机泵系统节能分析方法探讨

机泵系统节能分析方法探讨

徐照宇

中国石油哈尔滨石化分公司 黑龙江省哈尔滨市 150056

摘要：电机广泛应用于石油石化、冶金、交通等领域，是生产生活的基础设备，其用电量占我国工业用电量的60%。我国机泵系统效率较国外低20%左右，国内研究表明，从系统角度进行分析优化，可以达到30%~50%节能效果，节能空间较大。电机是石油化工装置中最普遍的设备，运行情况直接影响生产过程和产品质量。电机作为驱动设备，拖动泵、风机、压缩机等负载运行，视为被拖动负载的动力源。石化企业机泵系统在实际运行中机泵组效率较低，长期低效运行将会带来巨大的能量浪费。据统计，某油田采油厂近几年注水、污水、集输系统机泵年耗电量占年综合耗电量的57%，机泵系统存在大量能量浪费。

关键词：电路等效法；电机系统；能效；节能

引言

为了避免石油价格不稳定波动带来的不利影响，作为石油企业，需要采取一定的节能降耗措施，将生产成本控制在一个稳定范围。根据相关数据统计分析显示，工业能源消耗占据了电能消耗总量的百分之八十，而驱动泵的电机能耗更是占据首位，也正是如此，在石油开采中，应用机泵节能技术是非常有必要的。

1机泵节能技术应用的意义分析

石油资源的开采涉及的操作环节比较多，对机泵的使用频率相对来说比较高，通过机泵节能技术的应用，能够对机泵的运行效率进行有效的提升，使机泵各项参数指标都得到优化，极大程度上降低机泵运行能耗，而且机泵运行也更加稳定，而且还能降低成本预算。机泵节能技术的应用是多方面的，比如在机泵中增加传感器，这种传感器的灵敏度偏高，机泵运行过程中，各项指标都是动态变化的，而在传感器的协调下，可以对这些指标进行有效的控制，而且能够随时掌握运行过程中的信息数据，分析其运行状态，确保整个生产过程的稳定性。石油化工过程中，大多数都是在高温高压的环境下进行的，需要注意的地方比较多，节能技术应用要求偏高，工艺条件相对来说较为复杂，任何一个环节没有处理好，就很容易使机泵运行出现不稳定波动的情况，无法发挥其应用效果。所以在具体实践中，要对机泵节能技术进行有效的调控，做好新材料应用工作，选择合适的工艺技术，使机泵能够高效稳定的运行。通过对机泵技能技术的有效改造和应用，能够达到一个较好的成本管控效果，经济效益相对来说比较理想。

2电路等效法原理

2.1流体机械泵等效电路

泵是连接电机与输送流体的纽带，泵将机械能传送给流体，使流体能量增加，单位质量流体通过泵所获得的能量叫扬程，主要转换为液体的重力势能和动能，以及克服损失。电路中电压是单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差，大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功。

2.2阀门等效电路模型

在石油化工生产中，工艺的需求和操作的需求使得管网不得不设置很多阀门，这些阀门功能不一、控制着各种工业参数，通过调节阀门开度可以改变管网内的压力和流量，满足运行要求，对于产品的质量和装置的安全稳定运行起到重要的作用。通常采用挡板或调节阀调节出、入口的流量等工艺参数，采用此调节方式，泵输出功率大约60%~70%的能量损耗在阀门节流损失上，电能浪费严重。流体流经阀门，因阀门阻力作用会产生压降，管网能耗可以根据等效的电路模型元件功率损耗得出，因此，建立详细管网模型，通过元件功率损耗，得到管网各个组成部分耗电量，进而优化管网参数，进行系统节能分析。

3机泵节能技术应用分析

泵在运行过程中，其运行效率与能耗之间存在一定的关系。运行效率越低，能耗就越高。泵的运行效率是由泵的工况决定的。说白了就是泵的流量、扬程和管道曲线。在泵运行过程中，如果与泵的工作点相匹配，此时运行效率最佳。如果与泵工作点的偏差过大，会降低泵的运行效率。因此，需要合理调整泵的运行点，使其保持在高效运行状态。主要是通过改变变量泵的性能曲线和改变管路特性来实现的。对于已形成的系统，改变管道特性曲线的成本比较高，所以一般选择改变离心泵的性能曲线来达到节能的目的。根据型号进行阶梯式匹配，随着我国对石油资源的深度开采，所适用的大型机泵越来越多，多数的大型机泵型号是一样的，受外界因素影响，单一性的机泵型号无法满足石油的深度开采需求。所以需要结合企业发展需求选择合适的机泵型号，采用梯级匹配的方式达到最优使用要求。比如在某个中转站中，机泵的原排量为80m3/h，日耗电为1780KW.h，耗电量过高，我们将其更换为小型机泵，其排量在原基础上下降了20m3/h，扬程保持一致，在满足开采需求的同时更好的节约了电能，减少了电能损耗，节能效果比较理想。适当的降低机泵扬程，也可以达到节能的目的，在机泵运行过程中，应用变频装置，变频调速技术能够对阀门进行有效的控制，进一步优化了机泵运行效率，避免了阀门对机泵设备的不利影响。在整个机泵系统中，还可以安装拖动装置，进一步降低能耗指标，具有很好的现实应用效果。

4提高化工机泵运行可靠性的策略

4.1提高化工机泵设备的密封性

为了提高化工机泵的密封性，首先要控制好设备温度，机泵设备自身具备温控功能，对温度能做好合理控制，机泵设备在实际生产运行中，会因为摩擦产热导致设备温度升高，这些升高的热量需要进行散热处理。同时温度升高，可以导致一些反应物质出现聚合和汽化的现象，在这种高温环境下，需要配合不同的温度控制方案。通常机泵设备入口设置过滤装置来清除杂质，但在日常生产中，经常会有一部分杂质无法完全过滤干净，导致泵体含有部分固体颗粒、污垢等物质，这些东西都会对泵体的密封性有影响，也会导致泵体发生故障，所以在运行过程中，往往配套一些分离或者冲洗设备，可以及时对杂质进行分离，对杂质进行清除，以此提高机泵设备的密封性。

4.2提高化工机泵身边的润滑性能

为了保证滚动轴承在机泵设备中稳定运行，要提高化工机泵的保持器和内外圈滚动道之间的润滑性能，一旦润滑效果降低，将导致零件变形，机泵不能正常运转。机泵润滑性能下降，会导致各个零件之间产生摩擦生热，产生滚动体回火，更为严重的情况是轴承失效。所以日常保养工作中，要重视润滑管理工作，保证轴承等零件的润滑效果，合理使用润滑油。一些机泵容易形成油膜，运转负荷轻、转速高，这种情况应选择黏性较低的润滑油。对于不易形成油膜，运转负荷高，转速低的机泵，要选择黏性较高的润滑油。润滑油有各种性能，像防腐性、抗氧化性等，实际使用时，要根据机泵的性能，进行选择匹配。同时使用过程中，要遵循润滑油使用管理条例，科学合理的选择润滑油。在日常保养过程中，要定期进行换油处理，保证机泵设备的润滑性能，促进企业生产的连续性。

结束语

随着对石油资源的深度开采，石油化工生产过程中所需的能量越来越多，消耗的能量也很多，这就要求各石化企业在保证安全生产的前提下，开展挖潜增效、节能降耗、应用节能技术等节能措施，通过机泵节能技术的应用，降低能源消耗，优化机泵性能指标，不仅可以达到降耗的目的，还能有效的减少成本投入。

参考文献

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