探讨注水泵效率能耗影响因素与对策

[摘 要]注水泵在油田耗电设备中其耗电量所占比重较大，具有较大节能潜力。通过对注水泵用电耗能的分析，找出了导致注水泵效率偏低、用电能耗偏高的主要原因，深入浅出的论述了提高注水泵效率，降低注水泵用电单耗的有效途径。

[关键词]注水泵效；降低单耗；途径

中图分类号：U464.138+.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0168-01

前言

目前油田注水泵存在耗能较高的问题，经长期运行后，受输送介质、机械磨损及设备维护保养的影响，注水泵效日趋下降；注水泵管压差较大，运行效率较低，能耗较高；设计时还应重点考虑泵的几何安装高度是否超过泵的允许吸入高度，泵的操作不当使泵产生干吸现象，造成泵发生汽蚀；或者泵所用的填料盘根性能差，摩擦系数大，泵盘根加的过紧，油含水超标，泵震动超标，泵内构件磨损严重泄漏量大，致使注水泵的机械损失及容积损失增大；泵的排量没合理控制在高效低耗区域内等原因。都将导致泵的性能下降，效率降低，所耗电能升高。通常泵站在运行过程中，受实际条件限制和影响，水量和压力变化波动频繁，每天的单耗值都是不同的，针对单台泵单耗的变化，进行因素分析.来达到降低注水单耗消耗的目的。

1 注水单耗影响因素

（1）泵压影响注水单耗的主要原因。单耗值虽然由耗电量除以注水量得出.但由于泵站泵压控制可直接影响注水泵的注水量与耗电量，因而也就影响了注水单耗的大小，这样就可以从分析泵压变化的原因入手，找到能够降低注水单耗的方法和途径。不压负荷的情况下，引起泵压升高的主要原因是运行泵的供水量略大于系统所需污水量，干压偏高，泵压也随着升高，但通常泵压不会升高太多。压负荷泵压升高的主要原因是：①污水罐水位偏低，注水泵压负荷运转；②管线施工，降低干线压力，压低负荷；③启用注水泵排量大于需求量。从上面的分析可以看出，做好泵站泵压控制工作，提高设备维护保养质量和及时性是降低注水单耗的有效途径。（2）机械设计因素影响。在理想注水条件下，即：泵站污水罐水位运行平稳，启用泵注水量和压力正好满足注水系统需要，设备机械能损失正常。对单台泵的注水单耗值进行统计可以看出，理想注水状态下启用单耗低的注水泵符合泵站经济运行要求，但通常泵站在运行过程中，受实际条件限制和影响，水量和压力变化波动频繁，每天的单耗值都是不同的，针对单台泵单耗的变化，进行因素分析，来达到降低注水单耗消耗的目的。（3）压力与单耗关系。无压负荷的情况下，随着泵压的升高，单耗值是随着上升的，泵压越高，单耗增长越大。压负荷的状态下，单泵单耗随泵压升高，也就是随着压负荷程度的加深，单耗值上升越快且大于不压负荷时的上升速度。（4）注水泵维护保养与单耗的关系。对于设备来说，过硬的维护保养也是影响设备运转性能的关键因素，因此需统计设备保养前后相同压力条件下的单耗。取设备二保前后一段时问不同压力段的单耗，设备保养后的单耗值略高于未保养前的，说明高质量的维护保养有利于控制注水单耗。（5）吸入口压力与单耗的关系。注水泵吸入口压力通常变化不大，但当注水泵吸入口滤网堵塞时，会造成压力过低，泵吸入量不足，泵体声音异常，震动量变大，引发泵气蚀。单耗值随着吸入压力的降低大幅度升高，说明吸入压力降低对注水单耗有直接影响。

