泵站节能（共8篇）
泵站节能 篇1
0 引言
节能减排建立节约型社会是当前面临的重要任务。农业灌排泵站以及市政给排水系统是国民经济中主要的高能耗系统之一。其中,农业排灌机械总动力占农用总动力的40%以上,每年耗油约为农用柴油实际供应量的1/4,耗电占农村用电的44%。但由于设计水平、制造质量上的差距,以及配套不合理、使用管理不当等原因,每年要浪费20%～30%的能源,节能潜力十分巨大[1]。
当前许多机电排灌泵站中机组的运行主要依赖于人工值守,根据人工经验简单控制机泵启停、运行及容量切换。机泵一般处于恒速运行状态,电机运转效率低下,导致泵站系统能耗巨大。由于设备配套和管理工作上的一些问题,泵站装置效率大多低于部颁标准(54.4%)。能源单耗及灌溉成本增大,严重地影响了泵站效益及灌溉效益的发挥。
1 泵站存在的问题
1.1 水泵选型不合理,泵站装置效率低
泵站装置效率偏低是一些中小泵站存在的突出问题。有的泵站设计工况下泵站装置效率仅有52%,耗能指标超过国家规定标准(5.0kW·h/kt·m)。在长期运行中能量损失更为严重。有的泵站虽在更换过水泵,解决了机组老化的问题,但在更换过程中水泵选型不尽合理,进出水管道口径偏小,机组装置效率仅有49.7%,耗能指标超过国家规定标准。改造前泵站情况如表1所示。
1.2 未安装无功补偿电容器
泵站电动机功率因数较低时,运行时要吸收较多的感性无功功率,这就增加了电网的功率损耗和电压降。如果泵站中主机全部选用异步电机,就会严重影响电网质量,使同一电网中其它用电设备难以正常运行。为了能使功率因数达到规范要求的0.85以上,可装设适量的电容器进行无功补偿[2]。
无功功率在电力系统中占有很重要的地位,因为电力系统中许多根据电磁感应原理工作的设备,如电机和变压器等,都是具有电感的负载,都要消耗无功功率。一般感应电机占70%,变压器占20%,线路占10%。由此可见,异步电动机无功损耗所占的比重。电机功率因数是有功功率与实在功率之比,功率因数愈大,说明电机做有用功愈多,电机的利用率愈高。电机运行时,功率因数也是变化的,其变化大小与负载大小有关,电机空载时,功率因数很低,大约为0.2;电机在额定负载下运行时,功率因数达到最大值,一般约为0.7～0.9(称为自然功率因数)[4]。
国家《功率因数调整电费办法》规定:中小型泵站,变压器高压母线功率因数低于0.85,加收当年总电费的3%～10%。1号泵站功率因数低于0.85没有加挂无功补偿装置,每年都要多支出上万元电费。2号泵站曾更换过电器设备,但现使用的SJ-180/10变压器2台,为非节能型,耗能高,增加了电费支出。该站至今尚未安装无功补偿电容器,以致每年都需缴纳变压器功率因数调整电费。
1.3 泵站运行中缺乏优化调度
随着生产能力的提高,传统的经验调度方式能耗浪费甚大,已不能适应现代社会发展的需要。泵站的经济运行主要包括机组间负荷的优化分配、最优日运行和梯级泵站的优化调度等问题。而一些泵站中机组的运行主要依赖于人工值守,根据人工经验简单控制机泵启停、运行及容量切换。机泵一般处于恒速运行状态,电机运转效率低下,导致泵站系统能耗巨大。
2 节能改造措施
2.1 在改造中优化原有设计,提高水泵效率
为了解决春季引水困难的问题,将吸水管径由原来的500mm扩大到700mm,以降低吸水管路中的水头损失,提高水泵吸水能力。
水泵机组设计工况点偏离高效区,泵站装置效率较低,耗能指标不符合部颁标准,要进行工况调节。采用车削叶轮直径的方法。车削后叶轮直径的实际值可按下式进行计算,即
式中H0—额定扬程(m);
Q0—流量(m3/s);
K—修正系数;
D2—车削前叶轮外径(m);
D实—实际车削量(m);
D2实—车削后叶轮外径实际值(m);
S—管路阻力系数;
D2a计—车削后叶轮外径计算值(m)。
经计算原叶轮直径D2=390mm,车削后叶轮直径D2a=360mm。车削后水泵工况点移入高效区,装置效率由49.7%提高到56.7%,高于部颁标准(54.4%)。
车削后水泵流量略有减少,能源单耗明显下降,节能效果显著。
改造前泵站水泵情况,如表2所示。改造后泵站水泵情况,如表3所示。从表2可以看出,经过管路改造后,水泵效率从81.4%提高到84.5%,提高了3个百分点,装置效率从51.9%提高到59.9%,提高了8%,能耗降低了0.7 kW·h·(kt·m)-1,节能效果比较显著。
从车削前后的变化中可看出,水泵流量略有减少,能源单耗明显下降,节能效果非常显著。
2.2 优化水泵运行工况
在实际运行中,水泵工作点常偏离设计工作点,导致机组效率下降,能耗增加。如果采用优化调度,不仅能节省大量能源,而且使管网能在合理的状态下运行,既保证泵站供水的要求,也使压力更为合理。
调速机组负荷优化分配一般采用实时调度形式,当泵站净扬程发生变化时,可以通过确定合理的开机台数和调节机组转速,优化机组间的负荷分配,使泵站的能耗最少。
调节水泵转速,是拓宽水泵高效区、降低泵站能耗的一种有效途径。对有多台水泵机组的泵站,由于各机组之间流量是相互影响的,故各机组的转速应当根据整个泵站系统的优化来确定,而不能简单地将各台机组视为单台装置来单独优化。同时,在实际运行中,一旦泵站扬程偏离设计净扬程或泵站总流量要求发生变化,就有必要进行确定各机组最优转速的优化计算,从而使水泵工作点始终在高效区内运行。
不同转速下的水泵性能曲线:设对第i台水泵的额定转速n0i下的性能曲线进行处理后有如下的扬程Hi～流量Qi、轴功率Ni～流量Qi、水泵效率ηi～流量Qi的关系式[3],即
根据水泵比例律,转速ni下的水泵性能曲线可以表示为
式中K—水泵转速比。
对多台水泵机组的泵站而言,由于各机组运行时相互影响,故各机组运行时的最佳转速应根据整个泵站系统来确定。当流量、进出口水位变化频繁时需要合理、快速、准确地计算出该状态下泵站的最优运行方式,以便泵站工作人员操作。由此可见,用有效的方法迅速找出泵站最优远行方式是解决问题的关键。
设泵站的开机台数为n,所抽取的水的密度为ρ,泵站净扬为HST,则以整个泵站1 000t水能耗E最小为目标的目标函数可表示为
式中Qi—第i台运行机组的上作点流量(m3/s);
T—机组运行时间(h);
ηi—第i台运行机组工作点对应泵站效率。
2.3 加装无功补偿电容器
泵站现使用SJ-0200/10型和SJ-125/10型变压器,虽都是节能型变压器,但变压器功率因数低于0.85,因此安装无功补偿电容器,达到国家要求。改造前后泵站变压器耗电量计算如表4所示。表5为变压器高压侧功率因数计算表。
3 各项改造节能效益
泵站在采取上述节能改造措施后,不仅解决了春季吸水困难的问题,同时大大降低了能源单耗,提高了泵站运行效益,投资的回报率是相当可观的。采取适当的技术手段对水泵装置效率低的泵站进行节能技术改造是提高泵站运行效益、降低灌溉成本的可行措施。各项改造节能效益总表如表6所示。
4 结论
