分析增压注水泵对注水系统的影响

 新闻资讯     |      2019-07-19 09:55

  增压注水泵在油田注水中虽广泛应用,具有流量均匀、平稳,用排出阀调节流量方便;结构简单紧凑;无往复运动惯性力,安装的基础小、成本低;管理、使用方便,易于自动化。但在使用过程中发现其效率不高,注水系统能耗有近50%损失在注水泵上。

  一、增压注水泵曲线特性

  增压注水系统所采用的注水泵绝大部分是电动增压注水泵,主要分析D300-150和D250-150两种型号。高压注水泵的主要特性参数有:扬程h、流量Q、效率、转速n和功率N等。各参数之间都有一定的内在联系,能耗主要与效率有关,而影响到高压注水泵效率的参数是流量Q。其关系见图1。

  根据-Q特性曲线图1可知,增压注水泵在Q=0时=0;随着流量的增大泵的效率随之上升并达到一个最大值,以后流量再增大效率下降。高压注水泵在一定转速下有一个工作效率最高点,D300-150高压注水泵效率最高点大约在流量为400m3/h处,D250-150高压注水泵效率最高点大约在流量为280m3/h处。工程上将泵效率最高点称为最优工况点或额定工况点。与该点对应的流量、扬程和功率,分别称为最优流量、最优扬程和最优功率。增压注水泵铭牌上给出的就是最优工况点的参数。各种泵都规定一个高效工作区,一般取最高效率以下7%范围内各点所对应的工况点为高效工作区,该区认为是经济合理的。因此,在使用增压注水泵作为注水泵时,应使其实际流量尽可能接近于注水泵铭牌上给出的流量。但是由于增压注水泵参数间的内在联系流量又受扬程的影响,见图2。由高压注水泵h-Q特性曲线图2可知,流量Q随着扬程h的增大而降低。如果注水压力增大,只能使注水泵的流量降低,再根据Q-的关系,使注水泵效率降低。

  二、增压注水泵对注水单耗的影响

  (1)注水泵压力。注水单耗是指注入单位体积的水所消耗的能量。注水单耗越小,则注入相同的水量所用的能量就越少,损耗在设备和管网上的能量就越少,系统的效率就越高。根据其定义用公式(1)表示:

  Gd1====,(1)

  式中:Gd1为注水泵单耗电量,kW#8226;h/m3;G1为泵机组单位时间耗电量,kW#8226;h;Q1为注水泵单位时间耗电量,m3;p为泵入口压力,MPa;q为流量,h/m3;d为电机效率,%;b为注水泵效率%;z为注水泵机组效率,%。公式表明,提高注水泵效率和电机效率,降低注水泵压力可使注水单耗降低。其中注水电机的效率一般在95%~97%之间,变化范围较小,对注水单耗影响也较小,主要是注水泵的效率和压力决定了注水单耗的大小。由增压注水泵特性曲线可知,注水泵流量决定着注水单耗的大小,注水泵的流量越大压力越小,效率越高,注水单耗越小。基于该理论,我们在2009年在某厂某作业区SN某注水站进行了现场实际测试,测试表明,使注水单耗平均下降0.1kw#8226;h/m3。

  (2)机泵和容器设备。原来热洗时都是运行一台加热炉、一台热洗炉,启一台掺水泵和一台热洗泵,这样搭配运行很不合理,造成没有安排热洗的井站也用温度高的掺水,如果不及时调整回油温度就会浪费大量的水气电量。为此,采取合理匹配措施,利用现有的掺水、洗井分开流程,摸索合理的掺水、热洗方法。即加热炉烧低温,掺水泵抽低温水,走掺水井站管线流程,热洗泵抽热洗炉的温度高的洗井水,走热洗管线流程提供给需要热洗的井站,节能效果显著。

  三、总结

  结合目前增压注水泵运行状况,找出影响高压注水泵能耗主要因素。要使高压注水系统的能耗降低,即降低注水系统的注水单耗,必须使注水泵的实际工况点处于最佳工况点附近,注水泵的流量接近于注水泵的额定流量值。在实际操作时,可根据系统所需的注水量和各增压注水泵的最佳工况点,计算出应该开启的注水泵的数量,再根据注水系统管网图,确定最合理启泵注水站的位置,这样可以使注水管网的能耗降低,从而使得整个高压注水系统处于高效率工作状态。应用表明,提高注水泵效率和电机效率,降低注水泵压力可使注水单耗降低。