2 降低注水泵单耗的措施

对于泵站来说，启运单耗低的注水泵，泵站的注水单耗肯定低，但很多时候不能满足注水量或压力的需要，存在一定的矛盾：①启用KGF350高效泵有时注水量偏低，需要换用DF400泵；②有时污水罐水位低，DF250泵虽然单耗高，但是适应水量需要。在水量变化比较大的短时间内，不可能在不压负荷的情况下根据水量要求灵活变动运转泵型，因此单耗控制有一定的难度。针对这些问题，在日常运转中应采取相应的措施，以降低单耗消耗。（1）根据水量和水位的要求，及时调整所开泵泵型，避免设备压负荷运行。2）泵站、污水站或注水管网有工程施工的月份，在月初及时解封小泵。（3）在水量允许的情况下，尽量启用KGF350高效泵。（4）提高设备维护保养质量，在规定的保养时间内，严格按照操作规范进行设备保养，发现设备运转存在问题，例如：震动量变大、温度升高和声音异常等情况及时上报、及时解决。（5）减少注水泵叶轮摩擦，提高注水泵效。（6）油中添加耐磨剂，提高油效果和使用寿命。（7）加强运行机组运转参数监测。为及时掌握注水泵机组的运行状态，给泵站配备了红外线测温仪和震动测试仪，要求每天对运行机组的轴瓦温度、轴瓦震动量及底座震动量等有关参数进行2次检测，发现异常及时处理。（8）更换高效冷却塔。 （9）加强在线状态监测。注水泵站在线监测系统有助于及时发现问题，在线监测系统的硬件和软件进行了升级。

3 降低注水机组能耗的途径

（1）加强注水系统管理，提高注水泵效，降低注水机组用电能耗。保持合理的吸水罐液位，减少注水系统的压能损失，防止注水泵气蚀，可显著提高注水泵效进而降低注水机组用电能耗。制定合理的调整操作制度，提高工人的技术素质，熟练掌握操作规程，防止注水泵产生干吸现象，按输送介质合理选用泵型，避免注水泵发生汽蚀，提高注水泵的性能，即可提高注水泵效进而降低注水机组用电能耗。（2）加强注水机组管理，合理控制注水泵运行参数。合理控制和平稳操作，将注水泵运行参数始终控制在高效区域内，即可确保注水泵在经济高效状态下运行。（3）加强注水机组维护保养。及时更换磨损严重的密封及过流部件。打光叶轮及导翼流道；选用性能好的泵的盘根填料，泵盘根要加的松紧适宜；严密监测机组震动状况和油含水率；及时调整和维修将震动量控在允许范围内；及时过滤注水机组的油，确保其含水率合格；从而降低注水泵的各种损失，既可提高注水泵效率，降低耗电量。（3）加大技术改造力度，降低泵管压差。通过切削叶轮可以降低泵的扬程，进而降低泵管压差；同时由于轴功率的大大降低，也表明了注水泵的用电能耗的降低。因此，注水系统效率得以提高，注水机组用电能耗得以降低。注水泵叶轮减级。如果注水系统的泵管压差大于单级叶轮所提供的扬程时，可考虑采用注水泵减级或减级与切削相配合的措施来降低泵管压差，使之符合生产工艺要求，提高注水系统效率。 安装变频调速器。油田在用注水泵均为多级分段式离心泵，调节泵转数其节电效果显著。即通过改变泵的转数，可实现对注水泵性能参数的调节，来降低泵压，进而降低泵管压差，提高注水系统效率，降低注水机组用电能耗。

4 结论

通过多种切实可行的技术改造，有效提高了注水泵站注水系统的运行效率，降低了耗电量和注水成本，取得了显著的节能效果。现场实践证明：注水开发是油田开发的耗能大户，对其实施有效节能降耗技术，力争做到在满足油田生产的前提下，达到节能降耗的目的，注水泵站节能技术措施对油田后期持续性发展将发挥越来越重要的作用。

参考文献

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[2] 段礼祥，张来斌，王朝晖，等.油田注水设备技术现状及发展方向[M].北京：石油机械，2005，（10）.