综上所述,农业灌排及市政工程泵站节能技术改造中,水泵选型设计、优化运行和电气设备方面的问题较为突出。在水泵选型上,如何综合考虑影响泵站系统的多种因素,优化选型方案是设计中首要解决的问题;泵站运行的过程中及时结合用水量变化情况,适度调节水泵运行方式,提高泵站系统总体的运行效率以及及时解决电气设备方面的老化高耗能等问题是建立节能高效泵站的基本途径。
摘要：泵站系统是国民经济中主要的高能耗系统之一,由于设计和管理工作上的一些问题可造成能源的浪费,泵站装置效率低更是应该在节能技术改造中着重解决的问题。为此,针对一些泵站目前存在的问题,提出相应的节能技术改造措施。泵站采取节能改造措施后,可以大大降低能源单耗。
关键词：泵站,效率,节能,措施
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泵站节能 篇2
关键词： 通用机械； 变频； 节能； 泵
中图分类号： TU 991 文献标志码： A
Abstract： The energysaving program for a sewage pumping station in Shanghai was discussed in this paper.The overview of common sewage pumping station and the existing pump variable frequency control technology were briefly introduced.According to the existing operating conditions of the pump station，the necessity of variable frequency operation for feed pumping stations and drainage pumping stations was analyzed，and the fundamental principles of the energysaving for variable frequency operation in drainage pumping stations were studied.The energysaving control program of variable frequency pump was then proposed according to the original control basis.The pump was also optimally controlled using the minimum shaft power method，which favored improving the energy consumption level for the pump station.This study could make the pump meet the standards of safe operation，as well as the high efficiency and the energysaving.
Key words： general machinery； variable frequency； energysaving； pump
随着城市规模逐渐扩大，人口不断增加，水环境污染问题已成为一大难题.我国正处于城市污水处理事业的快速发展时期，但相对于发达国家而言，起步较晚，技术较为落后，污水配套管网建设相对滞后，设施建设不平衡.目前城市平均污水处理率为77.4%.“十二五”期间我国将进一步提高污水处理率，计划到2015年城市污水处理率达到85%[1]，但仍远低于同期发达国家水平.
泵是将原动机的机械能转换成流体的压力能和动能的一种动力设备，其使用范围十分广泛，耗能也较大.2011年水泵用电量占全国电量的21%左右，其中离心泵用电量约占水泵用电量的70%[2].我国现阶段水泵的能耗情况不容乐观，水泵的能量浪费现象十分严重.本文主要对上海某大型污水泵站进行节能分析，并在原有控制基础上提出了变频泵的节能控制方案，有助于改善该泵站的能耗水平.
1 概 述
上海某大型污水泵站是上海污水处理南干线的主要泵站之一，主要用于提升城市污水的高度，使其流向下一级泵站，完成污水的输送.该泵站共有6台污水泵，其中5用1备.2台变频器可同时控制2台水泵变频.其中：1号和4号泵为定速泵，1台变频器控制2号或3号泵的变频，另1台控制5号或6号泵的变频.污水泵为立式蜗壳混流泵，额定功率为1 600 kW， 额定流量为7.5 m3·s-1，额定扬程为13.5 m.泵站每年耗电量高达数千万kW·h.由于水泵设计容量都偏大，因此泵站的节能潜力相对较大[3].
泵站结构工艺图如图1所示.污水泵设置于前池和高位井之间，其中前池又分为南前池和北前池，中间相通.每台污水泵使用一条单独的输送通道将污水由前池输送至高位井.泵站的设计污水流量为：雨季高峰流量为3128 m3·s-1，低峰流量为610 m3·s-1.
2 泵站基本控制
泵站设计时的控制模式主要考虑需满足流量要求和安全运行.泵站控制模式主要有：① 正常运行方式：主要针对液位变化，开启一定数量的水泵；② 最低操作费用方式：旱季时，由于污水量较少，一般将水泵的启动液位提高200 mm，以降低水泵的输送扬程；③ 最大第一次进流量方式：当雨量较大时，利用变频泵尽可能控制前池的水位，使其在1台泵的停泵液位以上约200 mm；④ 小流量方式：污水较少时，启动变频泵.
泵站对污水泵的控制主要根据上一级泵站的来水流量Qe和前、后级的泵站水位情况进行综合控制.泵站主要根据来水流量的变化，由前池的液位信号决定污水泵的启动数量和顺序.原设计中污水泵启动数量与液位如表1所示.
3 泵站节能分析
泵站根据来水流量控制污水泵启动数量，而且优先开启变速泵，这一定程度上可降低水泵的能耗[4].但是设计时，没有对泵站污水泵启动数量进行最优化计算，因此，不能仅根据来水流量变化进行调整，以使每台泵都能运行在最佳效率区，从而使泵站的综合能耗达到最低[3].
3.1 提高前池启动液位
研究[4]表明，提高前池启动液位可减少液位差，从而有助于减少附加的扬程损失， 提高水泵的运行效率.因此，本文拟将前池启动液位提高.改造后的污水泵启动数量与液位如表2所示.
3.2 泵运行效率计算[5-6] 由泵站测得的电动机输出轴功率Pa、水泵流量Q和扬程H可计算泵运行效率η.
由泵站2012年12月30日的运行数据可计算得到2号泵的运行效率η，结果如表3所示.由表3可知，该泵站还有很大的节能空间.
由表3可看出，泵的额定效率与运行效率之差约为12%～15%.考虑到实际过程中泵本身的运行效率比额定效率低，且功率数据传输存在误差，因此可估算出2号泵运行时的节能潜力约为6%～8%.
4 泵站运行变频控制
4.1 对水泵采取有效的变频控制技术
根据来水流量变化使每台泵都能运行在最佳效率区，并尽量使水泵机组总的轴功率∑Pa最小.运行时，使变频泵处于高效运行区可达到节能的目的.同时，在有两台变频泵开启时，令变频泵总的轴功率最小，这样的控制模式节能效果更好[7].下面对水泵机组的轴功率进行建模分析.
