機泵節(jié)能監(jiān)測存在的問題及案例分析

陳燕 李珍義（中國石油西南油氣田分公司重慶環(huán)境節(jié)能監(jiān)測中心）

天然氣開采環(huán)節(jié)涉及的機泵類設(shè)備主要有注水泵、轉(zhuǎn)水泵、溶液循環(huán)泵等。根據(jù)監(jiān)測要求，節(jié)能監(jiān)測機構(gòu)需對監(jiān)測設(shè)備給出合格、不合格或運行經(jīng)濟、合理、不經(jīng)濟等結(jié)論。為了發(fā)揮節(jié)能監(jiān)測對節(jié)能技術(shù)改造的指導(dǎo)作用，監(jiān)測機構(gòu)在出具監(jiān)測報告時，還應(yīng)對設(shè)備不合格的原因進行正確診斷，并提出有針對性、可實施的整改措施。

1 泵類設(shè)備監(jiān)測不合格的原因

泵是輸送液體的機械，它把原動機的機械能或其他能源傳遞給液體，借以增加液體能量。液體增加的能量就是液體得到的有效功率。有效功率計算公式如下：

式中：

Q——流量；

H——壓力（揚程）；

ρ——輸送液體的密度；

g——重力加速度。

從式（1）可以看出，泵的有效功率主要與流量和壓力有關(guān)。效率是衡量泵工作經(jīng)濟性的指標，泵的效率等于有效功率與軸功率之比，即η=Ne/N×100%。對泵效低的原因分析，應(yīng)重點考慮影響流量和壓力的因素。

1.1 壓力偏低

影響機泵壓力的主要因素包括：輸送介質(zhì)不夠充足，導(dǎo)致泵體中有空氣進入；泵體損壞，機械密封或填料盤根損壞；使用時間長或輸送介質(zhì)雜質(zhì)多，導(dǎo)致泵的葉輪磨損嚴重；運行壓力大大偏離額定壓力等。

1.2 泵流量低

影響機泵流量的主要因素包括：進出口管道中雜物堵塞；泵流入介質(zhì)量不足；葉輪磨損嚴重；電壓不穩(wěn)定或電源缺相導(dǎo)致電動機異常；管道彎道多、管道出口口徑與泵不匹配等安裝工藝缺陷；生產(chǎn)負荷小，泵運行流量遠遠低于額定流量等。

1.3 部分機泵本身的額定效率低

根據(jù)泵的級數(shù)及排量對泵的能效限定值和節(jié)能評價值進行了要求，監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)部分機泵額定效率達不到GB19762—2007《清水離心泵能效限定值及節(jié)能評價值》規(guī)定的要求。

1.4 部分機泵配置的電動機屬于國家明令淘汰的設(shè)備

根據(jù)《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2005年本）》的要求，各設(shè)備使用單位根據(jù)調(diào)整要求，逐年對落后的產(chǎn)品進行淘汰。但在近幾年的節(jié)能監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，仍存在部分機泵配置的電動機屬于國家明令淘汰設(shè)備，如機座號為YB63-350的電動機，雖然比例不高，但這部分設(shè)備還是處于低效高耗運行狀態(tài)。

2 評價及案例分析

針對監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的不合格問題，監(jiān)測人員需結(jié)合生產(chǎn)實際，分析問題產(chǎn)生的原因，有針對性地提出整改措施。

2.1 壓力偏低案例及建議

2011年，重慶環(huán)境節(jié)能監(jiān)測中心對重慶氣礦天東69井氣田轉(zhuǎn)水泵和集氣總站2#注水泵進行了監(jiān)測。這2臺機泵的實際流量接近額定流量，但壓力卻遠低于額定壓力。機泵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及運行工況見表1。

