护保养

资金不到位，设备评估不完善，缺乏预防性修理及日常性强制保养措施；冷却系统流程、换热设备结垢严重，降温效果差，注水电机超温运行；机泵连轴器弹性减震胶圈磨损严重，机组震动大，监控计量误差大；造成机组达不到高效工矿区安全运行条件。

三、具体情况分析及采取措施

1.注水机泵优化匹配调整

合理调节外部管网压力及污水回注量，降低泵管压差，针对东五注DF400型注水机组运行情况为例，通过注水机泵优化匹配调整，东五注DF400型注水泵，配套电机功率2200千瓦，换型1台DF200型泵，配套电机功率1600千瓦，注水干压由14.2MPa下降0.2MPa，保持13.9-14.0MPa，全年估算可节电180万kWh。

2.合理调节注水泵运行工矿

注水泵运行工矿是由离心泵的特性曲线和管路特性曲线所决定的，当注水泵出口阀门开度发生改变时，随着管路阻抗的变化，泵的实际运行工况点也发生相应的改变，泵的流量及压力发生变化。现场泵效测试表明DF300型注水泵工况区间一般在泵效73%-77%运行电流在185A，泵水单耗平均约5.35KW.h/m3，当运行工矿点改变时，运行电流降至175A，泵效在72%，泵水单耗约5.72kwh/m3，每立方水将多耗电0.97kwh，但离心泵实际所需用功率下降约95kwh，如在满足生产需要的情况下，及时合理调整注水泵运行工作状态，达到低耗高效的目的。

3.提高注水泵使用效率

泵站运行效率的高低与其设备使用效率有着直接的关系，影响着注水泵使用效率的因素主要有：站内干压过高，机组运行参数不合理，设备本身的技术性能指标等原因有关，我们从泵压、泵效、单耗之间的关系中可以看出，随着外部干压或因调节不当的泵压升高，泵的工作状态偏离离心泵的最佳工作点，处于低效区运行时，泵压与泵效成反比关系，与单耗成正比关系，泵效降低单耗上升，反之泵效上升，单耗下降，这说明泵压越高，机组所做的无用功越多，泵所打出的水越少，从泵效测试可以看出，DF300型注水泵在高效区泵效78.0%单耗：4.85kwh/m3，泵压14.4MPa，干压14.2MPa，此时泵效为额定泵效的98.6%，当干压14.0MPa泵压15.0MPa泵效69.5%单耗5.96kwh/m3此时泵效为额定泵效的87.9%，单耗上升1.11kwh/m3干压下降0.2MPa，采取调节出口阀开度降低泵干压差，减少管路阻力损失，使注水机组保持在合理高效工矿区运行，可提高设备使用效率。

4.加强多台泵联合工作时，运行工矿点调整

4.1制定注水泵安全调控工作区：保证设备安全正常运行作为首要条件。

4.2制定注水泵可控项点：注水泵的无功损耗：注水泵节流工作状态将增加无功损耗，一是增加阀门损失功率，二是两种情况压力不同而增加的水泵损失功率。

4.3管路节流调节，即在改变注水泵出口阀门开度，从而改变管路中局部阻力，管路特征系数，使管路特性发生变动，在泵性能曲线不变情况下，工作点发生变化，达到调节注水电机运行负荷的目的。由于注水量发生变化，为满足生产需要，采取出口阀调节开度时，缺乏较为具体的参考数据，而造成不合理工作状态，通过泵效测试掌握注水泵的性能及不同状态下的无功损耗。

4.3.1确定并联工作时运行工况点。

4.3.2优化运行参数。注水泵运行效率的高低与注水泵进、出口压力、注水干压、电流、电压、泵排量等多种因素有关系，为了选择出泵效较高，注水单耗较低的运行参数，我们利用泵效测试仪对不同运行参数状况下的泵效进行测试，从中选择出符合既符合生产需要，泵效又相对较低的几组参数组合，然后在生产中加以实践验证，从而选择出最佳的运行参数。

5.按时进保，保证进保质量。严格的修保制度。

6.加强操作培训，提高职工业务技术水平。

四、结束语

一是根据不同时期油田注水要求，合理注水管网压力、注水量调节；二是加强注水机泵改造投入，应用新型高效节能注水泵；东二注注聚系统原7#注水泵DF300型更换成DF350-150×10型泵后，避免运行2台DF200型注水机组，节电效果明显。注水系统实施注水机泵优化匹配调整，效率在76.5%以下注水泵应逐步更换成高效节能新型注水泵；三是提高注水泵站微机自动化监控水平，提高注水站优化参数运行能力，保持注水机泵高效工况区运行；四是更换老化超检流量计及电度表，提高注水站计量精度。

参考文献

[1]注水新技术石油工业出版社.

[2]注水地面工程石油工业出版社.