使用最小轴功率法控制，即以轴功率最小为目标函数求取最优解[8-9].
式中：m为泵站水泵最大运行台数；ωi取0 或1，分别表示i号泵是否为参与运行的决策变量；Pi为i号泵的功率；He为管路所需扬程；Hi为i号泵的扬程；ΔH为前池与高位井的液位差；ΔHmin为前池与高位井最小液位差；ΔHmax为前池与高位井最大液位差；S为管路阻抗； A为前池液面表面积；h为前池液位；t为时间；dh/dt为前池液位变化率，可由前池超声波液位计测得；Qi为i号泵的流量.
泵站只有两台变频泵，因为定速泵的功率恒定，所以最小轴功率法中泵的运行台数可只考虑两台变频泵的情况，即m=2.由于泵的进口流场不同，管路特性曲线共有3条，其中：1、4号泵的管路特性曲线近似为同一条曲线；2、5号泵的管路特性曲线近似为同一条曲线；3、6号泵的管路特性曲线近似为同一条曲线.下面使用最小轴功率法对两台变频泵进行节能运行分析.
4.2 单台变频泵运行
来水流量Qe在6.1～35 m3·s-1间变化，液位上升到-1.5 m 时变频泵启动.为了降低启动电流，将泵转速n调至满转速n0的60%，启动2号泵[7].单台泵运行时Q-H图如图2所示.
此时，根据2号泵的管路特性曲线，由ΔH得到来水流量Qe与特性曲线的交点E（如图2所示），得出E 点对应转速n2，然后再查对应的效率η2.依此可判断，当2号泵的流量Q2=Qe时，其是否在高效区内运行.若不在高效区则不宜将Q2 调节到Qe，而需要将2号泵的流量向高效区调节，但这必然导致Q2Qe.因此需要针对各种情况进行相应处理.
（1） 如果E点已处在高效区内，则可将2号泵的转速调至E点所对应的转速n2，并使2号泵达到稳定运行即可.
（2） 如果E点处在高效区外，则不宜将2号泵的流量Q2调节至Qe，而应将2号泵的流量向高效区方向调节，使泵处于高效区运行.
（3） 当来水流量Qe很小时，2号泵运行一段时间后，将逐步达到停泵液位，导致2号泵停泵.但是为了防止泵的频繁启停，可在液位达到停泵液位之前，将泵的转速调至n2.例如，停泵液位为-3.2 m时，可设定当液位达到-3.0 m 时，将泵的转速调至Q2=Qe对应的转速.即便泵的运行点处于非高效区，也要保证泵的正常安全运行[8].
4.3 两台变频泵运行
当将2号泵的流量调节到高效区后，其实际转速n小于E 点所对应的转速n2，即2号泵的流量调节到高效区后实际流量Q2
此时，由ΔH 可得到5号泵Q-H曲线与5号泵的管路特性曲线的交点I，I即为此时该泵的稳定运行点，对应流量为Q5.2号泵调速后的稳定运行点为J点（J点已在高效区），J点对应转速n2，Qe与管路特性曲线相交于F点[8].
（1） 若可将两台变频泵的流量分别调节至高效区，且符合Q2+Q5=Qe.则可通过计算Min F=∑mi=1ωipi，最终确定两台变频泵的最佳流量点.
若在高效区无法满足Q2+Q5=Qe.则
（1） 当两台泵在高效区运行时，流量无论怎样组合都有Q2+Q5>Qe，而单开一台泵时的流量又小于来水流量Qe.
此时，如果按照最小轴功率法，将转速都调至满转速的60%，会使前池液位下降，达到停泵液位.之后又由于一台泵的流量满足不了来水流量，使液位上升至第二台泵的启动液位，很容易造成泵的频繁启停.这时可采取只启动一台泵，使单台泵的流量Q=Qe ；也可启动两台泵使∑Q=Qe ；或在单泵运行和双泵运行模式间进行切换[8].可采取最小轴功率法，计算出哪种模式功耗相对较小，并调节转速到各台泵所需流量对应的转速[10].
（2） 若两台泵在高效区运行时，流量无论怎样组合仍有Q2+Q5 由上述分析可知，通过计算Min F=∑mi=1ωipi，可求出最小轴功率时变频泵的流量，从而可将泵调至最佳转速，使运行过程处于最节能状态. 5 泵站节能运行的其它方法 由于该节能方案是在现有条件下进行的改进，存在局限性，不能获得较大的节能效果.因此，还可从其它方面考虑泵站的节能问题. 5.1 六台泵全变频控制技术 来水流量过大时，两台变频泵的调节能力有限，因此可采用六台变频泵进行综合控制，以取得更好的节能效果.实际使用中在考虑成本合理的情况下，可考虑全变频控制技术[11].
5.2 增加对高位井的控制
在污水泵站中，前池和高位井的液位都不是由泵站本身控制，而是由排水公司总控制中心统筹控制.控制时主要是考虑下一级泵站的排水能力，防止流量超出其排水能力.该泵站的下一级泵站是两个泵站的汇合处，流量设计值是前两个泵站的流量和.为了防止流量过大，超出其排水能力，前两级泵站的高位井液位都由总控制中心控制.
6 结 论
本文主要对上海某大型污水泵站变频泵进行节能分析，并在原有控制基础上提出了变频泵的节能控制方案，以降低该泵站的能耗水平.本改造方案的主要思路是在满足来水流量时，尽量使变频泵在高效区运行，对不能在高效区运行且满足流量要求的情况进行了讨论.
本文还对其它节能方案进行了探讨，提出了采用水泵全变频控制以及增加对污水泵站高位井的液位控制等节能方法.采用变频设计提高泵的运行效率将更加节能，并符合节能环保的大趋势.
