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摘 要：本文分析了KGF型离心注水泵在油田生产中存在的问题，提出了对该型泵进行节能技术改造，使机泵工况在高效率区内运行，提高泵效，保证泵的经济运行质量，从而创造可观的经济效益。
关键词：离心式注水泵;泵效;经济运行质量;技术对策
河口油区拥有KGF型大型离心式注水泵20台，该泵机组是用电大户，配套电机功率1000kW或 2000kW，昼夜24小时运行，消耗大量的电能。根据统计分析，在注水泵全部耗费中，电费占97%。因此确保该型泵的经济运行，对于节约能源，降低电耗具有十分重大的意义。
1 KGF型离心注水泵运行中存在的问题
1.1 泵效低
以呈一注为例，KGF500型离心泵服役年限均超过12年，期间经过多次拆装维修改造，零件之间配合间隙增大、容积损失加大，目前泵效在74-75%左右，偏离78%的经济区。
1.2泵的参数与管路参数不匹配
以呈三注KGF450为例，泵压13MPa，干压11.5MPa，扬程过高，泵效不能有效应用于注水当中，造成单耗过高。
1.3过流零件使用寿命明显降低
油田的注水以污水为主，随着生物驱油等工艺措施的实施，污水的腐蚀性越来越强，造成注水泵叶轮、导叶等过流零件的使用周期大大缩短，泵效降低加快。通过解体分析，主要是配件点蚀造成的水力摩擦阻力过大，造成泵效降低。
2 影响KGF型泵经济运行质量的原因分析
2.1小组装质量
泵转子小组装前单个零件轴向，径向跳动超标，组装在一起时，引起离心泵转子产生附加弯曲，使泵在使用过程中，因内部摩擦加剧泵内零件损坏，能量损失严重，泵运行工况差，泵效下降。
2.2容积损失
离心泵在现场使用过程中运行一段时间后，由于平衡盘磨损，轴瓦下沉等现象的发生导致泵内口环间隙、平衡套径向间隙增大，造成高压液体窜向低压区，泵实际排量降低，能量损失加大，泵效下降。
2.3 经济运行串量
泵在运行过程中，由于平衡盘磨损，逐渐使转子在轴向力作用下，向吸入侧移动，当磨损量过大时，就将产生冲击损失，泵效下降。
2.4管路負荷
离心泵的工况点是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点。但在实际工作中，管路特性曲线和泵的特性曲线最佳工况点不一定相交，因此必须调正管路负荷，来达到离心泵在最高效率点工作。
3 提高KGF型泵经济运行质量的技术对策
3.1大型离心注水泵降扬程改造
3.1.1 离心注水泵减级节能
注水泵的减级的主要目的是使泵站运行工况与供水对象所需工况一致，从而最大限度地减少剩余水头，节约电能。KGF型离心注水泵其单个扬程的压力在1.5MPa左右，又因为泵级数、扬程和注水泵口的压力为正比例关系，所以可以通过减少注水泵的层级数来减小注水泵口的压力，从而可以减少注水压力达到节能降耗的作用。
3.1.2 对离心泵叶轮直径改造
通过对叶轮直径的车削，使其满足节能的要求。依据切削定律，叶轮直径的比值与扬程成正比，直径的平方比与流量成正比，而直径的立方比和轴功率成正比。在进行叶轮直径切削过程中，必须经过严格的对比和计算。
根据离心泵相似理论，调整泵扬程可以少量车削叶轮叶片外径，只要车削量小于叶轮设计外径的5%，车削后扬程、流量满足如下函数关系：
H′=H×（D′÷D）2
式中H′、H—叶轮车削后、车削前扬程
D′、D—叶轮车削后、车削前叶片外径
以呈三注2#为例，将H′=12.4MPa，H=13.7MPa，D=335mm代入上式可解得D′=318.7mm，车削尺寸取318 mm。
Q′=Q×（D′÷D）
式中Q′、Q—叶轮车削后、车削前排量
将Q=450m3 /h ，D′=318mm，D=335mm代入上式可解得Q′=427 m3 /h。
叶轮叶片车削后排量减小，为了弥补由于叶轮外径减小而减小的排量，根据该类泵多年维修经验，叶轮吸入口直径每车大1mm可以增加排量10 m3 /h，据此对各级叶轮吸入口进行车削加大。