表1 天東69井、集氣總站機泵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及運行工況

現(xiàn)場了解到，天東69井機泵為氣田水轉(zhuǎn)水泵，負荷穩(wěn)定不變，對于這類典型的“大馬拉小車”設(shè)備，只需將原大功率機泵更換為小功率機泵，就可解決問題；集氣總站機泵為注水泵。回注初期，回注壓力低，小功率機泵就可以滿足生產(chǎn)需要；但到回注后期，隨著井口壓力升高，高壓回注泵才能滿足回注要求?？紤]這一生產(chǎn)不穩(wěn)定情況，若延用更換小功率機泵的做法，顯然不能滿足生產(chǎn)變化的需要，只能在保留現(xiàn)有機泵的基礎(chǔ)上，新增與現(xiàn)有工況匹配的小功率機泵或采用變頻技術(shù)，來適應(yīng)生產(chǎn)變化的需要。

從以上案例可以看出，對實際運行壓力與額定壓力相差較遠的機泵，應(yīng)考慮負荷穩(wěn)定性及技術(shù)經(jīng)濟因素，選擇采用更換、新增小功率機泵或?qū)嵤┳冾l改造等方案，使機泵與實際生產(chǎn)負荷匹配。

2.2 泵流量低案例及建議

2011年，重慶環(huán)境節(jié)能監(jiān)測中心對蜀南氣礦隆昌凈化廠溶液循環(huán)泵和音10井轉(zhuǎn)水泵進行了節(jié)能監(jiān)測。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，隆昌凈化廠P-1101-1機泵和音10井2#機泵的運行壓力都基本處于額定壓力，但實際流量遠遠低于額定流量。2臺機泵的運行參數(shù)見表2。

表2 隆昌凈化廠、音10井機泵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及運行工況

隆昌凈化廠P-1101-1機泵為溶液循環(huán)泵?，F(xiàn)場分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致該泵流量低的原因是生產(chǎn)實際需要的溶液量少，調(diào)節(jié)節(jié)流閥控制了流量。音10井2#機泵為氣田水轉(zhuǎn)水泵?，F(xiàn)場分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致該泵流量低的原因是管網(wǎng)有堵塞。在提出整改措施時，針對隆昌凈化廠P-1101-1機泵流量隨生產(chǎn)需求量變化較為頻繁這一客觀情況，加裝變頻裝置可減少節(jié)流損失，減少電能消耗。針對音10井2#機泵流量低的情況，可通過加強設(shè)備維護保養(yǎng)和管網(wǎng)清污來提高泵流量。

因此，建議對負荷變動幅度較大、變動頻率較高（如溶液泵和循環(huán)水泵）、現(xiàn)場通過調(diào)節(jié)閥門開度來調(diào)節(jié)流量的離心機泵，可結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際，實施變頻改造，提高機組效率。

2.3 不能滿足國家節(jié)能標準新規(guī)定案例及建議

在對榮縣凈化廠、鹿2井機泵現(xiàn)場監(jiān)測時發(fā)現(xiàn)，榮縣凈化廠和鹿2井2臺機泵所配的電動機均為國家明令淘汰的設(shè)備，其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及運行工況見表3。

表3 榮縣凈化廠、鹿2井機泵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及運行工況

其中，榮縣凈化廠溶液循環(huán)泵的額定效率為42%，按照GB19762—2007規(guī)定，泵效僅達到了能效限定值（40%），未達到節(jié)能評價值（45%），不能認定為節(jié)能型機泵。鑒于榮縣凈化廠機泵為連續(xù)使用，可立即整改更換為新型的節(jié)能型機泵。鹿2井注水泵1個月僅運行四五個小時，使用率低，考慮到投資回收期和改造帶來的資源浪費等原因，可采取逐步淘汰的方式進行整改。

因此，建議對機泵本身的額定效率不高、屬于國家淘汰的高耗低效設(shè)備，要制定淘汰計劃，并結(jié)合各個單位的生產(chǎn)實際和大修計劃分期分批進行更換；同時要加強設(shè)備的采購管理，確保新購置的設(shè)備屬于節(jié)能型機泵。

3 結(jié)束語

在節(jié)能監(jiān)測過程中，準確查找出存在問題的原因是正確評價的必要條件。提出切實可行的整改措施，需要綜合考慮裝置（設(shè)備）負荷及其變化規(guī)律、使用時間、設(shè)備性能等方面因素。