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排水泵站的节能设计经验 篇3
1 对排水泵站的总体布局进行分析
在平面布局中常规排水泵站主体结构都是前面窄，后面宽的形式，整体呈现出扩散情况。具体而言其依照沿水流的方向进行建设，构成部分依次是进水闸门井，格栅井，水流扩散段，集水池，出水池，这种结构保证了泵站的水利条件，对于其地面的建筑结构而言，主要包括格栅间，水泵间，变配电间，控制室，值班室。在建筑中根据工程特点的不同，有些建筑结合实际需求可以不建设，或者不单独建设，而是和其他建筑物合并建设，虽然采取这种措施，但是泵站附近的绿化面积也减少了很多，长期下去不利于城市的发展建设。除此之外，该工程还会受到工艺特点的制约，不能保证建筑风格可以和附近的环境协调统一。针对这一问题，有关技术人员提出了全地下式泵站的设计理念，就是在设计过程中，不仅能保证泵站的水力布局，保证其实际的功能作用，对其主体结构要用空间分层的设计方案，将所有地上建筑都挪到地下。除此之外送风口和排风口也必须在地面建设。就目前的技术水平而言，还不能实现无人值班，因此还要留有一个人员通道，工作人员进入地下进行排水操作，完成工作后，就可以从这个通道中出入。有些情况较为特殊，需要在地面上建立值班控制室，但是要求其面积不能超过50m2。
这种全地下式泵站的地下结构设计更为复杂，为了保证安全性和功能性，设计布局要满足以下几点：（1）建设完成后，泵站必须保证进水和出水的顺畅性，一般会设计为正向进水正向出水避免配水的不均匀性。（2）不同专业的设备都布置在各自的设备室内，避免一个设备室放置多种设备，避免不同设备之间的干扰。（3）建设格栅间时必须是独立的，同时为了安全起见，应该也建立独立的疏散楼梯。由于地下空气潮湿，而且污染严重，因此都是腐蚀性臭味，电气设备间，以及其他独立工作间都不能和气连接，如果连接，长期下去里面的设备都会受到影响。
2 对核心设备的分析
2.1 对使用的水泵分析
在当期的排水泵站设计中，可以选择的水泵有干式水泵和潜水泵，对于干式水泵而言，其电机都安装在专用的设备平台上，不仅工作效率高，而且节约电源，除此之外，当后期维修中，检修操作方便，如果将这种水泵使用在全地下式泵站，其还存在一些缺点，例如其电机在工作中会产生大量的热量，由于地下空间相对比较封闭，因此就不能有效的把热量散发出去，也就增加了通风降温成本，除此之外，设备的故障率也增加很多。结合以往的工作经验，如果潜水泵质量不是太好，使用寿命在2～3年左右，除此之外，很多泵站维修人员都没有维修的能力，如果需要维修，也必须返厂维修，这就存在一定的安全隐患，如果正处于汛期，潜水泵出现故障，那么泵站就不能正常运行。为了保证泵站的安全性，降低电机的故障率，提高水泵的使用寿命，当企业资金允许时，还是建议购买先进的进口潜水泵，例如KSB水泵，或是ITT水泵，都是很好的选择。
2.2 对闸门的选择分析
很多泵站出于工作安全的考虑，在设计中有很多要求，例如把进水闸门的启闭机平台设置于地下，在地上留有吊装洞口。如果进行这样的设计，那么设计人员要考察是否有足够的空间和高度，除此之外，启闭机在运行时，需要操作螺杆，要留有足够的上行空间。因为闸门等设备都长期工作在地下，而地下潮湿，还有很严重的腐蚀性，为了保证闸门启闭功能，一定要使用耐腐蚀材质的启闭机。
2.3 对除臭系统的设计分析
对于全地下式排水泵站，由于地下都是城市的污水管道，空气非常潮湿，而且腐蚀性严重，进而产生了严重的臭味，为了提高工作人员的工作环境，尽最大可能降低这些腐蚀性气体对设备的腐蚀，必须安装除臭系统。目前在市政工程中还没有统一的规范可供参考，很多设计院都是在不断的实践中积累经验，总结出设计除臭系统的原则是将臭气源封闭，收集集中处理，使臭气不外逸。针对这一目标，设置一个抽风口在格栅洞口周围，这样整个地下环境就形成了微负压，从而有效的把产生的臭气都收集到一起，然后通过设备输送到除臭系统中进行处理。结合实际操作经验，一般设置的除臭换气次数为1小时2～4次。就目前而言，有效的除臭设备有生物除臭设备，还有离子除臭设备。由于离子除臭设备运行费用低，而且除臭效果很稳定，因此使用较多。
3 结语
通过以上分析不难发现，排水泵站的设计工作较为复杂，在设计过程中需要考虑很多问题，而且在地下设计泵站时，其实际情况就更为复杂，因此要有针对性的措施进行处理，通过不断的在实践中经验，提高这方面的技术水平。
摘要：随着我国科学技术不断的发展,人民生活水平的提高,现代化建设步伐的加快,城市的排水量也开始增大,为了推进现代化城市的发展,下文结合排水泵站的节能设计经验,以期探讨交流。就以全地下式排水泵站为例,该泵站不仅占地面积小,而且在绿化工作中的效率很高,不会影响到附近的生态环境,科学进行排水泵站的设计,可以提高整个城市的排水效率。
关键词：排水泵站,节能设计经验
参考文献
小型电力排灌泵站节能措施分析 篇4
1 对泵站进行优化设计
农村电力排灌泵站容积小、数量少, 单机容量在100千瓦以下, 主要采用低压异步电动机, 该电机由专属配电器供电。依据小型电力排灌站的实际情况, 从技能角度出发对泵站进行优化设计:
1.1 按照水泵的设计流量 (Q) 和设计扬程 (H) 选择水泵
水泵选型的主要依据是设计流量和设计扬程, 并在此基础上考虑水泵富余量, 防止水泵出水量和扬程出现问题。水泵富余扬程应该适度, 不能过大, 也不应该过小。水泵扬程过高, 在实际过程中富余扬程几乎没有用处。富余扬程过高对电机容量的要求比较高, 增加了泵站的前期投入, 也增加了泵站的能耗, 不利于泵站的节能。选择适当的水泵, 测试水泵样本的性能, 主要包括运行效率、出水量和扬程。一旦出水量、扬程和效率符合标准, 就可以选定该水泵, 否则需要重新选择水泵。
1.2 管路布置依据水泵站所处的位置, 设计出合理的分布路线图, 减少弯头和弯管的使用数量。
在适当的条件下, 取消“三阀”设计方案
1.3 求出水泵运行所需的轴功率
