浅谈影响转油站泵管压差超高的因素

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[摘 要]喇十四注水站是1991年投产运行的，当前运行现状为泵出口压力在17.0Mpa以上，管压16.2Mpa，泵管压差超过0.8Mpa。严重超过生产管理指标规定的泵管压差≤0.5Mpa。由于泵管压差过大，系统效率低，一方面使设备的各项参数指标受到影响，设备的潜能没有充分地发挥，从而造成电能和效率的极大浪费。针对此问题，我们对1#注水泵进行了减级处理，提高了设备有效利用率，节约了电能，从而提高了注水系统效率，有效地降低了泵管压差。

[关键词]泵压 管压 泵管压差超高问题

中图分类号：F161 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0338-01

一、基本概况

三矿喇十二注水站位于六厂三矿东侧，1989年建站并投产运行的，全站共有D300-150A×11型泵两台，相应的配套YK2240-2/990电机两台，负责六厂三矿东侧56#、57#、58#配水间的外输注水任务。

二、现状分析

1、喇十二注水站目前负责56#、57#、58#配水间的外输任务，1#、2#机组D300-150A×11型注水泵额定扬程为1790m，额定流量为300m3/h，轴功率为1906KW，泵效为79.5%。YK2240-2/990型电机额定电流为240A，额定功率为2240KW。通过电机和泵的参数对比发现，在正常运行中保证不憋压情况下以电机满负荷运转为准。

也就是说电机在额定电流不超过240A的状态下工作，注水泵的泵压和管压压差应不大于0.5Mpa为佳，实际工作中的泵压是17.0Mpa，管压16.2Mpa。电机正常运行已达到额定电流240A，而注水泵明显是憋压运行的，没有在最佳状态下工作，因此离心泵没有更好的发挥其功能，反而造成了设备效率的损耗。

2、从系统效率公式上看：η系统=η泵×η电机×η管网。系统效率与注水泵效率、电机效率、管网效率有着密切的关系，注水泵效率、电机效率、管网效率的高低直接影响着注水系统效率的高低。

而在离心泵转换能量过程中，不是所有的机械能都成为有效功，运转时不可避免地会有各种能量损失。因此要提高泵效，做到合理地使用离心泵，应将离心泵水利损失、机械损失、容积损失减少到最小，水利损失主要发生在吸液室，叶轮流道，导叶和泵壳中，有阻力损失和冲击损失两种。当泵憋压时，由于流体和各部分流道壁面摩檫而产生的摩檫损失以及因流道断面扩散而引起的局部损失的加大和流体进入叶轮导叶时，与叶片发生冲击而引起的能量损失的增加，影响了泵效和管网效率。

从而影响了泵的系统效率；而泵憋压还引起容积损失，主要是由于高压液体在泵内窜流向泵外漏失引起的，一部分高压液体经叶轮与泵壳密封环之间的间隙，窜向进口低压区，以及部分液体经轴与泵壳的轴密封外置外漏，从而使实际流量降低。泵内窜流造成的容积损失的加大，同时也造成密封环等密封装置的损坏降低了零部件的使用寿命，也降低了泵、管网和系统效率；泵的憋压运行，还造成叶轮盖板两侧面与液体之间的损失以及泵轴在密封装置、轴承等机件间旋转时的摩擦损失。

3、泵管压差过大通过轴功率对比看的会更清楚，这台机组的电机功率是2240KW，而注水泵的轴功率是1906KW，根据设备的管理规定，注水电机的功率应是注水泵功率的1.2-1.4倍，而我站的电机功率只是泵功率的1.17倍，还没有达到设备要求的最低限，属小马拉大车的情况，造成设备匹配不合理的现象。

三、泵管压差过大的处理方法

1、通过运行中数据分析以及设备性能参数和对主水压力分析，我们建议：

对高压注水泵进行减级

注水泵是多级式离心泵，实质上同多台单级离心泵串联起来运行一样，减去一级或两极照常可以运行。可以用调整叶轮级数的方法，来调整离心泵的压力和排量。减级的条件主要视泵站运行时的泵管压差而定。在电机满载情况下，泵管压差为单级叶轮压力的1.1-1.2倍，就可以减去一级，我站的泵管压差在0.8Mpa，按照规定可减去一级，减级后参数会有所变化，其额定泵压下降，其它参数变化不大，可见减级对泵管压差的影响很大，这种方法是比较可取的。

