三缸卧式柱塞泵的工作原理是由一台电机带动曲轴旋转,三副连杆和十字头将旋转运动转换成直线往复运动,柱塞在缸内作往复运动,在进、排液阀的配合作用下,吸入低压液,排出高压液。近年来,随着地质配注要求的变化,回流流量逐渐增大,电能的浪费成为日益严重的问题。
一、改造前
改前平均每h的回流流量为8.6m3,即系统实际输出的有效功率为55.2kW;而从控制柜上看,输入电压380V,电流180A,系统输入功率为95kW。泵的系统效率约为90%,则系统的有功功率为0.90×95=85.5kW,可知:这其中用于打回流的功率为85.5-55.2=30.3kW。
二、改造方案
在油田注水中,注水泵的额定流量与地质配注要求不一致的情况占绝大多数,由此带来电能浪费。如何对注水泵进行节能改进,有三种方案(1)安装变频控制柜,实现电机无级调速,以调节泵排量;(2)减小电机皮带轮直径,降低曲轴转速,减小注水量;(3)减小柱塞直径,使柱塞单程排液体积减小,从而降低泵的排量。第一种方法投资太大(约16万元)不可取。第二种方法调整量达不到要求,所以减小柱塞直径是最佳的方法。为适应配注量的变化,决定将理论流量调低至13m3/h,则此时的柱塞直径为45mm。用此方法,部分零件尺寸应作相应的调整。
改造后,注水量8.2m3/h;回流流量3.8m3/h。在假定泵的容积效率不变,电机的功率因数下降至0.70的情况下,可知:改造后,泵的输出的有效功率为41.9kW;输入功率为64.5kW。
三、效果分析
可见输入功率比改前减小了30.5kW,以电价0.80元/kW/h计,1年按300天算,年节约电费17.5万元,而这次改造的总费用仅为1.4万元。