水泵配套电机不仅要满足转速和轴率的要求, 还要满足其他方面的要求。电机额定速度与水泵额定转速要同步, 而且电机额定功率必须符合可变耗损和不变耗损相等的条件。这一时候电机运行的总能耗最低, 电机使用效率最高。小型异步电动机功率在0.85左右时候属于最佳负载率, 所以配套电机额定功率N电=N轴/负载率× (水泵与电动机的传动效率) =1.18N轴/ (水泵与电动机的传动效率) (公式1) 电动机额定功率依据公式1, 不能过大, 否则会导致负载功率下降, 增加电动机购置费用, 增加电动机总能耗, 不利于农村电力排灌站经济成本的降低。电动机额定容量过小, 会导致水泵出水量不足, 电动机过载, 损坏电动机设备, 影响泵站电动机的稳定性。
2 进行技术改造
农村电力排灌站不合理的部分需要改造, 提高泵站的运行效率。
2.1 改造不合理管线
针对农村电力排灌泵站不合理的管线进行告知, 按照前文所说的布线原则进行改正, 实现线路的优化布置。
2.2 比较实际轴功率与电机额定功率
电机额定率大于0.65, 需要对电机进行改造;电机额定功率小于0.45, 必须进行改造。
2.2.1 更换电动机在电力排灌泵站允许的情况下, 更换电动机, 并将替换的电动机另作他用, 避免电机浪费。
泵站重新选择适合的电动机, 降低泵站的运行成本
2.2.2 在排灌泵站允许的情况下, 提高陈旧电机利用率
泵站将替换下来的陈旧电机改造成单机运行方式, 降低电机的实际能力消耗。异步电机在低负载的情况下, 定子电流中的负荷电流很小, 使得电机功率降低, 能耗增加, 运行效率下降。然而, 定子绕组电机运行方式, 将△联结改为Y联结, 可以降低电机承载电压, 即 (由380v降为220v) 。由此可知, 电机定子绕组改为Y联结后, 虽然有功负荷不变, 但运行功率提高。另外, 电机定子绕组改为Y联结后, 减少了电机的磁通量, 进而减少电机的铁损耗。电机负荷时, 铁损耗随着电流而增加, 使得在空载的时候, 降低铁损耗, 并保持电机总损耗与接线一致。
2.2.3 可行性论证改变电动机的运行方式可以达到降损的目的, 但也带来一些负面因素。
因此, 必须对改变电动机运行方式的可行性进行论证, 并作出最后的决定, 在电动机改变接线之后, 其最大转矩随之下降, 大约下降到原来的1/3。泵站的电机组为了保持稳定、可靠, 电机组原来的最大转矩M的1/3必须大于水泵所需的最大负荷转矩
从安全性方面考虑, 为了保证电电机输出最大转矩满足要求, 改变接线的电机在电压下降的情况下大于水泵最大转矩的1.35倍。
在电机线路改变以后, 电机的转矩恢为原来的1/3, 必须对电机启动转矩进行调整, 使其符合配套水泵的启动标准。
电动机改变接线受发热状况的影响。电机改变接线之后, 散热条件未发生改变, 所以其散热状态取决于总损耗与改变前总损耗的差别。据权威材料介绍:电机改变线路祝好, 其实际负载率限定在0.5以内, 电机总运行能耗不超过改变线路迁的总损耗。简单地说, 电机发热情况不会低于接线前的发热情况, 为发电机工作提供良好的散热条件。
上述三点必须同时满足, 否则不能进行定子绕组接线方式。
3 采用无功补偿
随机补偿是将补偿电容器直接并接, 在主控制开关和定子绕组之间引出电源线, 随着电机的使用而投入。[2]无功补偿是农村电机排灌站节能比较好的办法。电机容量C可以由以下求得:C=31/2UIK公式中V代表电动机额定电压;I代表电动机空载电流;K代表计算系数 (K值一般为0.94-0.96) 在铭牌上一般不对空载电流进行标注, 而是进行实际测算获得。实际测算中将水泵和电机进行分离, 采用钳形电流表对启动电动机进行测量, 分别进行3-5次测量, 计算出平均测量结果。实际测不可以实施的话, 可以采用经验测量公式。经验计算公式为:公式中的I e代表额定电流;为电动机的额定负荷时的功率因数值。同时, 可以为农村排灌站配备专业的变压器, 保证电动机的额定电压。农村排灌站增设1-2组, 排灌站总容量为变压器额定容量的1/5, 以此对排灌站的电机进行高压无功补偿。
参考文献
[1]樊志敏, 赵玉林.中小型电力泵站技术改造方案的研究[J].东北农业大学学报.2007, (03) .[1]樊志敏, 赵玉林.中小型电力泵站技术改造方案的研究[J].东北农业大学学报.2007, (03) .
[2]张文渊.小型电力排灌泵站降损节能措施[J].农村装备与技术, 2003, 1) :21-22.[2]张文渊.小型电力排灌泵站降损节能措施[J].农村装备与技术, 2003, 1) :21-22.
关于泵站运行效率及节能措施探析 篇5
1 泵站的运行效率分析
对于泵站的运行效率, 分为电动机等几个方面, 下面对其进行简单的效率分析。
1.1 电单耗和泵站效率
1.2 电动机运行效率分析
1.3 水泵运行效率分析
2 泵站节能措施
2.1 优化运行工况
对于城市供水泵站来说, 其在日常的运行过程中需要为城市用水提供充足的水资源供应, 但由于每一个城市的发展情况不同, 导致其对水资源的需求也存在着较大的差别, 为了保证城市供水的需求, 同时减少泵站的电能消耗, 需要根据城市水资源的需求情况选择合适的运行工况, 既能保证水资源的供应充足, 同时节能。而对于工况的控制, 主要是对水泵的转速等进行调解, 此外还有切削叶轮等措施, 通过这些方法对城市供水进行有效的调整。对于城市泵站来说, 其在运行过程中采用水泵调速是最简单且有效的调整方式, 尽管变频调速电机的价格同一般的电机价格要昂贵很多, 但从其使用性能和作用上考虑, 变速调速电机的购进还是非常有意义的。
2.2 及时更换新的水泵
对于泵站运行效率来说, 水泵的效率具有非常重要的影响, 且在运行的过程中涉及的内容较多, 因此, 往往一个位置出现问题就会影响整体的泵站效率。另外, 水泵在运行的过程中存在着很大程度上的磨损和损耗, 其中叶轮长时间受到叶轮的汽蚀, 导致其转动受到影响, 另外, 水流的冲刷作用还会对水泵的密封效果进行削弱, 为此, 需要及时对泵站进行水泵的更换, 提高水泵的工作效率。另外, 还需要对水泵进行维修和保养, 超过使用年限的水泵必须进行及时的更换, 保证泵站的工作效率, 减少能源的消耗。
2.3 选择合理的电动机
