注水泵小柱塞节能改造法
仪器信息网 · 2007-06-20 21:40 · 26704 次点击
唐月清,朱明贤
摘要:三缸卧式单作用往复泵用于油田注水时,因为泵的理论参数很难正好与地质配注要求相符,常用出口回流闸阀调节流量。这种调节方式的弊端在于造成了极大的能源浪费,在大功率电机上尤为突出。小柱塞节能改造法因其投资小、见效快,是柱塞泵节能改造的重要手段。
关健词:柱塞;节能;排量;电流;功率
中图分类号:TE934.1文献标识码:B
三缸卧式柱塞泵的工作原理是由一台电机带动曲轴旋转,三副连杆和十字头将旋转运动转换成直线往复运动,柱塞在缸内作往复运动,在进、排液阀的配合作用下,吸入低压液,排出高压液。我厂有两台柱塞泵型号为3S175-19.4/20,用于油田采出污水回注,1994年10月投产,电机功率132Kw,理论排量19.4m3/h。生产中,流量调节一直用回流闸阀控制。近年来,随着地质配注要求的变化,回流流量逐渐增大,电能的浪费成为日益严重的问题。
一、改造前
改前平均每h的回流流量为8.6m3,即系统实际输出的有效功率为55.2kW;而从控制柜上看,输入电压380V,电流180A,系统输入功率为95kW。泵的系统效率约为90%,则系统的有功功率为0.90×95=85.5kW,可知:这其中用于打回流的功率为85.5-55.2=30.3kW。
二、改造方案
在油田注水中,注水泵的额定流量与地质配注要求不一致的情况占绝大多数,由此带来电能浪费。如何对注水泵进行节能改进,有三种方案(1)安装变频控制柜,实现电机无级调速,以调节泵排量;(2)减小电机皮带轮直径,降低曲轴转速,减小注水量;(3)减小柱塞直径,使柱塞单程排液体积减小,从而降低泵的排量。第一种方法投资太大(约16万元)不可取。第二种方法调整量达不到要求,所以减小柱塞直径是最佳的方法。为适应配注量的变化,决定将理论流量调低至13m3/h,则此时的柱塞直径为45mm。用此方法,部分零件尺寸应作相应的调整。
改造后,注水量8.2m3/h;回流流量3.8m3/h。在假定泵的容积效率不变,电机的功率因数下降至0.70的情况下,可知:改造后,泵的输出的有效功率为41.9kW;输入功率为64.5kW。
三、效果分析
可见输入功率比改前减小了30.5kW,以电价0.80元/kW"h计,1年按300天算,年节约电费17.5万元,而这次改造的总费用仅为1.4万元。