3.2 过流零件涂膜处理
将注水泵内与水流接触的部件全都用高光洁度材料进行处理，使部件的光洁度显著增强，能够有效防止注水泵内水垢的生成，减小水与部件的摩擦系数，减小能量的损耗，有效提高注水泵的整体工作效率，并且涂膜后能够有效延长注水泵的使用寿命和保养费用，降低了能源成本，从数据进行分析，涂膜后的注水泵能够有效节能百分之三左右，效果及其显著。
3.3 严格泵大、小组装工艺标准
3.3.1 小组装质量
小组装质量的好坏直接影响泵的运行工况，因此在小组装过程中，严格按图纸要求检验转子上各零件（包括端面跳动、径向跳动与中心垂直度等），组装后，将转子放在V型铁上，用百分表找正，各部位的跳动允差见下表（未指明为径向）。
转子部位 叶轮 轴套 轴头 平衡盘端面 平衡盘工面（轴向）
跳动值 0.06 0.04 0.02 0.03 0.03
为确保转子平衡，必须经过动平衡实验，动不平衡值<20g.cm。
3.3.2 配合间隙
确保口环间隙，衬套间隙，平衡盘、平衡套的径向间隙为0.40-0.45mm，一旦检查间隙超过0.7mm就全部更换。
3.3.3 经济运行串量
用内径百分表测量转子大小挡距，允差+0.15mm;同时大组装时，认真测量总串量，半串量调节为总串量的1/2，这样基本上保证了叶轮的中心与导叶中心对中，这时泵的效率最高，泵的工况点在最佳工况点M点附近工作，从而减少水力损失，提高泵效。
3.4 改变管路负荷来达到泵的经济运行
离心泵运行工况点是泵的特性曲线Q-H与管路特性曲线Qg-H的交点A，但在实际工作中，往往管路特性曲线和泵的特性曲线最佳点不一定相交，为了达到离心泵在最高效率点工作，在泵特性曲线不变的情况下要达到经济运行，只有调正管路负荷，即出口闸门的开关度，从闸门全开到全闭，有1，2，3，4等4个闸门开启度，可以获得4条新的特性曲线，4种不同的排量，这种调节方法操作方便，调节范围广，易于控制。
4 结论
KGF型离心注水泵的节能途径多种多样，技术方案层出不穷，从离心泵的设计、运行、安装、变频调节、维护，每个环节都存在着许多节能潜力，需综合全面考虑，才能达到最大的节能效果。
关键词：离心式注水泵;泵效;经济运行质量;技术对策
河口油区拥有KGF型大型离心式注水泵20台，该泵机组是用电大户，配套电机功率1000kW或 2000kW，昼夜24小时运行，消耗大量的电能。根据统计分析，在注水泵全部耗费中，电费占97%。因此确保该型泵的经济运行，对于节约能源，降低电耗具有十分重大的意义。
1 KGF型离心注水泵运行中存在的问题
1.1 泵效低
以呈一注为例，KGF500型离心泵服役年限均超过12年，期间经过多次拆装维修改造，零件之间配合间隙增大、容积损失加大，目前泵效在74-75%左右，偏离78%的经济区。
1.2泵的参数与管路参数不匹配
以呈三注KGF450为例，泵压13MPa，干压11.5MPa，扬程过高，泵效不能有效应用于注水当中，造成单耗过高。
1.3过流零件使用寿命明显降低
油田的注水以污水为主，随着生物驱油等工艺措施的实施，污水的腐蚀性越来越强，造成注水泵叶轮、导叶等过流零件的使用周期大大缩短，泵效降低加快。通过解体分析，主要是配件点蚀造成的水力摩擦阻力过大，造成泵效降低。
2 影响KGF型泵经济运行质量的原因分析
2.1小组装质量
泵转子小组装前单个零件轴向，径向跳动超标，组装在一起时，引起离心泵转子产生附加弯曲，使泵在使用过程中，因内部摩擦加剧泵内零件损坏，能量损失严重，泵运行工况差，泵效下降。
2.2容积损失
离心泵在现场使用过程中运行一段时间后，由于平衡盘磨损，轴瓦下沉等现象的发生导致泵内口环间隙、平衡套径向间隙增大，造成高压液体窜向低压区，泵实际排量降低，能量损失加大，泵效下降。
2.3 经济运行串量
泵在运行过程中，由于平衡盘磨损，逐渐使转子在轴向力作用下，向吸入侧移动，当磨损量过大时，就将产生冲击损失，泵效下降。
2.4管路負荷