对于容量在250KW以上的泵站, 其在进行电动机的选择时应该优先选择同步电动机, 其在稳定性方面具有非常好的效果, 能够保证泵站的正常运行, 且泵站的运行效率较高, 节约供水成本。但由于企业配电等级的限制, 在企业的容量低于200KW时, 最佳的选择是采用高压电动机来满足泵站的运行需求, 这一电压的电动机能够保证泵站的正常运行, 且成本较为节约。最后是100KW以上的异步电动机, 其在使用的过程中若能安全运行, 最佳的运行模式是采用无功补偿运行。
2.4 规范泵站管理, 提高其管理水平
在泵站日常的运行过程中, 需要不断提高其管理水平, 通过高效率的管理模式来提高泵站的运行效率。此外, 根据相关规定, 泵站在运行的过程中还可以采用鉴定方法来对其工作状况进行准确的鉴定, 出现问题后及时查找原因, 为今后的问题解决提供有效的数据依据。此外, 对于泵站的日常运行情况需要做好全面的信息记录, 建立泵站运行档案, 对于泵站运行过程中出现的问题需要做好对应的记录, 在后期对泵站进行改造时能够提供有效的改善意见, 提高泵站的改造效果。
2.5 加强技术培训, 提高管理人员的素质
泵站的运行需要较多的人员对其进行管理, 且其中涉及到的技术内容较多, 为此, 泵站的负责人需要加强日常技术人员的培训工作, 通过新技术的培训不断提高技术人员的工作能力。另外, 还能通过培训工作使管理人员熟悉泵站日常运行中存在的问题, 在工作的过程中对这些方面进行更加细致的管理, 预防问题的出现。而技术人员自身工作能力的提高则能够减少泵站运行过程中设备的运行问题的出现, 且通过熟练的技术操作能够更好的调整泵站的运行效率, 减少泵站的能源消耗, 对设备的磨损也能在一定程度上得到减少。此外, 泵站为了不断提高自身的竞争力, 需要不断引进高端技术人才, 通过高端技术人才提高自身的技术水平, 而技术人员在上岗就业之前, 企业需要对其进行严格的审核, 只有满足企业的要求才能上岗就业, 保证招收的技术人员能够满足企业发展的需要。
2.6 管路节能设备的使用
对于泵站节能改善, 需要从日常工作中的每一个小的细节去关注, 像管路中的微阻缓闭止回阀以及液压自控蝶阀等, 其在泵站水泵的日常运行中尽管只能节约很少的电能, 但由于这些设备的使用时非常多的, 全部设备的更换将能为泵站节约大量的电能浪费, 提高企业的节能效果。
3 总结
综合上述所说, 在当前我国的泵站运行中, 大部分的泵站在运行效率方面都存在着很多的问题, 但大部分的问题都是由于建设工程和设计差别较大以及运行过程中的管理不完善等造成的, 为此, 企业需要尽快完善工程建设标准, 加强管理措施, 提高泵站的节能效果。
参考文献
[1]冯晓莉, 仇宝云.大型泵站系统运行优化模型与节能效果比较[J].农业工程学报, 2012, 23∶46-51.
[2]韦嘉和.泵站运行效率分析与节能措施[J].给水排水, 1997, 06∶23
[3]姚福来.泵站节能标准建立的必要性和可行性[J].排灌机械2004, 06∶37-40.
中小型排涝泵站节能挖潜改造 篇6
在对泵站进行改造之前, 必须先对现在正在运行的工作情况进行检查, 找出问题, 从而有针对性的进行改造。一般来说, 对泵站的现状检查主要从以下几方面:泵站建造的时间, 区域, 所使用的设备机组的运行情况, 以及在此之前的泵站运行的时间里有没有出现过什么问题, 出现问题后的解决措施和情况等等这些泵站自身的情况。与此同时, 对泵站周边的环境情况也要进行调查, 包括泵站所在区域的经济发展情况, 泵站的运行对这一区域的影响大小等等环境因素, 这些情况的调查对之后将要进行的改造决策起着决定性的作用。
2 泵站的机组性能测试
在初步的环境和情况调查完成之后, 就必须要对取得的资料进行核实和确认, 比较重要的内容就在于泵站机组的性能情况, 前面的资料只能提供一个参考意见, 在制定具体的有针对性的改造方案前, 要对泵站机组的性能进行测试, 从而根据测试结果得出具体的机组的性能情况, 以判断是否要进行改造, 如何进行改造, 以及改造的程度。
3 依据调查结果制定合理的改造方案
在对泵站的基本调查和测试完成之后, 要得出调查和测试的结果, 从而依据结果制定有针对性的改造方案, 对泵站机组的节能进行具体的改造。当然, 在改造的时候, 注意以下两方面:
(1) 对于发现的已经超出了使用期限的机电设备和已经被时代的发展淘汰的机电产品, 必须予以更换, 不能够在泵站机组中继续使用下去。
(2) 对于机组中部分存在问题的设备, 必须立即进行修复, 修复的时候要注意经济效益和工作效益的平衡。在经济消耗较高的情况下, 可以不予修复, 直接更换更新的设备。
4 节能挖潜分析与方法
能量在转换过程中会有消耗, 其中有合理的消耗, 也有不合理的消耗。可根据部颁标准来衡量泵站耗能是否合理。现将部颁标准与电力排灌系统实际平均效率进行对照如 (表1)
由表1可知, 节能潜力最大的是泵站工程, 泵站效率与部颁标准相差不少。然而, 也不能轻视变压器和低压线路的节能潜力。虽然变压器和低压线路效率与部颁标准相差分别为3%、11.6%, 但由于运行时间较泵站运行时问长3倍, 因此电能的不合理消耗量往往大于泵站和渠系工程。所以我们在进行节能挖潜改造中要重点对这些方面进行改造, 下面是一些具体的改造措施。
4.1、提高动力机效率
(一) 机泵合理配套
配套功率的备用系数不宜过大。因为当电动机负荷不足时, 其效率要降低, 同时电动机的功率因数也降低, 增加了输电线路和变压器的损耗;而当柴油机负荷不足时, 燃油消耗率将增加。所以, 应避免“大马拉小车”的情况。配套功率的备用系数更不宜过小, 否则将会使动力机难负其重, 使动力机寿命大大缩短。因此, 更应避免“小马拉大车”情况。一般来讲, 电动机的负荷率应大于0.7, 如果过小, 应按配套要求进行调整或更换。如更换合适的电动机型号、规格、容量等;调整电动机的转速, 在不降低传动效率的前提下, 使泵站处于高效率运行;改变电动机绕组的接线方法, 变“△”接法为“Y”接法。对于柴油机组而言, 除更换合适的柴油机型号外, 还可根据负荷的变化来改变柴油机的转速, 使柴油机在经济工况区工作。另外, 用户应尽量选用新产品, 选用正规厂家生产的优质产品。如低压电机选用Y型、新型Y2或YX型, 高压电机选用Y型或新型高效的YJS型产品。
