1、油田離心泵節能改造探究 油田離心泵節能改造探究 摘 要：針對多級離心泵在運行過程中存在出口壓力過大、能耗高的問題，從降低離心泵的揚程入手，介紹離心泵車削葉輪、多級離心泵增減葉輪節能技術現場應用實例，總結、比擬技術特點和適用范圍，提出現場離心泵節能方案的一般方法。 關鍵詞：多級離心泵 葉輪 切削 節能 離心泵是輸油站最主要設備之一 ，其用電量占到了全站用電量的90%以上，所以做好離心泵的運行情況分析，抓好其節能改造，將會為企業創造很大的經濟效益。 離心泵效率不僅取決于泵本身的設計和制造水平，同時與管路工況的匹配密切相關。由于離心泵選型時通常要考慮一定的功率充裕，往往造成泵輸出功率大于管路需求功率

2、，不得不通過調節泵出口閥以滿足工況。這造成了大量的液體能被消耗在調節閥上，降低了離心泵的系統效率。盡管變頻調節技術日趨成熟，價格逐漸走低，應用越來越廣泛，給離心泵節能帶來變革，但多級離心泵簡便易行的實用節能技術亦不應無視，比方車削葉輪、多級離心泵增減葉輪等 一、車削離心泵葉輪直徑 將離心泵葉輪由直徑D車削為D"時，存在以下車削定律 H/H=D/D Q/Q=2 N/N=3 其中，H、Q、N、D為車削前離心泵的揚程、流量、功率和直徑，H、Q、N、D為車削后離心泵的揚程、流量、功率和直徑。根據車削定律，只要離心泵葉輪直徑和揚程等相關參數，就可以根據管路實際需要的壓力計算葉輪車削直徑。顯然，

3、車削后葉輪直徑縮小后，離心泵揚程、流量和功率相應降低 現場可以用下述方法確定葉輪車削直徑D： 測量泵出口閥后壓力，是離心泵車削葉輪后需要到達的最小揚程，即H。泵出口閥前壓力即H，泵初始葉輪直徑即D。用車削定律D=D計算葉輪車削后的直徑D /D應不大于表1給出的最大切削量的規定值，以確保切削定律的準確性和離心泵水力效率 表1 葉輪外徑車削量與比轉速的關系 為了確保不發生車削過量造成葉輪報廢，可以循序漸進的分步車削葉輪；同時為了減少維修費用，可以在離心泵保養解體時再車削。如果葉輪腐蝕嚴重，可以購置新葉輪車削后裝配 應用實例 某采油廠冷卻水泵為8SH-9型水泵，比轉速90，葉輪直徑為240mm，揚程

4、70m，管路系統揚程45m，出口閥損失揚程30m，電機線電壓400V，電流為123A。經測量計算 輸入電機功率為85.2kW 系統有效功率為：0.45×0.055×1000=24.75kW 系統效率為：24.75÷82.5×100%=30% 可見，此時系統效率只有30%，造成這一結果的最主要原因是出口閥控制造成約40%的效率損失。由于循環水系統工況穩定，因此考慮采用車削葉輪節能方案 經過車削定律計算后，計算出D為154mm。由于該泵比轉速為90，因此車削量不能超過葉輪直徑的15%，即車削后葉輪直徑不能小于204mm。遵循循序漸進的原那么，分兩次車削葉輪

5、第一次車削后葉輪直徑220mm，水泵揚程減小到55m，管路系統壓力流量保持不變，水泵電機電流降低到102A。經計算，輸入電機功率：70.67kW，泵系統效率提高到35.0%，出口閥損失揚程10m。 第二次車削后葉輪直徑214mm，水泵揚程減小到48m，管路系統壓力流量保持不變，水泵電機電流降低到88A。經計算，輸入電機功率：60.96kW，泵系統效率提高到40.6%，出口閥損失揚程3m。至此，離心泵工況與管路工況根本匹配，可以不再進行車削 節能效果：每小時節電85.2-61=24.2kW。該泵年累計工作330天以上，年節電19萬度，而葉輪購置費和加工費缺乏1000元，經濟效益顯著 二、減少多級

6、離心泵的級數，降低其揚程 對多級離心泵，假設其揚程過大，存在很大的附余量，那么首先應考慮通過減少葉輪級數降低揚程來進行技術改造。泵的軸功率計算公式 N=Neff/=HQ/102 式中：N-軸功率，kW Neff-有效功率，kW -泵的效率 -液流重度，N/m3 H-揚程，m Q-流量，m3/s 對多級泵而言，在流量不變的情況下，假設減少其級數，其揚程呈正比減少。由泵的軸功率計算公式可以看出，在流量不變的情況下，假設其揚程呈正比減少，那么其軸功率呈正比減少；另外，多級泵由于級數減少，其流體阻力損耗根本上也按正比減少，兩者的共同作用，導致軸功率降幅更大。 多級離心泵相當于多個單級泵串聯工作。并且有

7、 H=C×h；N=C×n 其中H、N為多級離心泵的揚程和功率，C為葉輪級數，h、n為每級葉輪的揚程和功率。那么，當多級離心泵的揚程高于系統需要時，可以減少葉輪級數，降低泵的揚程和功率。這種方法簡單易行，應用范圍廣泛，效果顯著。在實施前，進行簡單的計算就可以算出可以去掉幾級葉輪 應用實例 某輸油站外輸油泵4臺，分別為：1#離心泵200D-65×8；2#螺桿泵SNH7400R40E15TW29；3#與4#離心泵D450-60×8，4#離心泵配有變頻器。正常情況下，利用2#螺桿泵與4#變頻離心泵最正確節能匹配狀況，外輸量450-500m3/h，壓力1.7-2.

8、0MPa。當4#泵出現故障或例行維護時，需采用1#離心泵與2#螺桿泵匹配運行，但輸量高達620m3/h，出站壓力可達3.0MPa以上。為降低外輸流量和管線壓力風險，需采用出站回流和1#泵出口閥控制。調節1#泵出口閥能夠使其排量有所下降，但出站壓力超高問題仍得不到解決，大局部仍用出站回流閥控制，造成耗電量增加。 通過將1#離心泵拆掉兩級葉輪，使其揚程下降至390m，降低出站壓力，降低能耗，從而防止了采用出站回流控制。1#泵未撤除葉輪之前與2#泵匹配運行，電單耗為2.15 kW·h/m3，按出站回流量170m3/h，1#泵間斷運行一個月計，其耗電量為 2.15 kW·h/m3&

9、#215;170m3/h×720h=263160kW·h 電費按0.58元/kW·h計：263160 kW·h×0.58元/kW·h=15.263萬元 1#泵撤除葉輪后，該局部能耗得到節約，預計節約15萬元 三、不同離心泵的節能方案 離心泵節能的關鍵是使離心泵盡可能與管路工況相匹配，盡量實現離心泵出口閥全開，從而減少因調節離心泵出口閥和回流閥造成的能量損耗。 在考量是否對離心泵采取節能措施改造時，一般應先評估離心泵整體泵效，如果泵出口閥損耗較大，就應考慮采取節能措施。 需要注意的是，流體力學實踐性很強，在取相關參數時，應參考理論計算值，并以實際測量數據進