影响输油离心泵运行效率的因素及降耗对策研究.pdfVIP

2016年1月 影响输油离心泵运行效率的因素及降耗对策研究 邵大伟 1 吕星辰 2 闫继伟 1 1 中国石化管道储运有限公司新乡输油管理处 河南新乡453003 2 中国石化管道储运有限公司华东管道设计研究院 江苏徐州221008 摘要 输油泵站的主要动力设备是离心泵 输油离心泵运 行效率与输油成本关系密切 输油动力费用及成本的降低 需 要依靠提高输油离心泵运行效率来实现 影响输油离心泵运行 效率的因素较多 下面我们将具体分下影响因素 并结合实际 运行操作给出相应的降耗对策 使其节能高速运行 关键词 输油离心泵 运行效率 降耗对策 离心泵运行过程中 输油成本中的动力费用占据比例较 大 因此降低动力费用能够降低输油成本 输油泵站工作运行 的主要动力设备就是离心泵 它具有运转平稳可靠 效率高及 方便调节等特点 现在较广泛地应用在输油泵站中 如何提高 输油离心泵运行效率 降低能耗成为了一个重要研究课题 1 影响输油离心泵运行效率的因素 输油离心泵运行效率指的是机泵实施输送作业时消耗有 用能量与总的输入能量之比 也就是系统效率 能够作为衡量 机泵组能耗的重要标志 其运行效率受到多种因素的影响 下 面我们就来详细分析下 1 1 离心泵的设计制造 机泵能量利用水平及消耗能量大小与机泵设计关系密切 设计的机泵是否合理 加工精度及装配质量等都是关键性因 素 能直接影响机泵额定效率 还较大地影响了机泵选择及 运行 1 2 机泵选型 进行机泵选型时 最好应理论结合实际 选取机泵运行时 能符合实际操作的需要 从而确保泵设计流量与泵扬程接近水 泵额定值 促使机泵实际工作点接近额定点 并确保机泵在高 效区内工作 机泵选取过程中裕量不应该盲目地加大 选择 电机必须与泵机能够匹配 防止出现大马拉小马现象 电机的 负载率如果过低 会导致电机功率因数降低 从而增多了无功 损耗 输电线损失加重 1 机泵运行好坏受多种因素影响 有机 泵自身条件因素及选择是否合理等 最关键最重要的还是机泵 操作条件的经济性及调节方法的合理性与否 2 提高输油离心泵运行效率的方法 决定离心泵运行效率的关键性因素是离心泵运行工况点 因此需要通过调整离心泵运行工况点来提高离心泵运行效率 确保离心泵工况点能够在高效区内运行 离心泵工况点调整方 法主要有两类 下面我们将具体阐述下 2 1 改变管路特性曲线 第一可以采取入口节流措施 因为离心泵有气蚀问题 因 此这种方法是不科学的 这种方法很少使用 第二是旁路回流 这种措施适合用于那些轴功率随流量增加减少的离心泵 第三 是出口节流 这种一种最常用的方法 在机泵的排液管路上安 装调节阀来调节流量 但是这种方法的缺陷是系统运行效率下 降 功率也会随之降低 进而造成节流损失 能源被极大地浪 费了 2 2 改变离心泵性能曲线 这种方法的实质是将系统运行中多余扬程去除 第一是切 削叶轮的外径 这样就能够下移离心泵性能曲线 离心泵工况 点等也随之下移 这种方法虽然有效 但是叶轮一经切削后就 不能恢复与使用了 系统运行还需要较精密的机床设备 系统 运行也只能减少流量 无法增大流量 因此其使用范围受到了 限制 第二是泵叶轮级数减少 叶轮级数减少之后 离心泵性能 曲线能向下移 工况点也随之下移 但是只有通过整体拆除方 式才能减少多级泵的级数 多适用于工况比较稳定的情况下 2 第三是将那些使用效率低的机泵淘汰 应该按照离心泵实际所 需扬程及流量 更换使用新泵 另外还要重新设计 选型管 泵 系统 花费的投资费用较大 第四是改变机泵叶轮转速 也能够 达到离心泵性能曲线下移及工况点下移的效果 扬程及流量应 按需设置 接着进行减速运行 因为改变管路特性曲线方法耗 费能源较多 不适合使用 而后者改变离心泵性能曲线方法是 一种节能技术 使用较为广泛 总结上述 我们能够看出 离心 泵节能的关键是增加机泵扬程利用率 降低节流损失并提高机 泵运行效率 输油离心泵运行过程中 要想更好地降耗 应采 用先进节能技术 变频调速技术现在迅速发展 也日益成熟 成 为了多个工业企业生产领域的需要 它具有节能 省力等优点 能起到降低能耗的作用 3 输油离心泵运行中降耗对策 变频调速技 术分析 3 1 了解变频调速技术节能原理 机泵的有效功率计算公式是 N PQ 1 公式中的P表示机泵出口压力 Q表示机泵流量 从上式中我们还能得出 机泵有效功率N与机泵出口流量 Q及出口压力P是正比关系 如果机泵流量Q增大 那么加压 水泵的有效功率也随之增大 机泵消耗电能随之增多 相反 机 