油田离心泵节能改造探究

1、油田离心泵节能改造探究摘 要：针对多级离心泵在运行过程屮存在出口压力过大、能耗高的 问题，从降低离心泵的扬程入手，介绍离心泵车削叶轮、多级离心泵增减 叶轮节能技术现场应用实例，总结、比较技术特点和适用范围，提出现场 离心泵节能方案的一般方法。关键词：多级离心泵叶轮切削节能离心泵是输油站最主耍设备之一，其用电量占到了全站用电量的90% 以上，所以做好离心泵的运行情况分析，抓好其节能改造，将会为企业创 造很大的经济效益。离心泵效率不仅取决于泵木身的设计和制造水平，同时与管路工况的 匹配密切相关。由于离心泵选型时通常要考虑一定的功率富余，往往造成 泵输出功率大于管路需求功率，不得不通过调节泵出口阀（

2、或增加出口旁 通）以满足工况。这造成了大量的液体能被消耗在调节阀（或回流阀）上, 降低了离心泵的系统效率。尽管变频调节技术日趋成熟，价格逐渐走低， 应用越来越广泛，给离心泵节能带来变革，但多级离心泵简便易行的实用 节能技术亦不应忽视，比如车削叶轮、多级离心泵增减叶轮等一、车削离心泵叶轮直径将离心泵叶轮山直径d车削为d'时，存在以下车削定律ii/ih 二d/d'q/q'二（d/d' ） 2n/n'二（d/d ） 3英中，h、q、n、d为车削前离心泵的扬程、流量、功率和直径，h7、 q、wl为车削后离心泵的扬程、流量、功率和直径。根据车削定 律，只耍已知离心

3、泵叶轮直径和扬程等相关参数，就可以根据管路实际需 要的压力（或流量）计算叶轮车削直径。显然，车削后叶轮直径缩小后， 离心泵扬程、流量和功率相应降低现场可以用下述方法确定叶轮车削直径it :测量泵出口阀后压力（就是管路系统的工作压力），是离心泵车削叶 轮后需要达到的最小扬程，即l。泵出口阀前压力即h,泵初始叶轮直 径即d。用车削定律v二d （h/hz ）计算叶轮车削后的直径d，（dht ） /d应不大于表1给出的最大切削量的规定值，以确保切削 定律的准确性和离心泵水力效率表1叶轮外径车削量与比转速的关系为了确保不发生车削过量造成叶轮报废，可以循序渐进的分步车削叶 轮；同时为了减少维修费用，可以在

4、离心泵保养解体时再车削。如果叶轮 腐蚀严重，可以购买新叶轮车削后装配应用实例某采油厂冷却水泵为8sh-9型水泵，比转速90,叶轮直径为1）240mm, 扬程70m （离心泵出口阀前测得），管路系统扬程45m （离心泵出口阀后测 得），岀口阀损失扬程30叫 电机线电压400v,电流为123ao经测量计算输入电机功率为85. 2kw系统有效功率为:0. 45 x 0. 055 x 1000=24. 75kw 系统效率几为:24. 75一82. 5x100%二30%可见，此时系统效率只有30%,造成这一结果的最主要原因是出口阀 控制造成约40%的效率损失。由于循坏水系统工况稳定，因此考虑采用车 削叶

5、轮节能方案经过车削定律计算后，计算出v为（1）154mmo山于该泵比转速为90, 因此车削量不能超过叶轮直径的15%,即车削后叶轮直径不能小于© 204mmo遵循循序渐进的原则，分两次车削叶轮第一次车削后叶轮直径4）220mm,水泵扬程减小到55m,管路系统压力 流量保持不变，水泵电机电流降低到102a。经计算，输入电机功率： 70. 67kw,泵系统效率提高到35. 0%,出口阀损失扬程10m。第二次车削后叶轮直径4）214mm,水泵扬程减小到48m,管路系统压力 流量保持不变，水泵电机电流降低到88a。经计算，输入电机功率：60. 96kw, 泵系统效率提高到40. 6%,出口阀

6、损失扬程3m。至此，离心泵工况与管路 工况基木匹配，可以不再进行车削节能效果：每小时节电85.2-61=24. 2kwo该泵年累计工作330天以上 （两泵轮流），年节电19万度，而叶轮购置费和加工费不足1000元，经 济效益显著二、减少多级离心泵的级数，降低其扬程对多级离心泵，若其扬程过大，存在很大的附余量，则首先应考虑通 过减少叶轮级数降低扬程来进行技术改造。泵的轴功率计算公式n二neff/ 几二 yhq/102 n式中:n-轴功率,kwneff-有效功率，kw几-泵的效率x-液流重度，n/m3h-扬程，mq-流量，m3/s对多级泵而言，在流量不变的情况下，若减少其级数，其扬程呈止比 减少。

7、由泵的轴功率计算公式可以看出，在流量不变的情况下，若其扬程 呈正比减少，则其轴功率呈正比减少；另外，多级泵由于级数减少，其流 体阻力损耗基木上也按正比减少，两者的共同作用，导致轴功率降幅更人。多级离心泵相当于多个单级泵串联工作。并且有ii二cxh； n二cx n英中h、n为多级离心泵的扬程和功率，c为叶轮级数，h、n为每级 叶轮的扬程和功率。那么，当多级离心泵的扬程高于系统需要时，可以减 少叶轮级数，降低泵的扬程和功率。这种方法简单易行，应用范围广泛， 效果显著。在实施前，进行简单的计算就可以算出可以去掉几级叶轮应用实例某输油站外输油泵4台，分别为：1#离心泵200d-65x8； 2#螺杆泵

8、snh7400r40e15tw29； 3#与4#离心泵d450-60x8, 4#离心泵配冇变频器。 正常情况下，利用2#螺杆泵与4#变频离心泵最佳节能匹配状况，外输量 450-500m3/h,压力1. 7-2. 0mpao当4#泵出现故障或例行维护时,需采用 1#离心泵与2#螺杆泵匹配运行，但输量高达620m3/h,出站压力可达3. ompa以上。为降低外输流量和管线压力风险，需采用出站回流和1#泵出口阀控 制。调节1#泵出口阀能够使其排量有所下降，但出站压力超高问题仍得不 到解决，大部分仍用岀站回流阀控制，造成耗电量增加。通过将1#离心泵拆掉两级叶轮，使其扬程下降至390m,降低出站压 力，

9、降低能耗，从而避免了采用出站回流控制。1#泵未拆除叶轮之前与2# 泵匹配运行，电单耗为2. 15 kwh/m3,按出站回流量170m3/h, 1#泵间 断运行一个月计，其耗电量为2. 15 kw h/m3x 170m3/hx720h=263160kw h电费按 0. 58 元/kw h 计:263160 kw hxo. 58 元/kw h二 15. 263 万 元1#泵拆除叶轮后，该部分能耗得到节约，预计节约15万元三、不同离心泵的节能方案离心泵节能的关键是使离心泵尽可能与管路工况相匹配，尽量实现离 心泵出口阀全开（或离心泵回流阀全关），从而减少因调节离心泵出口阀 和回流阀造成的能量损耗。在考量是否对离心泵采取节能措施改造时，一般应先评估离心泵整体 泵效，如果泵出口阀（或冋流阀）损耗较大，就应考虑采取节能措施。需要注意的是，流体力学实践性很强，在取相关