輸油崗污水泵耗電分析及對策

[摘 要]針對A聯(lián)合站輸油崗污水泵耗電量較高，具有較大節(jié)能潛力的情況。進行污水泵用電耗能分析，通過每天輸送的水量，離心泵的漏失量，回流，汽蝕情況，設(shè)備磨損與日常維護等多方面查找原因，得出每天輸送水量的不平穩(wěn)是導(dǎo)致污水泵效率偏低、用電能耗偏高的主要因素，受輸送介質(zhì)、機械磨損及設(shè)備維護保養(yǎng)的影響為次要因素。經(jīng)過更換污水泵機組并采用變頻調(diào)速器降低耗電量，達到節(jié)電的目的。

[關(guān)鍵詞]污水泵 變頻 耗電 節(jié)電 輸送水量

中圖分類號：U30 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）10-0018-01

引言

A聯(lián)合站輸油崗除擔(dān)負每天的原油外輸任務(wù)，還負責(zé)將污水輸送至本站污水崗，有兩臺污水泵，于1998年8月投產(chǎn)使用，日均輸送污水6200m3，日均耗電量1560KWh，單耗為0.252KWh/m3。污水泵型號為200SW—60，額定流量280m3/h，揚程60m。

目前污水泵耗能較高，由于受脫水崗原油脫水和污水崗污水來水量的影響導(dǎo)致污水泵的排量不合理，沒有控制在高效低耗區(qū)域內(nèi)，造成能耗較大，同時經(jīng)長期運行后，受輸送介質(zhì)、機械磨損及設(shè)備維護保養(yǎng)的影響，污水泵效日趨下降，運行效率較低，能耗較高，污水泵機組參數(shù)如表1所見。

1、污水泵耗電分析

污水泵效率越高，則耗電越低。若想提高污水泵效率，降低污水泵耗電，就必須對污水泵的耗電進行分析，找出主要影響因素，有針對性的采取措施，實現(xiàn)節(jié)能降耗。

1.1 輸送水量的不平穩(wěn)對污水泵耗電的影響

A聯(lián)合站輸油崗污水流程為：游離水脫除器、電脫水器、污水返輸來水經(jīng)污水沉降罐后進入污水泵輸送至污水崗。由此可見，中轉(zhuǎn)站含水原油經(jīng)脫水崗游離水脫除器、電脫水器脫出的污水和污水崗反沖洗沉降后返輸?shù)奈鬯畼?gòu)成了輸油崗的全部來水。近年來，油田加大管理，中轉(zhuǎn)站來油和脫水崗運行較為平穩(wěn)，脫水崗處理水量波動不是很大，但隨著原油產(chǎn)量逐步遞減，日處理水量也相應(yīng)逐漸減少，現(xiàn)日均處理水量為4400 m3，污水泵出現(xiàn)“大馬拉小車現(xiàn)象”；而為了保證污水水質(zhì)，加強污水處理力度污水崗每天分兩個時段即13：00至18：00；22：00至6：00將污水反沖洗濾罐沉降后的污水輸送至輸油崗這就造成了來水液量的不平穩(wěn)。

來水量的不平穩(wěn)原本可以通過1000 m3污水沉降罐的高度來調(diào)節(jié)，做到平穩(wěn)輸水以保證泵在接近額定流量下運行，但是為了保證脫水崗能夠及時回收沉降罐污油，避免因污油老化對電脫水器造成不利影響，及考慮冬季氣溫較低，收油泵雖然安裝在室內(nèi)，但是仍然要定期進行活動收油管線，以免管線凝結(jié)等因素，這就要求輸油崗來多少污水量就得輸送多少污水量，以保證污水沉降罐在收油高度7.9米左右（根據(jù)油厚多少上下有少許波動）。

每天污水泵在11個小時以平均186m3/h的流量輸送，遠遠低于額定流量280m3/h，污水泵處于低效區(qū)內(nèi)運行。通過關(guān)小出口閥門來調(diào)節(jié)流量，實際上是人為的增大管路阻力來適應(yīng)離心泵的要求以減少流量，增加了閥門的節(jié)流損失，造成污水泵效率下降，白白消耗了電能。在其余13個小時污水泵以平均323m3/h輸送污水，又高于額定流量，由于超過泵額定流量，從離心泵特性曲線可知泵效率也隨之降低，此時的效率也低于泵的最高效率。綜上所述，該泵全天均處于較低泵效區(qū)內(nèi)工作，造成耗電量的增加。

