喇十七注水站改造前后節能效果分析

摘要：本文通過對注水工藝、注水設備及參數之間關系進行全面系統的分析，找出了影響離心泵、電機效率及經濟運行的因素，并在研究的基礎上有針對性地提出了提高注水泵效率、降低耗電量的有效方法和措施，如采用大排量高效率匹配的離心注水泵、大小注水泵合理搭配、離心注水泵葉輪合理拆級等。同時結合生產實際，對喇十七注水站進行了節能改造前后狀況進行了分析，指出了機泵與需水量的匹配的重要性，這也是注水節能工作中一個不可忽視的重要環節。

關鍵詞：油田注水 減級 換泵 節能

1、前言

油田注水是采油生產中最重要的工作之一，它可以有效地補充地層的能量，對提高原油采收率，確保油田高產、穩產起到了積極作用。油田注水既關系著原油產量的穩產高產，同時油田地面注水系統又是高耗能系統，而隨著老區多年生產運行，隨著開發調整，注水系統也在變化、調整，部分注水站泵況與站外系統不匹配，注水站泵管壓差大，站內能量損失嚴重。這些都是生產中急需克服矛盾，而這些矛盾的解決，對節能降耗起著不可忽略的作用。

喇十七注水站，于1993年10月份建成投產。設計能力19200m3/d，轄管4座配水間。原裝D400－150×11注水泵3臺，近年來，由于站外管網的變化、調整，注水站泵況與站外系統不匹配，注水站泵管壓差大，站內能量損失嚴重。如運行兩臺D400注水泵，其中一臺泵排量為240m3/h左右，單耗高達7.0KWh/m3，這樣存在大馬拉小車現象，嚴重浪費電能。因此于2008年進行節能改造，使離心泵重要參數與實際生產相匹配，已勢在必行。

2、離心泵主要參數指標

流量：泵的流量是指單位時間內泵排出口所輸出的液體量，單位是m3/h或L/s。

揚程：泵的揚程是指單位質量液體通過泵時所獲得的能量增值（m）。

功率：泵在單位時間內對液體所做的功，稱為泵的輸出功率(KW)，

效率：泵的效率是指泵的輸出功率與泵的軸功率之比，泵樣本上給出的是泵輸清水時的軸功率和效率，實際計算時用下式確定：

式中：

ηR—泵效（%）；Pu—軸功率（kW）；

P1、P2—泵出、進口壓力（Pa）；Q—泵的實際流（m3/s）；

U—輸入電壓（V）；I—輸入電流（A）；

cosφ—功率因數；ηe—電機效率（%）；

3、影響離心泵效率分析

泵的能耗主要用來克服兩端容器液面上的壓力差、管線和設備的阻力損失。影響離心泵效率的主要因素有：

（1）離心泵的運行工況點偏離了設計工況點

離心泵在設計工況下運行時效率最高，當選用離心泵的揚程高或流量太大，運行工況點偏離了設計工況點會造成效率低下，單耗偏高。

（2）離心泵內的各種損失

液體流過葉輪的損失包括機械損失、流動損失和泄漏損失，與之相應的離心泵的效率分為機械效率、水力效率和容積效率。機械損失包括葉輪的輪蓋和輪盤外側與液體之間摩擦而消耗的輪阻損失，軸承和填料函內的摩擦損失；泄漏損失包括由葉輪密封環處和級間以及軸向力平衡機構處的泄漏損失；流動損失由液體流過葉輪、蝸殼、擴壓器產生的沿程摩擦損失以及流過上述各處的局部阻力損失包括流體流入葉道以及轉能裝置時產生的沖擊損失，其損失的大部分轉變為熱量被流體所吸收。

4主要節能措施

離心泵選型的節能措施。

選用和實際需要相匹配的離心泵，避免“大馬拉小車”，有時大泵小用是由于選型時考慮離心泵的流量和揚程富余過多而造成離心泵長期不合理的運行狀態，因此選型時對于不變工況的離心泵揚程和流量考慮其富余量不宜太高，此外選泵時一定要切合生產實際的需要。

通過此次改造，我們得出的結論是機泵與工藝流程的匹配為合理節能的首選條件，只有在無法合理匹配時，方可采用各類節能技術措施。

喇十七注水站在未改造前，站內3臺D400減級后均為10級的高壓離心泵，每天按廠要求啟兩臺注水泵，總注水量為14500方左右，耗電量為80160KWh，平均注水單耗5.5KWh/m3，但單臺泵運行中，其中一臺未達到經濟運行。

原因分析:

近幾年由于站外管網配水量的調整，有時管網壓力很低，在啟一臺泵滿足不了生產需要，啟兩臺泵時，其中一單臺泵的排量很低，而注水泵壓非常高，泵管壓差在1MPa以上，這樣揚程高，流量小，運行工況點偏離了設計工況點會造成效率低下，單耗偏高。

同時，站內污水與注水匹配也存在一定的問題：注水泵站與污水站泵泵規格匹配不合理，因污水來水壓力低，喇十七深度污水站每天運行一臺提升泵，最大排量能達到540m3/h，每天處理量為12960m3，其中反沖洗水量為500方左右，試驗用水量在200方左右，打到注水站約為12000方左右，在外網壓力低，能注出水的情況下，注水泵因來水不足不能在額定排量下運行，造成一部分能源損耗。如果污水啟兩臺泵，因白天來水壓力低，供液量不足，無法運兩臺。即使來水壓力大，能運行兩臺提升泵，因兩臺提升泵每小時處理量在1000方左右，注水站又無法吃掉這些水，要想保證注水站700方/h左右的注水量，污水站一臺泵只能每隔兩小時啟停一次，這樣給機泵造成損耗，而且增加了工人的勞動強度。

2008年對喇十七污水、喇十七注水站進行改造中，更換了注水站兩泵泵芯為D300的，同時也對電機進行了重新匹配。改造后，喇十七注更換為兩臺D300離心泵，則正常運行時，每臺泵均能達到300m3/h，兩臺這樣的泵一天的外輸量為14400m3，污水站也更換排量為420m3/h的外輸泵，在滿足注水的同時，也能滿足試驗站及污水罐反沖用水。使其滿足啟兩臺注水泵則運行兩臺污水提升泵，而且可以根據站外需水量，及時調整注水站及污水站啟泵臺數，且使流量滿足注水在額定排量下經濟運行。

5、改造后效果分析

喇十七3#注水泵于2008年10下旬進行了泵芯及電機更換，下面是此泵改造前后的運行參數對比表：

由上表可以看出，改造后泵投入運行，泵壓下降，泵管壓均小于0.5MPa，而且泵效平均提高了0.5個百分點，注水單耗降低0.38KWh/m3。大大降低了注水能耗。此泵運行10個月，累計節電：37.8×104kWh。

作者簡介

杜曉峰（1973年12月）男 第六采油廠第二油礦注水隊 技術員職稱 付隊長

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文