机泵节能监测存在的问题及案例分析

陈燕 李珍义（中国石油西南油气田分公司重庆环境节能监测中心）

天然气开采环节涉及的机泵类设备主要有注水泵、转水泵、溶液循环泵等。根据监测要求，节能监测机构需对监测设备给出合格、不合格或运行经济、合理、不经济等结论。为了发挥节能监测对节能技术改造的指导作用，监测机构在出具监测报告时，还应对设备不合格的原因进行正确诊断，并提出有针对性、可实施的整改措施。

1 泵类设备监测不合格的原因

泵是输送液体的机械，它把原动机的机械能或其他能源传递给液体，借以增加液体能量。液体增加的能量就是液体得到的有效功率。有效功率计算公式如下：

式中：

Q——流量；

H——压力（扬程）；

ρ——输送液体的密度；

g——重力加速度。

从式（1）可以看出，泵的有效功率主要与流量和压力有关。效率是衡量泵工作经济性的指标，泵的效率等于有效功率与轴功率之比，即η=Ne/N×100%。对泵效低的原因分析，应重点考虑影响流量和压力的因素。

1.1 压力偏低

影响机泵压力的主要因素包括：输送介质不够充足，导致泵体中有空气进入；泵体损坏，机械密封或填料盘根损坏；使用时间长或输送介质杂质多，导致泵的叶轮磨损严重；运行压力大大偏离额定压力等。

1.2 泵流量低

影响机泵流量的主要因素包括：进出口管道中杂物堵塞；泵流入介质量不足；叶轮磨损严重；电压不稳定或电源缺相导致电动机异常；管道弯道多、管道出口口径与泵不匹配等安装工艺缺陷；生产负荷小，泵运行流量远远低于额定流量等。

1.3 部分机泵本身的额定效率低

根据泵的级数及排量对泵的能效限定值和节能评价值进行了要求，监测中发现部分机泵额定效率达不到GB19762—2007《清水离心泵能效限定值及节能评价值》规定的要求。

1.4 部分机泵配置的电动机属于国家明令淘汰的设备

根据《产业结构调整指导目录（2005年本）》的要求，各设备使用单位根据调整要求，逐年对落后的产品进行淘汰。但在近几年的节能监测中发现，仍存在部分机泵配置的电动机属于国家明令淘汰设备，如机座号为YB63-350的电动机，虽然比例不高，但这部分设备还是处于低效高耗运行状态。

2 评价及案例分析

针对监测发现的不合格问题，监测人员需结合生产实际，分析问题产生的原因，有针对性地提出整改措施。

2.1 压力偏低案例及建议

2011年，重庆环境节能监测中心对重庆气矿天东69井气田转水泵和集气总站2#注水泵进行了监测。这2台机泵的实际流量接近额定流量，但压力却远低于额定压力。机泵基础数据及运行工况见表1。

表1 天东69井、集气总站机泵基础数据及运行工况

现场了解到，天东69井机泵为气田水转水泵，负荷稳定不变，对于这类典型的“大马拉小车”设备，只需将原大功率机泵更换为小功率机泵，就可解决问题；集气总站机泵为注水泵。回注初期，回注压力低，小功率机泵就可以满足生产需要；但到回注后期，随着井口压力升高，高压回注泵才能满足回注要求。考虑这一生产不稳定情况，若延用更换小功率机泵的做法，显然不能满足生产变化的需要，只能在保留现有机泵的基础上，新增与现有工况匹配的小功率机泵或采用变频技术，来适应生产变化的需要。

从以上案例可以看出，对实际运行压力与额定压力相差较远的机泵，应考虑负荷稳定性及技术经济因素，选择采用更换、新增小功率机泵或实施变频改造等方案，使机泵与实际生产负荷匹配。

2.2 泵流量低案例及建议

2011年，重庆环境节能监测中心对蜀南气矿隆昌净化厂溶液循环泵和音10井转水泵进行了节能监测。监测发现，隆昌净化厂P-1101-1机泵和音10井2#机泵的运行压力都基本处于额定压力，但实际流量远远低于额定流量。2台机泵的运行参数见表2。

表2 隆昌净化厂、音10井机泵基础数据及运行工况

隆昌净化厂P-1101-1机泵为溶液循环泵。现场分析发现，导致该泵流量低的原因是生产实际需要的溶液量少，调节节流阀控制了流量。音10井2#机泵为气田水转水泵。现场分析发现，导致该泵流量低的原因是管网有堵塞。在提出整改措施时，针对隆昌净化厂P-1101-1机泵流量随生产需求量变化较为频繁这一客观情况，加装变频装置可减少节流损失，减少电能消耗。针对音10井2#机泵流量低的情况，可通过加强设备维护保养和管网清污来提高泵流量。

因此，建议对负荷变动幅度较大、变动频率较高（如溶液泵和循环水泵）、现场通过调节阀门开度来调节流量的离心机泵，可结合现场生产实际，实施变频改造，提高机组效率。

2.3 不能满足国家节能标准新规定案例及建议

在对荣县净化厂、鹿2井机泵现场监测时发现，荣县净化厂和鹿2井2台机泵所配的电动机均为国家明令淘汰的设备，其基础数据及运行工况见表3。

表3 荣县净化厂、鹿2井机泵基础数据及运行工况

其中，荣县净化厂溶液循环泵的额定效率为42%，按照GB19762—2007规定，泵效仅达到了能效限定值（40%），未达到节能评价值（45%），不能认定为节能型机泵。鉴于荣县净化厂机泵为连续使用，可立即整改更换为新型的节能型机泵。鹿2井注水泵1个月仅运行四五个小时，使用率低，考虑到投资回收期和改造带来的资源浪费等原因，可采取逐步淘汰的方式进行整改。

因此，建议对机泵本身的额定效率不高、属于国家淘汰的高耗低效设备，要制定淘汰计划，并结合各个单位的生产实际和大修计划分期分批进行更换；同时要加强设备的采购管理，确保新购置的设备属于节能型机泵。

3 结束语

在节能监测过程中，准确查找出存在问题的原因是正确评价的必要条件。提出切实可行的整改措施，需要综合考虑装置（设备）负荷及其变化规律、使用时间、设备性能等方面因素。