离心泵的几种节能途径探析

离心泵的几种节能途径探析
摘要：离心泵是指靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵，是利用叶轮旋
转而使水发生离心运动来工作的。

水泵在启动前，必须使泵壳和吸水管内充满水，然后启动电机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水发生离心运动，被甩向
叶轮外缘，经蜗形泵壳的流道流入水泵的压水管路。

本文分析了离心泵的设计选择、过程改善等过程中的能源消耗，探究离心泵的节能途径可实现较大的节能效果，使之达到最佳的作业条件。

关键词：离心泵；节能；途径
前言：离心泵用于运输液体媒介，在油田的生产运输中占有非常重要的位置，是油田的开采过程中最大的能源消耗装置。

为了提高离心泵的安全运行和管理技术，油田生产的经济利益得到提高，应采取降低离心泵运转的成本，思考所需的
节能改造技术的对策。

1.限制离心泵使用效率的因素
1.1离心泵的内部构造不同
泵主体的构造和效率是成正比的，根据流量和扬程之间的关系，泵的效率从10%变化到90%的过程中，离心泵的流量越高，同时扬程也越低。

同时离心泵的
效率也会受到机封形式的影响，填充密封式比机械密封式能源消耗量多10%以上，单端面密封和串联机密封的能源消耗量也不同。

1.2选择的离心泵型号不同
在选择泵的过程中，通常考虑到生产负荷的变动、容量扩大的必要性，以及
离心泵长时间运行后泄漏及管道阻力增大等因素，因此选择离心泵是基于最大流
量和最大阻力这两个变量进行的。

在选择泵时，应该要考虑到增加其他因素的影响，在刚好饱和的情况下要留出一部分的其他量，因为通常情况下，实际的需求
和理论的需求有所背离。

不过，根据对实际的工厂离心泵的充分调查，通常会选
择超出理论需求量的30％到40％的离心泵，甚至更大。

这些过剩的流量最终由
控制阀进行调整和减压，最终将大量的电力消耗施加到控制阀上。

1.3工业流程设计的方案不同以及运行过程中损耗现象
工艺设计也会影响泵的能源消耗量。

譬如，在一部分的过程设计，特别在大
流量、大压力要求不同的流程下，没考虑泵的节约能源。

工作人员往往是从最简
单的地方开始设计，使小压力和大压力都通过相同压力的管道，压力运输配置极
为不平衡，使能源消耗大幅增加，管道投资也相应的增加。

泵选定后，后期治理
影响较小。

水力损失包括水力摩擦和局部阻力损失。

离心泵运行一定时间后，不
可避免地造成叶轮及导叶等部件表面磨损，水力损失增大，水力效率降低。

离心
泵的容积损失又称泄漏损失，包括叶轮密封环、级间、轴向力平衡机构三种泄漏
损失。

容积效率的高低不仅与设计制造有关，更与后期治理有关。

泵连续运行一
定时间后，因为各部件之间摩擦，间隙增大，容积效率降低。

因为过滤缸堵塞、
管线进气等原因造成离心泵抽空及空转。

泵启动前，员工不注重离心泵启动前的
预备工作，暖泵、盘泵、灌注泵等基本操纵规程执行不彻底，常常造成泵的气蚀
现象，引起泵噪声大、振动大、泵效低。

2.怎样使离心泵更加的节能
2.1加强对离心泵的改装和管理
对离心泵进行节约能源改造，可以通过提高转动因子削减能源消耗量，提高
泵效率。

在设备内部有多段离心泵的情况下，减少内螺旋桨的数量可以实现节能。

对于离心泵单元的节能改造，只有通过对离心泵或电动机进行改造才能实现节能
目标。

由于离心泵组件的不同，节能改造项目不同，而离心泵的特性与管道特性
一致，因此离心泵出口阀的开度应该尽可能达到最大，这样阀门光圈损耗减少，
实现了输送液态介质过程中能源合理配置的目标。

