油田站库机泵节能降耗措施及效果

林达 李长斌（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

油田站库机泵节能降耗措施及效果

林达 李长斌（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

站库机泵耗电已占油田耗电的60%，由于机泵高配低效等原因，造成实际生产运行中大量电能浪费。通过对大庆油田第六采油厂第三油矿部分站库机泵能耗高的原因进行分析，找出了存在的问题，并采取了相应的措施，解决了部分机泵高耗低效的问题。2010年共实施大泵换小泵7台，多级泵减级3台，单级泵叶轮切削5台，变频精细调整18台次，站库系统耗电3 419×104kW·h，与2009年对比，实现节电519×104kW·h，节电率13.2%。

离心泵 泵效 能耗 节能措施

D O I:10.3969/j.i ssn.2095-1493.2011.03.019

能源是当前和今后相当长一个时期内，制约社会经济发展的突出瓶颈，为缓解能源瓶颈制约，就要千方百计增加供给，但能源资源是有限的，增加供给会受到各种条件的制约，根本出路是坚持开发与节约并举、节约优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。据统计，我国驱动各种泵的电动机每年所消耗的电量，约占工业能源消耗量的75%，总能源消耗量的60%。因此，做好机泵节能降耗工作，对节能减排具有十分重要的意义。

1 站库机泵能耗分析

1.1 能耗概况

经统计，大庆油田有限责任公司第六采油厂第三油矿近几年注水、污水、集输油系统机泵年耗电为1.55×108kW·h，占年综合耗电的59%左右，其中注水系统年均耗电为1.13×108kW·h，主要为外输水耗电；污水系统和集输油系统年均耗电为0.42×108kW·h，主要包括转油站外输油、掺水、热洗耗电，污水站污水处理、外输耗电，联合站脱水及原油外输耗电。由于注水系统均为强电高压系统，采油矿无法对其采取有效的节电措施，因此，重点解决的是污水系统和集输油系统的耗电。

1.2 集输油和污水系统能耗分析

第三油矿2007—2009年各系统机泵耗能情况：集输油系统年耗电约为2 500×104kW·h，污水系统年耗电约为1 700×104kW·h。根据统计数据，我们对各站之间进行了横向对比，通过数据对比发现，相同系统间不同站库能耗存在较大差异，如转油站外输油系统输液单耗，最高的站输液单耗为0.46kW·h/t，最低的站输液单耗仅0.1kW·h/t。经过进一步现场落实，认为造成部分站库机泵能耗高的主要原因有以下几个方面：

（1）机泵的排量过大，存在“大马拉小车”问题，而为了保证正常生产，需控制泵出口阀门，造成机泵运行能耗过高。

（2）机泵的扬程过高，运行时泵管压差较大，第三油矿转油站全部采用掺水泵，最高的站泵管压差达到0.7 MPa，造成机泵能耗浪费。

（3）各系统配备的泵大部分为同一规格型号，适应性较差。单泵运行的，季节适应性差，如掺水泵由于冬夏掺水量不同，夏季运行时就需控制出口阀门；多泵运行的，富裕的排量较多，需控制泵出口阀门，造成机泵运行能耗过高，如污水外输泵。

2 机泵的节能措施

机泵能耗高是由机泵运行效率低引起的，机泵的运行效率是由泵的运行工况点所决定的。所谓泵的运行工况点从理论上讲是由离心泵的流量——扬程曲线与管路特性曲线的交点，它随着泵的流量和扬程的变化而变化，而管路特性曲线在给定的管路系统中其所需的扬程基本不变。如果泵的运行工况点正好是泵能提供的扬程与管路所需扬程，那么此时泵运行效率最高；如果泵运行工况点偏离了额定工况点，泵的运行效率就会变低。

离心泵运行的工况点决定了泵运行效率的高低，而要提高离心泵运行效率就要用技术的手段调整离心泵的工况点，使离心泵工况点在高效区运行。从理论上讲，调整离心泵的工况点的方法有两种：一是改变管路特性；二是改变离心泵性能曲线。由于在已建的系统中，管路特性曲线一般无法改变（改变管路特性曲线投资高），因此广泛采用的是改变离心泵性能曲线的方法。根据第三油矿各系统机泵存在的主要问题，采取了具体措施加以解决。