(二) 合理选配变压器
为了节省能源消耗, 要注意变压器容量不要配得太大。一般应按经济容量选配, 其负载率应大于0.5。非排灌季节应将主变压器停用, 若因照明和多种经营需要, 可另装小变压器。这样, 可以减少变压器的“铁损”, 减少电费支出。
(三) 加强维修
定期检查电动机, 正确地操作电动机的启动、运行、停机。柴油机要加强机务管理。为了减少机械摩擦损失。要保证各相对运动零部件之间有适当的配合间隙, 选择适宜的润滑油, 保证正常的润滑油温。为提高柴油机的燃油效率, 在运行中应按最佳提前角供油, 提高喷雾质量, 控制冷却水温等。
4.2. 对水泵的运行效率方面的改造
水泵是泵站机组中重要的组成部分, 要想机组节能, 必须对水泵的运行效率进行提升。那么, 影响水泵的运行效率的因素都有那些呢?一般来说, 主要有水泵自身性能、水泵在整个机组运行中的运行条件、水泵的选型等等。所以要想提升水泵的运行效率, 必须从这三方面进行改造。首先, 就是要设计和制造出高性能的水泵;其次, 在选择水泵的时候, 要针对机组的情况和整个泵站的运行情况, 根据现实的条件, 选择合适的水泵。选择好合适的水泵后, 就必须在机组中为水泵的运行提供一个良好的合适的工作环境。同时, 在日常的水泵运行工作中, 也要注意水泵的维修和保护, 出现问题要及时解决, 并做出备份资料, 为以后的水泵改造提供参考的数据。
4.3 动力机和传动设备的选择
选择动力机的时候要注意动力机的型号大小、容量的大小、转速的高低, 依据泵站的具体情况进行合适的配对, 当然, 一般情况而言, 在选择的时候应当比需要的情况更高一些, 留出一定的余地, 但是也应当注意余量不能太低也不能太高。太低, 意义不大, 太高, 又会造成资源的浪费, 增加能量的损失。对于运行的时候情况变化比较复杂的泵站, 在经济能力许可的情况下, 最好采用可调速动力机。动力机选好了之后, 就要注意传送装备的选择, 传送装备一般分为两种, 分别是直接传动和间接传动。两者的区别就在于, 直接传动装备的结构简单、效率相对而言比较高、设备的机构构造也比较简单紧凑, 而间接传动的价格就比较高, 效率相对而言比较低、占地的面积较大。两者分别适用于不同的水泵, 在选择时要注意选择区别。
结语
排涝泵站更新改造不能单凭主观印象或者经验来决定, 而要本着“科学合理, 经济实效”的原则来进行。更新改造的过程是调查、测试、评估、找问题、技术改造的过程, 这些步骤和环节缺一不可。
摘要：排涝泵站作为防洪排涝治理的工程措施和主动力量, 在防洪摊涝, 保障城镇人口和农业粮食生产安全发挥着不可或缺的作用。本文主要探讨中小型排涝泵站在节能方面的挖潜改造。旨在破除以往的盲目, 找到一条科学合理的道路。
关键词：中小型,排涝泵站,节能,挖潜改造
参考文献
[1]章丰明, 葛伟飞, 俞觃荣.中小型排涝泵站电气设计工作中存在的问题及思考[J].小水电, 2010 (01) .
农村泵站节能改造测试方法及措施 篇7
1泵装置效率的测试, 有几种方法:
1.1直接测泵的η装,
式中, γ-水比重, HS-净水头, 泵站进、出水池水位差, N机-电机功率, Q-泵流量。
在泵出水管上安装阀门, 调节流量Q, 当工况稳定时, 测相应工况时的Qi, HS i, N机i。N机用功率表, 或用0.2级电流互感器及0.5级有关配套仪表测电流、电压、功率因素、电气参数, 计算出N机。Qi用薄壁堰测, 或用超声波流量计直接在管子上测 (此流量计直接将传感器缚在管壁上即可, 不要破坏管子, 较方便) 。由式可算出各工况的η装i, 可绘出泵站性能曲线。
式中, n0-转速, 由光电测速仪测得。1.2η装=η机×η传×η泵×η管×η池
2影响η装的因素及改造措施
以往甚至迄今为止, 在泵站设计中, 仍假定进水池流速均匀条件下, 按手册设计, 对于小型泵站, 则更是设计任意, 缺少理论和试验成果的指导, 故建后泵站效率很低, 有的只有30%左右, 长期处于高能耗低效益状态运行, 即η低, Q小, N大, 浪费很大。
第一, 大电机带小泵, 需降低转速以改造;第二, 进水池流态混乱, 池形状设计往往为矩形, 与ω型进水池相比, 效率低5%~15%;应改造为ω型;第三, 悬空高和淹没深度不当, 可引起出水量不足及气蚀、振动等;第四, 泵出水管为“高射炮”式自由出流, 损失水头很大, 应改为淹没出水;第五, 泵偏离设计工况点, 即泵铭牌扬程大于实际净扬程, 因而偏离设计工况, 使水泵效率大大下降, 可调转速n0, 如某泵站改造后各方面均合理, 而η装仍较低, 实测η装=30.8%, 当调整转速后, η装达48.7%;第六, 管路损失较大, 普遍存在“三多一长”现象, 即闸阀多、弯管多、出水跃水头, 一长是管路超长;“三多一长”造成管路效率下降, 经改造, η装可提高3%~5%。
由上述可知, 影响泵站装置的效率的因素很多, 视各站的具体情况而定, 抓住其主要矛盾进行改造, 即可提高其效率。根据历年泵站改造经验可总结如下结论:
(1) 凡发现功率、转速、扬程、流量配套不合理的应改造, 可提η装4%左右; (2) 改造管路, η装可提高3%左右; (3) 改造水泵安装形式, 可提高η装为3%~5%; (4) 采用经济管径, η装可提高5%左右; (5) 改造出水管形式, η装可提高6.9%左右; (6) 改造进水池形状, η装可提高5%~15%左右。
从总体而言, 对农村老泵站改造, η装可提高10%~15%。达国家标准, 节约能源为15%~20%, 增加出水能力为15%~25%。
3提高泵站装置效应的途径
第一, 合理选择泵型、配套电机、调整水泵转速、调整轴流泵叶片角度、调换不同比转速叶轮等, 这是提高泵站装置效率重要的途径。第二, 提高管路效率:如把“高炮”出流改为“淹没”出流。第三, 提高传动效率, 如改为直联传动等。第四, 提高水尺效率, 如可采取进水池加纵横隔板、导流墩等。第五, 重视泵站的维护、保养和运行管理, 也是提高泵站装置效率的途径。
参考文献
[1]《水利建设与管理》, 2008, 05期.
