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摘要:油田污水站配置多台污水外输泵,根据污水量需求,调整开泵台数,论文分析了单级双吸型污水外输泵的特性曲线变化和并联泵存在排量差异、压头差异、转速差异等情况下的节能途径。
关键词:单级双吸离心泵 特性曲线 效率 途径
1 引言
油田污水系统采用的离心泵型主要是单级双吸系列泵,当污水处理系统出现收油、排泥等工作时,污水的外输液量就会发生较大的波动,有时是一台小排量运行,有时是多台的泵并联大排量运行,以此来满足生产的需要。外输水量的变化势必引起管路性能曲线的变化。随着油田注聚、注汽等三次采油技术的应用,污水中的含油量和悬浮物、泥砂的含量在不断升高,污水站的收油、排泥的频率随之上升,外输污水的流量波动也更加频繁。
单级双吸系列污水泵是高比转数泵,也就是排量较大,而泵压较低,特性曲线较平缓,排量变化时泵压变化较小。当两台泵的扬程相差很大,不能直接并联工作。
综上所述,通过泵并联以增加管网流量或通过开、停并联泵台数跳跃式地调节管网流量的作法,对管路曲线较平坦的系统最有利,一般情况下应少用并联运行,但目前油田污水系统中,多台污水泵并联已广为采用,此时,宜采用相同型号及转数的污水泵。
4 变频调速运行
在不同型号及转数的污水泵并联运转时,尤其是扬程重叠的范围较窄时,可以考虑使用变频调速装置。
油田污水系统工作协调关系如图4-1所示:
以污水站分水器为系统节点,可以把污水系统分为污水泵和污水管网两个子系统。图4-1描述了两个子系统工作的压力与流量关系,图中曲线I是污水泵在额定转速n1下的特性曲线,曲线II是污水泵在转速n2下的特性曲线。曲线III是管网特性曲线,而曲线IV是改变管网中阀门开启程度后的管网特性曲线。曲线V是转速为n1时泵的效率曲线,曲线VI是转速为n2时泵的效率曲线。
曲线I与III的交点A为污水泵子系统与污水管网子系统的工作协调点,污水系统在A点的压力和流量下工作。如果油田污水需要的流量减小,传统的方法是调节污水管网上的节流阀门,改变污水管网特性曲线,使工作协调点偏移,如图中B点是当阀门开度减小时,受其节流作用,泵后管网流动阻力增加,污水泵运行点沿恒转速曲线I的A点上升到B点,从而使泵出口压力升高,流量减少。同时,污水泵的工作效率沿曲线V从最高点下降到M点。此时耗电量减少不多,而效率下降较大。通过变频技术控制流量时,只改变水泵转速而不改变泵后管网阻力,因此当污水泵转速降低时,运行点将由A降到C点,从而使污水泵流量减少,出口压力降低,同时效率由η1改变移到η,污水泵始终工作在最大效率附近。
此外,采用变频调速,调节方便,适应油田对污水量和压力的要求,还可以使供电电网的功率因数增大,无需相位补偿。交流传动具备智能控制功能,可以对电机进行全面保护,还可以减少机器部件磨损,减小管线噪声,减少维护费用。减小启动波动,保护电机和电网。以上推算尚未考虑电机效率。
5 结束语
油田污水外输离心泵尽可能选择大排量型号,减少并联台数;尽可能使并联污水离心泵特性一致,尤其是选择压头相近的泵并联。因污水罐收油、排泥等工作,对外输水量影响较大时,尽可能起运变频器控制的外输泵,以达到节能的目的。
参考文献
刘东升.《油田污水生产系统节能技术》.石油工业出版社.2003年
关键词:单级双吸离心泵 特性曲线 效率 途径
1 引言
油田污水系统采用的离心泵型主要是单级双吸系列泵,当污水处理系统出现收油、排泥等工作时,污水的外输液量就会发生较大的波动,有时是一台小排量运行,有时是多台的泵并联大排量运行,以此来满足生产的需要。外输水量的变化势必引起管路性能曲线的变化。随着油田注聚、注汽等三次采油技术的应用,污水中的含油量和悬浮物、泥砂的含量在不断升高,污水站的收油、排泥的频率随之上升,外输污水的流量波动也更加频繁。
单级双吸系列污水泵是高比转数泵,也就是排量较大,而泵压较低,特性曲线较平缓,排量变化时泵压变化较小。当两台泵的扬程相差很大,不能直接并联工作。
综上所述,通过泵并联以增加管网流量或通过开、停并联泵台数跳跃式地调节管网流量的作法,对管路曲线较平坦的系统最有利,一般情况下应少用并联运行,但目前油田污水系统中,多台污水泵并联已广为采用,此时,宜采用相同型号及转数的污水泵。
4 变频调速运行
在不同型号及转数的污水泵并联运转时,尤其是扬程重叠的范围较窄时,可以考虑使用变频调速装置。
油田污水系统工作协调关系如图4-1所示:
以污水站分水器为系统节点,可以把污水系统分为污水泵和污水管网两个子系统。图4-1描述了两个子系统工作的压力与流量关系,图中曲线I是污水泵在额定转速n1下的特性曲线,曲线II是污水泵在转速n2下的特性曲线。曲线III是管网特性曲线,而曲线IV是改变管网中阀门开启程度后的管网特性曲线。曲线V是转速为n1时泵的效率曲线,曲线VI是转速为n2时泵的效率曲线。
曲线I与III的交点A为污水泵子系统与污水管网子系统的工作协调点,污水系统在A点的压力和流量下工作。如果油田污水需要的流量减小,传统的方法是调节污水管网上的节流阀门,改变污水管网特性曲线,使工作协调点偏移,如图中B点是当阀门开度减小时,受其节流作用,泵后管网流动阻力增加,污水泵运行点沿恒转速曲线I的A点上升到B点,从而使泵出口压力升高,流量减少。同时,污水泵的工作效率沿曲线V从最高点下降到M点。此时耗电量减少不多,而效率下降较大。通过变频技术控制流量时,只改变水泵转速而不改变泵后管网阻力,因此当污水泵转速降低时,运行点将由A降到C点,从而使污水泵流量减少,出口压力降低,同时效率由η1改变移到η,污水泵始终工作在最大效率附近。
此外,采用变频调速,调节方便,适应油田对污水量和压力的要求,还可以使供电电网的功率因数增大,无需相位补偿。交流传动具备智能控制功能,可以对电机进行全面保护,还可以减少机器部件磨损,减小管线噪声,减少维护费用。减小启动波动,保护电机和电网。以上推算尚未考虑电机效率。
5 结束语
油田污水外输离心泵尽可能选择大排量型号,减少并联台数;尽可能使并联污水离心泵特性一致,尤其是选择压头相近的泵并联。因污水罐收油、排泥等工作,对外输水量影响较大时,尽可能起运变频器控制的外输泵,以达到节能的目的。
参考文献
刘东升.《油田污水生产系统节能技术》.石油工业出版社.2003年