2.1 合理确定泵的型号，实现梯级匹配

由于站库各系统所配备的机泵均为同一型号，而冬夏生产运行模式不同，机泵已不适应生产需求，因此我们根据各站库的实际生产情况，选择合理的泵型进行更换，实现泵大小的梯级匹配，满足不同生产需求。如喇661中转站原掺水泵型号为DYGZ100-50×4，排量100m3/h，扬程200m，日均掺水耗电2 340kW·h。由于掺水泵排量较高，日常生产需控制阀门，根据该站所辖井数等实际情况，我们选择更换DY65-50×4型掺水泵，更换后排量65 m3/h，扬程仍为200 m，满足了日常生产需要。由于选择泵型合理，掺水耗电大幅降低，由更换前的2 340kW·h下降到1 280kW·h，日均实现节电1 060kW·h，见到较好的节电效果。

2.2 合理降低泵的扬程，实现降压运行

2.2.1 离心泵减级[1]

根据水泵所需扬程，对原泵进行减级改造。如喇551转油站1#外输泵型号150D-30A×4，排量150m3/h，扬程122.8m，运行时泵压0.5MPa，管压0.4 MPa，日耗电550kW·h,输液单耗为0.19kW·h/t。2010年4月对该泵实施减级，由四级减为三级，减级后泵压降至0.4MPa，管压为0.35 MPa，泵管压差进一步降低，耗电量由减级前的550kW·h降至350kW·h，输液单耗由0.19kW·h/t下降至0.13kW·h/t，日均节电200kW·h。

2.2.2 叶轮切削

通过对离心泵叶轮外径进行切削，合理降低离心泵的扬程，同时使其排量也得到有效降低，满足生产需求，达到节能目的。如喇560一段污水外输系统，平时运行两台污水外输泵，一台型号为300DFSY58，排量792m3/h，扬程58m，另一台型号为200SS59，排量533m3/h，扬程60m，日均外输污水30 500m3左右，日均耗电6 500kW·h。考虑到两台泵扬程不匹配，且排量有富余，我们对型号为200SS59的污水外输泵叶轮进行了切削，切削后泵排量降为490m3/h，扬程为52m，切削后仍运行两台泵，虽然总体排量有所下降，但仍能满足生产需要，在外输污水总量不变的情况下，耗电量由切削前的6 500kW·h下降至5 760kW·h，日均实现节电740kW·h。

2.3 合理运用变频装置，实行降速运行

变频调速技术的应用，较好地解决了控制阀门生产的难题，合理的优化调整，解决了装置对机泵设备的冲击损坏。通过对各系统安装的变频拖动装置的不断优化，也使各系统耗电进一步降低，见到较好的节电效果。如喇601转油站日均外输为3 850t，未安装变频时，需控制阀门进行生产，日均外输耗电1 550 kW·h，输液单耗为0.4 kW·h/t。安装变频器后，通过优化调整，外输泵泵压大幅降低，由安装变频器前的1.5 MPa下降至0.5 MPa左右，变频器运行频率仅为33Hz，由于频率降低，外输泵转速明显降低，耗电量由安装前的1 550 kW·h下降至900kW·h，输液单耗由0.4kW·h/t下降至0.24kW·h/t，日均节电650kW·h。

3 应用效果评价

2010年，第三油矿在站库各系统机泵共实施大泵换小泵7台、多级泵减级3台、单级泵叶轮切削5台、变频精细调整18台次。通过对第三油矿站库系统能耗高的机泵采取一系列的措施，2010年第三油矿站库系统耗电3 419×104kW·h，与2009年耗电3 938×104kW·h相比，实现节电519×104kW·h，节电率13.2%，见到了较好的节电效果。

4 结束语

机泵的综合单位能耗取决于机泵运行效率的高低，在油田实际生产中，采取什么样的降耗增效措施要考虑操作成本等因素，需结合现场条件和实际情况灵活应用，前提条件是满足生产所需。

（1）对给定泵装置降低单位能耗的方法很多，但投资少、收效快的最好办法是对叶轮进行改造，使其提供的扬程接近泵所在系统的管路所需扬程和流量，满足生产要求。

（2）对于可控制总量的系统，可以通过合理的机泵梯次匹配来实现。

（3）对于变频拖动的机泵要合理调整运行频率，运行频率在额定频率50%以下时，机泵节能效果明显降低，且易损坏机泵装置，应采取换泵措施。

[1]姬忠礼,邓志安,赵会军.泵和压缩机[M].北京:石油工业出版社,2009.

林达，2010年毕业于大庆石油学院，现从事油田生产管理工作，E-mail：liuhui7@petrochina.com.cn，地址：大庆油田第六采油厂第三油矿，163154。

2011-03-18）