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　　1、前言

　　大慶石油管理局供水公司每年耗電費用約占供水總成本費的30%左右，而其中輸配水環(huán)節(jié)的電費約占總電費的70%左右，因此，如何調(diào)整好外輸泵的日常運行，使輸配水噸水電耗保持在一個較經(jīng)濟合理的范圍內(nèi)，是節(jié)能工作的重點。我們始終積極探索，認真研究，采取有效措施來解決這個問題。

　　2、問題的提出

　　公司龍虎泡取水廠位于龍虎泡北岸，日取水能力為50萬立方米/日。當初設(shè)計時，考慮到中長期規(guī)劃和最不利水量、水位情況，選擇了兩種機組泵型，一種為電機1400KW/10KV，取水泵900HR（H62米，Q6360立方米/小時），另一種為電機900KW/10KW，取水泵700HR（H62米，Q3900立方米/小時）。取水廠的二級泵站――中引水廠的一、二期工程設(shè)計供水量為50萬立方米/日。由于油田限產(chǎn)，外網(wǎng)用水量逐年下降，目前取水廠實際輸水量只有25-30萬立方米/日，泵的總流量Q僅為10400-12500萬立方米/小時，輸水管線水頭損18―20米，而泵的銘牌揚程為62米，若要泵壓降到與管網(wǎng)阻力相當，則機泵就會超負荷運行。因此，取水廠只能靠調(diào)整出口閘門來控制泵壓，使水泵能在高效區(qū)運行。如此運行不僅增大了閘門的水頭損失，浪費了大量電能，而且如果閘門節(jié)流調(diào)整不適當，機泵就很容易偏離高效段或超載運行，導(dǎo)致機泵的故障率增高， 縮短了機組的使用壽命，近兩年機泵已經(jīng)累計維修10余次，消耗維修費100余萬元。中引水廠是公司生產(chǎn)大戶，對能否確保油田用水起著舉足輕重的作用，因此，龍虎泡取水廠輸水泵的技術(shù)改造勢在必行。

　　3、變頻改造方案的初步計算和論證

　　一般情況下，泵都在額定工作條件下，按最佳工作條件設(shè)計操作。如圖1所示為泵的典型的工作曲線，AB是泵的性能曲線，與額定系統(tǒng)壓力曲線OB相匹配，在B點可以得到額定壓力下的額定流量，在該點泵有最高的效率，關(guān)閉閥門可控制流量，當流量減小時，泵分別工作在P、Q、R、S點，此時泵需要在很高的壓差下工作，因此泵的的能量輸出比實際系統(tǒng)需要多得多，多余的能量在閥上表現(xiàn)為熱量損耗，并被液體流動時帶走。用泵的輸出能量除以泵的效率，可以求得對泵的總輸入能量。調(diào)節(jié)泵出口閥開度來減小流量，能量損失相當大。

　　利用變頻器調(diào)速，可使電動機驅(qū)動泵變速運行，泵的特性曲線與系統(tǒng)在任何流量下的需要相匹配，流量與電機轉(zhuǎn)速成正比，產(chǎn)生的壓差與轉(zhuǎn)速度的平方成正比，如圖2所示，無級變頻調(diào)速后可得到AB―CD無數(shù)條水泵特性曲線，管路特性曲線與ABDC形成的陰影帶任何一個交點，都可作為工況點與外網(wǎng)水量變化相適應(yīng)，在較小的揚程下達到P、Q、R、S點所對應(yīng)的流量，而且只損失很少的能量，其節(jié)能效果相當可觀。

　　對于同一臺葉片式水泵有如下規(guī)律：

　　　　Q1/Q2=n1/n2 H1/H2=(n1/n2) 2 N1/N2=(n1/n2 ) 3

　　龍虎泡取水廠1#、3#、6#泵均為進口大泵，其電機轉(zhuǎn)速分別為748 r/m，745 r/m，750 r/m。

　　如果3#泵調(diào)速到500 r/m，則其流量、揚程及功率參數(shù)如下：

　　　　Q原/Q變=n原/n變 =748/500=1.496

　　　　Q變=4251.3立方米/小時

　　　　H原/H變=(n原/n變) 2=1.496 2

　　　　H變=28.59米

　　　　N原/N變=(n原/n變) 3=1.496 3

　　　　N變=412.2千瓦

　　如果調(diào)速到550r/m，則Q=4663立方米/小時，H=34米，N=547千瓦，調(diào)速后泵參數(shù)基本適合目前工況。當然，以上計算是在假定系統(tǒng)的管路特性曲線不變的情況下進行的，安裝變頻調(diào)速設(shè)備后，泵出口閥門可以全部打開，系統(tǒng)的管路特性曲線將向外偏移，那么調(diào)速后的泵運行參數(shù)更有可能滿足實際工況的要求，因此，可確定此方案為可取。

　　4、變頻調(diào)速方案的節(jié)能估算

　　水泵的耗能計算公式為：P=(K×H×Q)/ η K:為裕度系數(shù) η：效率

　　假設(shè)水泵的實際壓力由目前的5.8公斤調(diào)速降至2.5公斤，且流量不變，則P25/P58=25/58＝43％，即功率消耗理論上比原來減少1－43％＝57％。按電費0.41元/度，電機效率為0.95，運行330天/年，則原來年耗電電費為（1400KW×24×330×0.41）/0.95＝478萬元。

　　變頻調(diào)速降至2.5公斤后，年耗電電費為：478×43％＝205.54萬元，年節(jié)省電費為478－205.54＝272.5萬元。初步看來節(jié)能效果相當可觀。

　　5、方案確定

　　考慮到中引一泵的實際條件，經(jīng)過認真計算，論證，多方面考察，眾多廠家的比較，我們決定安裝北京利