姜培斌 于佳立 費(fèi)發(fā)奇(塔里木油田分公司開發(fā)事業(yè)部東河作業(yè)區(qū),新疆 庫爾勒 841000)
東一聯(lián)合站注水泵電機(jī)皮帶輪節(jié)能改造
姜培斌 于佳立 費(fèi)發(fā)奇(塔里木油田分公司開發(fā)事業(yè)部東河作業(yè)區(qū),新疆 庫爾勒 841000)
東河油田清水地質(zhì)配注量約為6m3/h,而1#泵清水注水泵排量為25m3/h,為滿足注水要求每小時(shí)有近19m3的清水需要回流,注水泵能效只為設(shè)計(jì)效率的40%,造成了大量能源浪費(fèi),為此對(duì)注水泵電機(jī)皮帶輪進(jìn)行改造。電機(jī)皮帶輪經(jīng)過改造后,不僅在滿足注水配注量的情況下降低了能耗,而且皮帶輪故障率降低。
東河油田;清水注水泵主電機(jī)皮帶輪;節(jié)能降耗
YB560M2-6注水泵是2005年從大港中成公司引進(jìn)的,是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)比較先進(jìn)的注水泵,自投產(chǎn)以來表現(xiàn)出優(yōu)越的性能。但隨著東河油田清水地質(zhì)配注量的由20m3∕h降低為6m3∕h,注水泵能效也降到了設(shè)計(jì)效率的40%,且注水泵采用皮帶傳動(dòng),電機(jī)皮帶輪尺寸為¢1365mm,機(jī)泵沖次為300次∕分,機(jī)泵沖次過快造成潤(rùn)滑油溫較高,加大了曲軸箱各運(yùn)動(dòng)部件以及盤根、柱塞等的磨損。維修效率升高,消耗了大量人力物力,因此有必要對(duì)注水泵進(jìn)行改造,使注水泵能效提高。
如何在滿足清水注水地質(zhì)配注量的前提下,提高注水泵能效呢?通過東河作業(yè)區(qū)工藝設(shè)備管理小組分析發(fā)現(xiàn),提高注水泵能效的主要途徑是降低注水泵沖次、減小泵出口排量。
1.1.1 降低電機(jī)轉(zhuǎn)速
由于注水泵電機(jī)為工頻電機(jī),出廠時(shí)未配備變頻柜,要想降低電機(jī)轉(zhuǎn)速,就需要增加一套變頻控制系統(tǒng),經(jīng)過經(jīng)營(yíng)核算,工程費(fèi)用約為50萬元,經(jīng)過核算投資回報(bào)率較低。
1.1.2 改變注水泵曲軸偏心角
通過增大注水泵曲軸偏心輪角度,可以達(dá)到降低機(jī)泵沖次目的,由于適合于YB560M2-6型注水泵的較大偏心輪角度的曲軸廠家未生產(chǎn),只能聯(lián)系相關(guān)機(jī)械廠進(jìn)行定做,經(jīng)過和機(jī)械廠溝通定制費(fèi)用約六萬元。
1.1.3 改變皮帶輪直徑
在電機(jī)轉(zhuǎn)速不變的前提下,通過減小電機(jī)皮帶輪的直徑能在一定程度上降低注水泵沖次,從而提高能效。經(jīng)過核算重新制作一臺(tái)皮帶輪的費(fèi)用約0.3萬元。
在不改變其他設(shè)備工況的情況下,通過改變注水泵柱塞直徑能起到減排增效的效果,經(jīng)過核算改造費(fèi)用約10萬元。
通過工藝設(shè)備管理小組認(rèn)真分析計(jì)算后,考慮到增加變頻系統(tǒng)、改變曲軸偏心角、減小柱塞直徑三種方法費(fèi)用較高及投資回報(bào)率低,而改變皮帶輪直徑費(fèi)用低且難度相對(duì)容易,決定在滿足地質(zhì)注水量要求的情況下,對(duì)皮帶輪直徑進(jìn)行改造,驗(yàn)證能效是否提高。
選擇一個(gè)合適直徑的皮帶輪是改造最關(guān)鍵的一步,通過與專業(yè)人員溝通并經(jīng)過認(rèn)真計(jì)算,將注水泵皮帶輪直徑由1365mm降低為360mm。
皮帶輪選型計(jì)算:
改造前注水泵沖次為300次∕分,排量25m3∕h,電機(jī)轉(zhuǎn)速985r∕分,每沖次排量為0.00139m3。
改造后排量為6m3∕h,在每沖次排量不變的情況下,
沖次n2=(V1∕60)∕v1=(6∕60)∕0.00139=72次
改造后皮帶輪直徑¢2=¢1∕(n1∕n2)=1365∕(300∕72)=330mm
其中V1為改造后的排量,¢1為改造前皮帶輪直徑,n1為改造前沖次,n2為改造后的沖次。
考慮到理論計(jì)算是按照電機(jī)效率為100%的情況進(jìn)行計(jì)算的,按照實(shí)際使用能效為90%的情況下,適當(dāng)對(duì)皮帶輪直徑進(jìn)行了擴(kuò)大,增加到360mm。
圖1 原皮帶輪
圖2 改造后皮帶輪
通過將近半年的運(yùn)行驗(yàn)證,排量由原來的25m3∕h降低為10m3∕h,機(jī)泵沖次300次∕min下降到120次∕min,材料損耗降低盤根的平均使用壽命由200小時(shí)左右提高到500小時(shí)左右柱塞的平均使用壽命由400小時(shí)左右提高到700小時(shí)左右。很大程度的降低了維修頻率。
3.2.1 經(jīng)濟(jì)效益
電量由原來的每小時(shí)243Kw降低到146Kw*h,盤根平均使用壽命提高300小時(shí)左右,柱塞平均使用壽命提高300小時(shí)左右,年產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益約24萬元。
3.2.2 安全效益
盤根刺漏次數(shù)大幅度減少,降低了對(duì)人員、設(shè)備造成的危害。
3.2.3 社會(huì)效益
實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗,滿足了油田及國(guó)家節(jié)能降耗的發(fā)展要求。
改造后注水泵運(yùn)行平穩(wěn),多項(xiàng)工況指標(biāo)均在合理范圍內(nèi),不僅滿足了地質(zhì)注水量的要求,而且很大程度上實(shí)現(xiàn)了節(jié)能增效,說明此次注水泵電機(jī)皮帶輪節(jié)能改造是非常成功的,很值得在塔里木油田公司乃至全國(guó)推廣同類皮帶輪傳動(dòng)的高能耗、大排量柱塞泵排量調(diào)整方式。
[1]彭璟.宏福200 kt/a磷酸反應(yīng)尾氣風(fēng)機(jī)電機(jī)皮帶輪改造[M].鄭州:磷肥與復(fù)肥,2008.
[2]何志義,蘇平.SMC針梳機(jī)主電機(jī)皮帶輪改造[M].濟(jì)南:山東紡織經(jīng)濟(jì),2011.