泵消耗的电能就变少 离心式水泵流量Q与泵转速n相关 同 一台水泵情况下 有 Q1 Q2 n1 n2 2 由上述能够得出 泵流量Q与其叶轮转速n是正比关系 随 着水泵转速降低 泵流量也随之减少 普通水泵驱动设备是交 设备运维 7 2016年1月 运次数 平均计划停运小时 MPOD 计划停运小时 计划停运次数 平均非计划停运小时 MUOD 非计划停运小时 非计划停 运次数 计划停运系数 POF 计划停运小时 统计期间小时 非计划停运系数 UOF 非计划停运小时 统计期间小时 等效可用系数 EAF 可用小时 降低出力等效停运小 时 统计期间小时 可用系数 AF 可用小时 统计期间小时 运行系数 SF 运行小时 统计期间小时 再次 确定每个设备占各自系统的权重 计算出每个发电 系统的可靠性 按照工艺过程将设备划分为不同的系统 根据 生产经验 以设备串 关联的形式建立系统可靠性统计模型 以锅炉制粉系统为例 将系统中满足机组满负荷 300MW 运行所需设备的加权 系数之和定义为100 5台疏松机 5台磨煤机 全部运行就才能够满足机组满负 荷运行的需要 即锅炉制粉系统可靠性定义为100 因此制粉 系统的权重系数计算方法为 5套设备 疏松机 磨煤机 运行 100 5 20 单台疏松机或磨煤机加权系数 20 2 10 所有设备即5台疏松机和5台磨煤机均正常时 权重和 10 5 10 5 100 制粉系统的可靠性标准值 100 制粉系统的可靠性实际值 1 非计划停机小时数 统计期 间小时数 100 所有系统的可靠性距标准值之间的差距 按照公式计算出 来 以此统计每月 每年各系统可靠性的变化 指导运行 检修 工作 4 为达到目标 系统需有足够的灵活性和智 能性 4 1 为满足系统的可维护性 可定义纳入可靠性管理设备 的范围 定义每一设备运行状态的判断方法 定义指标公式 权 重公式等等 4 2 后台的智能计算 每值交班前 或按设定的时间 系统 自动发出统计指令 后台采集测点的所有数据 自动得出该时 间段的运行情况 避免时时统计给服务器造成巨大压力 并且 系统支持趋势图分析功能 4 3 图形显示功能 数据导出execl功能 与其他系统对接 功能 5 结语 对可靠性系统参与电厂生产管理的设想 参考了国家电监 委的指导意见 总结出了可靠性软件的工作原理 做出了可行 性分析 现如今企业的发展需要与时俱进 希望我们的企业能 够借助于现代化管理的翅膀 飞得更高 走得更远 上接第6页 流电动机 这种驱动设备的转速受供电频率影响 有如下关系 n 60f1 P 1 s 3 从上式可得 供电频率f均匀改变时 电动机转速n也会均 匀改变 因此可以通过改变电动机定子电源频率来改变电动机 的转速 以实现节省电能消耗的效果 3 2 分析离心泵变频调速技术的经济效益 调速方法较多 但是离心泵使用最多最好的是变频调速方 法 变频调速方法事先需要投入大量资金才能开展 因此使用 前的技术经济比较就显得非常重要了 最好能够达到使用技术 先进且经济合理的目标 3 这里通过数学计算来进行经济分析 首先设变频调速系统投入资金P元 系统使用年限为X年 贷款 年利率是i 按照单利计算利息 系统处于调速状态下的运行时 间是t 已知电力单价是f元 度 设投资回收期是m年 从经济角 度可以得出下面不等式 N t f 1 x i x P 4 计算实际投资回收年限可以使用下式 P N t f 1 i m 1 i 1 i m 5 由上式可知 m如果越小 投资回收期也就越短 那么变频 调速的经济效益越好 3 3 分析离心泵变频调速节能技术优势 变频调速技术现在已经较广泛地应用在机泵行业中 变频 器调速具有非常好的节能效果 而且还具有多个方面优点 1 变频器调速效率很高 不仅节能效果显著 且投资回收的周期 也较短 通常情况下 机泵使用变频调速技术之后 能够节能 30 40 2 调速的范围宽广 变频器在整个调速范围内的调 速效率是非常高的 3 这种技术下离心泵能够自动调节控制 供水能达到动态平衡 水泵的转速也能做到平滑调节 4 软启 动的实施 使用这种调速技术 能够减少泵启动对电网冲击 也 可以实现停机时的软停车 避免系统出现水击现象 5 变频调 速还能延长水泵及有关调节阀等的使用寿命 降低了维修成本 费用 促进了装置的长周期运行 综上所述 变频调速技术在 降低输油离心泵运行能耗方面具有很好的作用与效果 4 结语 输油离心泵运行效率影响因素是多方面的 这是较为重要 的 本文首先分析输油离心泵运行效率的影响因素 然后结合 其实际工作 给出提高离心泵运行效率及降低离