水泵节能降耗的经验分享

    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。
一、影响注水单耗的因素
　　1.1 机械设计因素影响
　　2004年，根据注水系统水量需求变化，高一联合站对在运的四台注水泵进行了更换调整。将原来的DN250泵的内部叶轮拆除换为DN300泵的叶轮。其他两台DN100泵与DN155泵作为备用泵。其中年DN300泵属于高效泵。每台泵由于机械设计不同，参数和性能都存在差异，因而注水单耗本身就有高低差异。在合理只考虑泵效较高的CN300泵。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（也就是说不存在压负荷或憋压的情况），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。
　　1.2 压力与单耗关系
　　（1）无压负荷时的单泵单耗从统计结果可以看出，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。其中YDNS300双吸泵在正常运行过程中，一般泵压值最低在15.4MPa。
　　（2）压负荷时的单泵单耗。从统计结果可看出，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。其中，YDNS300泵一般最高泵压不超过16.0MPa。
　　（3）泵压影响注水单耗的主要原因。从以上统计结果可以看出，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。因此在实际工作中，根据注水泵站生产运行特点，采取了一系列措施。
　　1.3 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。
　　1.4 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。以YDNS300双吸泵为例，统计分析了注水泵在吸入压力变化时单耗的变化。高一联注水站在2006年8月由于管线联头是的污水系统管线停产，是的1000立污水罐液位过低，吸入压力下降，设备运转性能和技术参数降低，通过当时的数据对比可以看出，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。
　　1.5 注水泵管压差与单耗的关系
　　由于正常运行时高台子油田每日的水井注水量固定，所以需要保证注水管网压力稳定，当泵压过高时势必引起管压升高，这是就需要关小注水泵出口阀门使得管压保持稳定，这样就会造成能量的浪费。很显然泵管压差越大单耗就越高。
二、降低注水单耗的措施
　　对于泵站来说，降低要注水单耗必须要保证注水泵运行的平稳，同时要启运单耗低的注水泵。泵站的注水单耗肯定低，但很多时候高台子油田的注水量及管网压力需求并不固定，而使用固定注水泵额定排量固定，存在一定的局限性，因此可能由于注水量的变化使得原来的高效泵效率降低单耗升高。为了解决这一问题我们采取了如下的一些措施。
　　2.1 控制大罐液位，平稳吸入压力
　　根据实际情况的需求我们要求操作工日常将注水1000立罐控制在5.5m到7米左右使得注水泵入口压力平稳。
　　2.2 提高设备维护保养质量
　　在规定的保养时问内，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。
　　2.3 润滑油中添加耐磨剂，提高润滑油润滑效果和使用寿命。
　　2.4 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。
　　2.5 使用新式的泵控泵变频控制系统
　　2010年为了优化注水系统，降低注水单耗我们投产了一一套前置泵控泵变频控制注水系统。前置泵低压变频调速技术是基于双泵的串联，通过对前置泵的变频控制来是注水泵的工作点始终达到最高泵效，从而使系统效率最高，达到节能的目的，也使系统运行参数可以进行智能调节。注水泵与增压泵串接，通过小变频调速系统调节小功率增压泵，实现对大功率注水泵的调节和控制；它实质上是信号放大的功能，实现系统压力、流量可调. 该系统由一台注水泵和一台增压泵，注水泵驱动电机，增压泵驱动电机及保证运行的润滑系统，水冷却系统，供电系统，仪表测控系统，低压变频调速系统，计算机控制系统等组成。小功率增压泵为注水泵提供吸入压力，使两泵恰当匹配；并通过计算机、仪表系统、变频调速系统调节使高效区行范围很窄的注水泵工作在高效区计算机系统实现自动监控，依注水工艺要求（地层情况）实现大闭环优化运行；实现系统效率提高。由于主泵一部分功能由小泵（增压泵）来负担，由于高压泵（大泵）和一个中低压泵（小泵）在同一流量下，中低压泵的功耗要小很多，特别是主泵拆级后，节能更为显着。也就是说大泵（注水泵）节下来的能量用于小泵还有富余，实现能耗降低
三、措施效果
　　通过泵站管理过程中采取的降低注水单耗的措施，注水站的注水单耗一直在计划内运行。特别是投产运行了前置泵控制系统后，由于主泵一部分功能由小泵（增压泵）来负担，由于高压泵（大泵）和一个中低压泵（小泵）在同一流量下，中低压泵的功耗要小很多，特别是主泵拆级后，节能更为显着。也就是说大泵（注水泵）节下来的能量用于小泵还有富余，实现能耗降低，注水单耗由原来的5.8降为5.2kwh/m3。大大降低了注水耗电。
四、水泵节能技术途径
  现阶段，水泵在我国不仅用量很大，而且涉及面广泛，它占据了我国工农业建设中能源消耗总量的很大比例。水泵被越来越多地应用于船舶工业、冶金采矿、火力发电、核电、动力工业、石油化工以及农田排灌等工农业建设的各个领域。所以，对水泵节能技术的研究很有必要，降低水泵能耗对我国长远的节能计划意义重大。