2、对注水泵的叶轮进行切削

切割叶轮直径就是将泵的叶轮在车床上车小，从而改变水泵的性能和性能曲线，来达到调节泵管压差的目的，泵叶轮切小后，泵的各项性能也会按照一定规律变化。叶轮切割公式为：Q前/Q后=D前/D后；H前/H后=（D前/D后）2；N前/N后=（D前/D后）3。

D前：切割前泵叶轮的直径；

D后：切割后泵叶轮直径；

Q前：切割前泵的流量；

Q后：切割后泵的流量；

N前：切割前泵轴功率；

N后：切割后泵的轴功率。

水泵切割后，效率不变或有的下降，但下降不多，若切割太多时，效率会下降得很多，这样就不合理了。

3、更换注水电机

现注水电机容量为2240KW，额定电流为240A，注水泵轴功率是1906KW，根据设备的管理规定，注水电机的功率应是注水泵功率的1.2-1.4倍，D300-150A×11型泵应配备容量为2500-2800KW的电机，才能发挥该注水泵的效能，而在这个电机容量范围内应使用2500KW的电机，因此建议更换相匹配的电机，使电机与配套注水泵的功率和负荷匹配合理，从而提高机泵的效率。

四、方案实施产生效益估算及投入费用

针对喇十二注水站现状情况分析，我们选用了对高压注水泵减级的处理方案，在2007年10月17日对1号注水泵进行了减掉一级叶轮，1号注水泵是D300-150A×11型泵，设计扬程1790m，流量300m3/h，轴功率1906KW，泵效是79.5%。该泵投产后，电机在满负荷状态下（该泵的配套功率为2240KW）运转，泵压为17.0Mpa，管压16.2Mpa，泵管压差0.8Mpa，超过公司要求泵管压差不大于0.5MPa的规定，流量在386m3/h，单耗5.7KWh/m3，减级后1号注水泵的各项参数都有较大变化，现将减级前后设备运转数据对比表如下：

针对喇十二注水站现状情况分析，我们选用了对高压注水泵减级的处理方案，在2007年10月17日对1号注水泵进行了减掉一级叶轮，1号注水泵是D300-150A×11型泵，设计扬程1790m，流量300m3/h，轴功率1906KW，泵效是79.5%。该泵投产后，电机在满负荷状态下（该泵的配套功率为2240KW）运转，泵压为17.0Mpa，管压16.2Mpa，泵管压差0.8Mpa，超过公司要求泵管压差不大于0.5Mpa的规定，流量在386m3/h，单耗5.7KWh/m3，减级后1号注水泵的各项参数都有较大变化。

通过上表可以看出：1号机组在保持原有流量的基础上，降低了泵压、泵管压差，使之在合理范围内，单耗和耗电量大幅度降低，减级后的电能比减级前每小时降低了318KW，全天节约电量7632KW，一年下来就可以节省279万度电，折合人民币167.1万元。

五、方案实施所需费用

厂每台减级给机泵厂费用5万元。

六、现在我们通过这台注水泵减级对比，有以下几点体会：

1、减级给我们带来的最大好处就是耗电量的降低，使企业节约了大量的能源，节省了大量的资金，从而在设备减级达到节能降耗中取得第一手资料。

2、方案实施后泵的各项参数趋向合理化，泵压降低，泵管压差减小，提高了设备的有效利用率，充分发挥离心泵的潜能，从而提高了系统效率。

3、经济效益显著，减级的需要费用只有5万元，1号注水泵减级每年在节电方面费用就是167.1万元，做一次5万元的减级，每年可节省167.1万元的资金，这种好处是显而易见的。

七、相关知识链接：

1、离心泵：流体经叶轮后改变了流动方向，叶轮的吸入口与排出口成直角流体经叶轮后

流动方向与轴线成直角这种设备称为离心泵。

2、叶轮的形式有：半开式、全开式、双吸式、闭式四种。

离心泵采用的叶轮是闭式叶轮，其水利效率高，适合于输送比较清净的液体。