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1、 技专论 前置泵排量对注水泵单耗的影响 蔡文辉 第三采油厂第一油矿北十一联合站 【 摘要】由于阀门节流控制有局限性， 近几年很多 注水泵都采用了 变 频调速控制技 术，即在 注水泵前端增加一 台前置泵 ， 前置泵和注水泵受变 频调速控制系统控制， 通过改变前置泵转速降低泵管压差和调控流量， 达 到 降低单耗的目的。 北十一和 北二 四注水站分别在1 台注水泵上采用了这种 技 术。由于北十一 注水站1 号 注水泵和 前置泵排量比 较匹配， 通过 在 注水 站几年来 的现场应 用， 注水泵运行在最佳工况点附近 ， 节能效果明显。 而北 二四2 号注水泵由于和 安装 的前置泵排量不匹配 ， 注水泵受
2、前置泵排 量的限 制， 使 注水泵 出现节流运行， 注水泵不能运行在 最佳工况点，虽然泵管压 差降了下去 ， 单耗也 没有降低 。 选择 与注水泵匹配的前置泵 是降低 注水泵 单耗的关键 。 【 主题词l前置泵； 流量； 注水泵单耗 1 、 概述 阀门节流控制和低压变频调速控制是高压注水泵调节流量的两种 方式。 阀门节流控制具有控制简单、 流量、 压力可以连续控制、 花费少 的优点， 在注水泵上得以广泛运用， 但这种调节方式的能耗也是比较 大， 当采用阀门调节流量， 要实现节能的最优控制 ， 就要合理对流量进 行控制， 保证流量在最佳工况点附近， 泵管压差控制在0 5 Mp a 以内， 才 能
3、最大限度的降低注水泵用电单耗。 调速控制是一种新型控制方式， 运 用在注水泵上， 也可以实现流量和压力的连续控制， 同时效率很高。 为 了降低注水泵单耗， 北十- n 4 L _-四注水站都有一台泵采用了调速控 制方式： 即在注水泵进口前增加一台前置泵。 由于所安装的前置泵排量 的不同， 两台注水泵所取得的节能效果也不同。 2 现场应用 2 1 北二四注水站应用情况 2 号注水泵是1 9 9 9 年投产的D 3 0 0 泵， 由于泵管压差过大， 单耗高， 2 0 0 8 对注心泵实行减级 后， 应用了前置泵变频调速技术， 在注水泵前 端增加一台流量为3 0 0 的前置泵。 前置泵和注水泵受变频
4、调速控制系统 控制， 通过改变前置泵转速一可以控制注水泵出口 压力， 降低泵压差。 二可以控制注水泵流量， 使注水泵工作在高效区。 达到降低单耗的目 的。 经过在注水站一段时间的现场应用， 泵管压差降低了 ， 但单耗没有 降下来。 下面从泵管压差和流量两方面分析下原因 2 1 1 泵管压差的变化 l注水 泵型号 l 注水量m b 【泵压M p a I 管压MP a l泵 管压差M p a 1 号注水泵I 4 9 2 l 1 6 1 1 1 4 8 1 1 3 2 号注水泵J 3 3 1 J 1 5 3 I 1 4 8 1 0 5 2 号泵安装前置泵后， 由于前置泵和注水泵都受变频调速控制系统
5、控制， 通过改变前置泵转速就可以控制注水泵出口 压力。 当管网压力在 1 4 8 MP a 时， 前置泵通过改为转速将注水泵出口压力控制在1 5 3 MP a 。 当管岗压力提高 I 1 5 8 MP a 时， 前置泵通过改为转速成将注水泵出口 压 力控制在1 5 2 MP a 可， 泵管压差始终控制到O 5 MP a 以内。 而1 号注水泵没有安装前置泵 ， 采用阀门节流控制 ， 虽已将注水 泵阀门开至最大， 泵压始终都在1 6 MP a 以上， 当管压高时， 泵管压差在 O 7 Mp a ， 当管网压力低时， 泵压和管压之间的差别是1 3 Mp a 2 1 2 流量的变化 2 号注水泵在安
6、装前置泵前， 每小时注水量在3 8 0 m 左右。 安装前置 泵后每小时注水量是2 9 0 m 。 安装后比安装前注水量每小时减少9 0 m ， 注水量每天减少T2 1 6 0 m 。 D 3 0 0 注水泵最佳工况点在4 0 0 左右。 由于注 水泵和前置泵串接， 流过注水泵和前置泵的流量相同， 2 9 0 m h 的流量 是前置泵的最大流量但却不能满足流水泵的流量要求， 使注水泵出现 节流运行。 由于前置泵和注水泵不匹配， 注水泵不能运行在最佳工况点， 虽然 泵管压差降了下去， 单耗也没有降低。 2 2 北十一注水站应用情况 1 号注水泵是1 9 9 1 年l i ft投产的， 型号为D
7、4 0 0 1 5 0 1 0 ， 2 0 0 3 年注 水泵减级由1 O 级减为9 级， 采用阀门调节方式， 流量低， 一直达不到最佳 工况点， 单耗高， 2 0 0 7 年应用了前置泵变频调速技术， 在注水泵进口前 安装了排量为4 0 0 的前置泵由于和注水泵比较匹配， 通过在注水站几年 来的现场应用， l 号注水泵流量最高 _ N3 8 0 m h， 一直运行在最佳工 况点附近， 节能效果明显， 目 前单耗是5 3 k wh m 。 3 结论 由于前置泵是调速系统的核心部分， 是完成泵串联的硬件部分， 要 求选择的前置泵功率要小， 调频特性要好， 泵效要高， 可以说选择与注 水泵匹配的前
8、置泵是降低注水泵单耗的关键。 ( 上接第2 5 1 页) 结果如图5 所示： 按极限算法时公差为- 4- 1 3 2 ram， 概率算法时为 5 9 ram， 均小于其最小距离的1 7 6 ram， 同时在车轮上下跳动时因为 悬架后控制杆的作用后桥相对于车架均会向右侧移动， 即使再考虑衬套 的极限铁碰铁状态， 后桥法兰与燃油箱的最小距离在悬架跳动时均会 大干1 7 6 ram。 即： 后桥法兰与燃油箱的最小距离在悬架运动的最极限状态仍然 会存在间隙， 且间隙会大于1 7 6 1 3 2 = 4 4 mmi 以上分析未考虑燃油箱的装配及装载燃油后的变形， 变形量无法 明确量化， 认为此距离余量不
9、足。 ( 三) 确定更改方案： 经评审， 共有两个更改方案： 方案1 、 燃油箱总成后部进行局部削减8 ram 方案2 、 更改后桥主减速器输入轴的左右偏距到2 8 mm 经综合考虑成本及周期， 确定采用方案l 更改油箱局部尺寸。 参考文献 1 】 刘涛主编 汽车设计 【 M 】 北京：北京大学出版社 ，2 0 0 8 【 2 】 汽车设计手册 编纂委员会 汽车设计手册 【 M 】 长春 ：长 春 汽车研 究所 ，1 9 9 8 ( 5 1 汽车工程手册 编委会 汽车工程手册设计篇 【 M 】 北京： 人 民交通 出版社 ，2 0 0 1 4 】 成 大先主编 第五版机械设计手册 【 M 】 北京：化学工业出版 社 2 0 07