朝阳沟油田注水泵站节能潜力分析 篇8
1 能耗现状及分析
1.1 能耗现状
注水系统多数选取注水单耗、注水泵效、注水系统效率为能耗指标, 但是主力区块 (不包括H注水站) 所属的8座注水站管网相互连通, 不能形成以站为单位的独立注水系统, 考虑到数据的准确性, 结合采油十厂的实际情况, 采用泵水单耗、注水泵效作为主要指标依据。通过对注水泵站的精细管理[1], 2014年上半年该厂平均泵效65.9%, 泵水单耗7.5 k Wh/m3, 其中主力区块泵效64.8%, 泵水单耗7.6 k Wh/m3, 外围区块泵效76.6%, 泵水单耗6.1 k Wh/m3 (估算值) , 达到制定的注水系统能耗指标要求。2014上半年注水系统能耗情况见表1。
注:泵效采用流量法进行计算;无单独电表, 泵水单耗为理论计算值。
1.2 能耗分析
根据开发部门提供全厂各矿注水情况及各注水站日常能耗状况, 对2014年上半年全厂平均日注水量和各注水站平均能耗情况进行汇总, 见表2、表3。
注:泵效采用流量法进行计算。
由表3可知, 泵水单耗最高的站为D注水站, 指标为9.5 k Wh/m3, 依次是F注水站 (指标为9.3k Wh/m3) 、A注水站 (指标为8.5 k Wh/m3) 等;泵水单耗最低的站为C注水站, 指标为4.8 k Wh/m3, 依次是B注水站 (指标为5.1 k Wh/m3) 、H注水站 (指标为5.7 k Wh/m3) 等。主要原因分析:D、F、A等注水站使用的注水泵, 均为离心注水泵, 而C、B和H注水站使用的注水泵均为五柱塞注水泵, 由于机泵本身内部结构特点决定, 离心注水泵的泵效低于五柱塞注水泵, 其泵水单耗高于五柱塞注水泵;并且D、F和A注水站使用的注水泵投产运行时间均超过18年, 泵内部叶轮等部件腐蚀、磨损严重, 导致D、F和A注水站泵效较低, 泵水单耗较高。此外, 受站外调水等因素影响, G注水站冬季运行2台注水泵, 需采用阀门控制回流水量, 回流量在300~1200 m3/d之间, 造成能耗损失[1]。
由于该厂外围区块注水系统计量仪表不齐全, 只能结合主力区块柱塞泵应用情况和以往机泵测试情况, 通过公式M=3 IU cosϕ/Q计算单耗, 其单耗计算值为6.1 k Wh/m3。此外, 外围区块注水量仅占全厂注水量的12%, 对全厂注水系统能耗指标影响较小。因此, 只对影响全厂注水系统能耗指标的主要因素——主力区块的能耗指标进行对比分析。
结合2014年上半年全厂注水系统能耗相关情况和开发部门预测全年注水量723.66×104m3等影响因素, 按目前已有节能措施水平, 预计2014年全厂全年平均泵效为65.9%, 注水单耗为7.9 k Wh/m3。
2 注水泵优化运行可行性及效果分析
2.1 管理措施
1) 提高高效泵的运行时率, 实现节能降耗。A联地区所辖B和A两座注水站, 其中B注水站共有8台五柱塞泵, 设计注水能力4100 m3/d;A注水站共有4台离心泵, 设计注水能力7200 m3/d。该地区站外注水管网互为连通, 其能耗状况见表4。
注:泵效采用流量法进行计算。
由表4可知, 2014年上半年, B注水站泵效为89.3%, 泵水单耗5.1 k Wh/m3;A注水站泵效为59.3%, 泵水单耗8.5 k Wh/m3。与应用小排量离心泵的A注水站相比, B注水站由于应用五柱塞高效泵, 其泵效较高, 泵水单耗较低。此外, B注水站设计规模达4100 m3/d, 实际注水量为1179 m3/d, 负荷率为29%, 负荷率较低。结合主力区块注水管网连通性和B注水站五柱塞泵的高效性, 建议优化两座注水站的开泵数量, 将A注水站开泵数量由2台优化为1台;同时提高B注水站负荷率, 由2014年上半年的29%提高到80% (表5) , 实现该地区注水系统优化运行, 预计年节电约244×104k Wh。
2) 对外围区块注水站安装计量电度表, 保证计量的准确性。外围区块注水站均无独立的电度表, 影响能耗指标衡量。针对以上问题, 对其安装可计量有功、无功和功率因数等数据的多功能电能表, 确保能耗指标数据准确性, 该措施已列入节能规划。
2.2 技术措施
1) 对腐蚀老化严重的注水泵进行更新改造, 具有较大节电潜力。注水系统使用高压离心注水泵15台, 泵水单耗平均为8.2 k Wh/m3, 泵效61.8%, 其中12台注水泵运行时间超过18年, 泵内部叶轮等部件腐蚀、磨损严重, 导致部分注水泵泵效较低, 泵水单耗较高;而应用的柱塞泵泵水单耗为5.2 k Wh/m3, 泵效85.2%, 能耗相对较低, 但柱塞泵排量较小, 满足不了主力区块注水需求。针对以上问题, 2014年已安排对A注水站和D注水站共6台腐蚀老化严重、泵效低的机泵, 进行更新改换, 均更新为DF100-150×11型离心泵。采取改造措施后泵效可以达到65%, 预计年节电约140×104k Wh。
2) 对G注水站注水泵进行高压变频技术改造, 减少节流损失。针对G注水站注水泵运行控制方式不完善, 造成能耗损失的问题, 规划2015年对其注水泵进行变频技术改造, 采用一托二方式运行, 预计年节电75×104k Wh。
2.3 效果分析
按年注水量723.66×104m3考虑, 通过对A联地区实施注水泵优化, 对腐蚀老化严重的注水泵进行机泵更新改造, 以及对G注水站采取高压变频技术改造等优化运行措施后, 预计节电约459×104k Wh, 全年平均泵效为67.1%, 注水单耗为7.4 k Wh/m3。
3 认识及建议
1) 通过对朝阳沟油田注水泵站进行能耗分析, 表明该环节仍然具有较大的节能潜力。依靠提高高效泵的运行时率, 对A注水站和D注水站腐蚀老化严重的注水泵进行更新改造, 对G注水站注水机泵进行高压变频技术改造等节能管理和技术手段, 注水单耗可降低0.5 k Wh/m3, 实现节能降耗。
2) 地面注水系统是一个规模大、环节多的动态能耗系统。注水泵站机泵参数配置是影响注水系统能耗的主要因素, 应结合主力区块注水管网连通性特点, 加大各注水机泵参数配置技术研究, 从根本上消除小排量离心注水机泵单耗高等能耗问题, 实现注水系统区域平衡, 突破注水系统能耗瓶颈问题。
摘要：朝阳沟油田注水系统耗电量约占油田生产总耗电量的32%, 因此, 注水系统节能降耗问题在整个油田系统节能方面起着举足轻重的作用。通过注水泵站能耗现状进行调查和分析, 从节能管理和节能技术两方面, 挖掘其节能潜力, 提出了注水泵站优化运行措施, 并进行可行性及效果分析, 预计措施实施后, 注水单耗可降低0.5 k Wh/m3, 实现节能降耗。
关键词：朝阳沟油田,注水泵站,泵水单耗,节能
参考文献