离心泵的工况点是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点。但在实际工作中，管路特性曲线和泵的特性曲线最佳工况点不一定相交，因此必须调正管路负荷，来达到离心泵在最高效率点工作。
3 提高KGF型泵经济运行质量的技术对策
3.1大型离心注水泵降扬程改造
3.1.1 离心注水泵减级节能
注水泵的减级的主要目的是使泵站运行工况与供水对象所需工况一致，从而最大限度地减少剩余水头，节约电能。KGF型离心注水泵其单个扬程的压力在1.5MPa左右，又因为泵级数、扬程和注水泵口的压力为正比例关系，所以可以通过减少注水泵的层级数来减小注水泵口的压力，从而可以减少注水压力达到节能降耗的作用。
3.1.2 对离心泵叶轮直径改造
通过对叶轮直径的车削，使其满足节能的要求。依据切削定律，叶轮直径的比值与扬程成正比，直径的平方比与流量成正比，而直径的立方比和轴功率成正比。在进行叶轮直径切削过程中，必须经过严格的对比和计算。
根据离心泵相似理论，调整泵扬程可以少量车削叶轮叶片外径，只要车削量小于叶轮设计外径的5%，车削后扬程、流量满足如下函数关系：
H′=H×（D′÷D）2
式中H′、H—叶轮车削后、车削前扬程
D′、D—叶轮车削后、车削前叶片外径
以呈三注2#为例，将H′=12.4MPa，H=13.7MPa，D=335mm代入上式可解得D′=318.7mm，车削尺寸取318 mm。
Q′=Q×（D′÷D）
式中Q′、Q—叶轮车削后、车削前排量
将Q=450m3 /h ，D′=318mm，D=335mm代入上式可解得Q′=427 m3 /h。
叶轮叶片车削后排量减小，为了弥补由于叶轮外径减小而减小的排量，根据该类泵多年维修经验，叶轮吸入口直径每车大1mm可以增加排量10 m3 /h，据此对各级叶轮吸入口进行车削加大。
3.2 过流零件涂膜处理
将注水泵内与水流接触的部件全都用高光洁度材料进行处理，使部件的光洁度显著增强，能够有效防止注水泵内水垢的生成，减小水与部件的摩擦系数，减小能量的损耗，有效提高注水泵的整体工作效率，并且涂膜后能够有效延长注水泵的使用寿命和保养费用，降低了能源成本，从数据进行分析，涂膜后的注水泵能够有效节能百分之三左右，效果及其显著。
3.3 严格泵大、小组装工艺标准
3.3.1 小组装质量
小组装质量的好坏直接影响泵的运行工况，因此在小组装过程中，严格按图纸要求检验转子上各零件（包括端面跳动、径向跳动与中心垂直度等），组装后，将转子放在V型铁上，用百分表找正，各部位的跳动允差见下表（未指明为径向）。
转子部位 叶轮 轴套 轴头 平衡盘端面 平衡盘工面（轴向）
跳动值 0.06 0.04 0.02 0.03 0.03
为确保转子平衡，必须经过动平衡实验，动不平衡值<20g.cm。
3.3.2 配合间隙
确保口环间隙，衬套间隙，平衡盘、平衡套的径向间隙为0.40-0.45mm，一旦检查间隙超过0.7mm就全部更换。
3.3.3 经济运行串量
用内径百分表测量转子大小挡距，允差+0.15mm;同时大组装时，认真测量总串量，半串量调节为总串量的1/2，这样基本上保证了叶轮的中心与导叶中心对中，这时泵的效率最高，泵的工况点在最佳工况点M点附近工作，从而减少水力损失，提高泵效。
3.4 改变管路负荷来达到泵的经济运行
离心泵运行工况点是泵的特性曲线Q-H与管路特性曲线Qg-H的交点A，但在实际工作中，往往管路特性曲线和泵的特性曲线最佳点不一定相交，为了达到离心泵在最高效率点工作，在泵特性曲线不变的情况下要达到经济运行，只有调正管路负荷，即出口闸门的开关度，从闸门全开到全闭，有1，2，3，4等4个闸门开启度，可以获得4条新的特性曲线，4种不同的排量，这种调节方法操作方便，调节范围广，易于控制。
4 结论
KGF型离心注水泵的节能途径多种多样，技术方案层出不穷，从离心泵的设计、运行、安装、变频调节、维护，每个环节都存在着许多节能潜力，需综合全面考虑，才能达到最大的节能效果。