因此，我們判斷由于輸送水量的不平穩(wěn)造成污水泵全天均在低效區(qū)內(nèi)運行，是造成耗電量較多的主要因素。

1.2 回流與漏失量對污水泵耗電的影響

由于污水泵在工藝設(shè)計上未采用回流調(diào)節(jié)，再加上污水泵安裝有機械密封，出口至污水管線起點之間的漏失量很少，因此，回流量和漏失量對污水泵的效率的影響可忽略不計。

1.3 汽蝕對污水泵耗電量的影響

污水沉降罐內(nèi)液位一般保持在7.5-8.2米之間，罐位較高故污水泵不易汽化，在日常生產(chǎn)沒有出現(xiàn)過泵汽蝕或抽空使泵的性能嚴重下降現(xiàn)象，因此泵內(nèi)污水汽化造成汽蝕或抽空對污水泵的效率的影響可忽略不計。

1.4 設(shè)備磨損和日常維護保養(yǎng)對污水泵耗電量的影響

受輸送介質(zhì)、機械磨損及設(shè)備維護保養(yǎng)的影響，我們定期對污水泵進行保養(yǎng)，經(jīng)拆泵檢查泵葉輪、口環(huán)、泵軸、軸承等部件基本完好，但考慮該泵運行時間13年，解體后重新安裝不及原廠技術(shù)水平，故受輸送介質(zhì)、機械磨損及設(shè)備維護保養(yǎng)的影響為次要因素。

2、主要措施

為改變?nèi)蛰斔坎黄椒€(wěn)對污水泵造成的耗電高的影響，我們將1#污水泵機組進行更換并安裝變頻調(diào)速器。

當離心泵轉(zhuǎn)數(shù)改變時，可使離心泵的特性曲線發(fā)生變化，引起流量揚程功率的變化。變化關(guān)系是Q，/Q=n，/n H，/H=（n，/n）2 N，/N=（n，/n）3其中Q，n，H，N為泵原來的流量、轉(zhuǎn)數(shù)、揚程、功率；Q，n，H，N，為泵改變轉(zhuǎn)數(shù)后的流量、轉(zhuǎn)數(shù)、揚程、功率。此時，泵效基本不變。也就是說，泵的轉(zhuǎn)數(shù)降低后流量隨之相應(yīng)降低，而揚程降低更大，軸功率降低最大，由此看來調(diào)節(jié)泵轉(zhuǎn)數(shù)其節(jié)電效果顯著。即通過改變泵的轉(zhuǎn)數(shù)，可實現(xiàn)對污水泵性能參數(shù)的調(diào)節(jié)，來降低泵壓、電流，降低污水泵耗電量。

現(xiàn)在我們在使用變頻技術(shù)后，我們根據(jù)污水沉降罐高度來控制污水泵的流量，當液位高時就提高它的轉(zhuǎn)數(shù)，當液位低時的時候就降低它的頻率，也就是降低了污水泵的轉(zhuǎn)數(shù)，從而降低了耗電量。

對比分析可以看出使用變頻調(diào)速器后，當污水泵在低于額定流量時運行，泵壓由0.75MPa下降到0.16MPa，電流由90A下降到只有12.1A，在高于額定流量時，泵壓由0.55MPa下降到0.34MPa，電流由115A下降到69A，日耗電量由1320KWh下降到464KWh，節(jié)電效果十分顯著。

同時我們又針對6：00-13：00和18：00-22：00兩個時段轉(zhuǎn)數(shù)較低時耗電量及單耗情況進行跟蹤觀察，11個小時平均耗電量為88KWh，輸水量1980m3，單耗 0.044KWh/m3，可見在轉(zhuǎn)數(shù)較低時，用電量較少，更為節(jié)約電能。

綜上所述，更換污水泵機組并使用變頻技術(shù)在負荷相同的情況下平均每天節(jié)電1096Kwh，一年節(jié)電約為400000Kwh，同樣按一度電為0.52元計算，一年可節(jié)約20.8萬元。

3、結(jié)論

造成污水泵耗電量高的主要原因是輸送水量的不平穩(wěn)，以至污水泵處于低效區(qū)內(nèi)工作。通過更換污水泵機組并安裝變頻調(diào)速器，減少輸送水量不平穩(wěn)對污水泵造成的影響。更換泵機組并安裝變頻調(diào)速器節(jié)電效果明顯。

參考文獻

[1] 集輸工、中國石油天然氣集團公司人事服務(wù)中心，石油工業(yè)出版社.

作者簡介

周義：男，1974年10月8日出生，籍貫重慶市云陽縣，現(xiàn)從事原油集輸工作。