在进行改造前，要经过科学的
设计与研究，并且要经过一系列计算，才能对离心泵单元进行节能改造。

同时，
考虑到流体的特性，用于石油输送和输水的离心泵的变换的措施也不同，这样不
同介质的流动特性就能被充分利用。

在离心泵已经成形的情况下，可通过对离心
泵本身进行改造来提高效率，例如用新材料更换包装密封，对离心泵表面加工，
降低轴密封和轴承的摩擦损失等。

对于离心泵使用过程中进行管理和维护也能够
提高离心泵的使用寿命，达到节能的目的。

启动前应仔细检查以下各项（特别是
新安装或大修的水泵）：电机转向、联轴同心度、间隙、各部件的拧紧度、手动
联轴的灵活性、泵内异响、润滑油充足等。

检查周围环境是否妨碍运行和进水池
水位，泵体是否进水等。

在启动时，要打开进水阀，启动电源，启动后打开出水阀，如无异常响声，无振动，运行平稳，即调节正常运行流量，停泵运行时间不
超过2分钟。

如果泵不能排水或有异常情况，应立即停机检查原因。

对于非自灌泵，应在启动前将水分流。

停机时，先关出水阀门，再关电源，最后关闭进水阀门，这样可减少振动。

停机后擦干水泵及电机上的水和油渍。

2.2修正离心泵的叶轮直径
通过对叶轮直径的车削，达到了节能的要求。

根据切削规律，叶轮直径与泵
头成正比。

直径的平方与流量成正比，直径的立方比与轴功率成正比。

因此，在
叶轮直径切割过程中必须进行严格的比较计算。

离心泵叶轮被切断，然后安装在
管道上进行调整，以达到所需的输送量。

为避免叶轮切割失败，造成离心泵报废，进行阶梯切割，一次性切割次数不允许过大。

需要注意的是，当叶轮切割量较小时，前后盖板可以完全切割。

但是，如果切割量较大，则只能切割叶轮叶片以保
留叶轮盖。

否则，叶轮盖会导致叶轮和泵切割后，壳体之间的间隙增大，泵效率
过高甚至无法工作。

在正常情况下，也可以咨询厂家，因为工厂的某型号的泵也
经过一定范围的叶轮加工，以满足不同客户的需要，所以该型号泵的叶轮直径有
一定范围，稳定在这个范围内切割。

在叶轮切削改造过程中，实际切削量小于计
算出的切削量。

应使用少量的逐步切割方法，每次切割开始后，对流量和压力进
行校准，并与原始数据进行比较。

然后计算下一次切削量，保证切削量不超标，
保证正常生产。

切割叶轮后，对叶轮进行动平衡试验，以防切割后叶轮引起泵振
动不平衡而损坏泵。

为了降低离心泵的维护管理成本，可以对离心泵进行维护保养。

达到检修周期后，离心泵被叶轮切断，离心泵叶轮进行静平衡试验，保证叶
轮的正常运行状态，实现预期的节能状态。

原离心泵叶轮腐蚀严重，无法切割时，可购买新叶轮，切割后进行安装和试运行，达到预期的节能效果。

通过对叶轮的
切割，可以达到节电的效果。

通过在生产现场的实际试验，确定了切割叶轮直径
是一种有效的节能措施。

根据离心泵的实际情况，对叶轮切割的操作进行优化、
科学的计算和处理，达到最佳的节能效果。

2.3合理的进行规格选择
实验发现，通过减少多级离心泵的级数，可以达到节能降耗的技术要求。

如
果多级离心泵的级数过大，则附加阻力过大，将导致离心泵机组功率消耗增加。

在生产现场进行试验，可以看出，随着多级离心泵减少叶轮的数量，流量将会增
加，升程也成比例地减小。

随着叶轮级数的减少，能耗也随之降低，节能效果相
对较好。

多级离心泵的运行相当于多台单级离心泵串联运行。

当多级离心泵的扬
程高于输送系统的要求时，电机的功率消耗增加，从而增加了电机的磨损。

电动
机的使用寿命也增加了输油成本，给输油过程带来了巨大的经济损失。

因此，可
以减少多级离心泵的叶轮级数，降低离心泵的扬程和功率，节能效果比较明显。

在减少叶轮级数之前，要根据实际需要，减少叶轮的数量，以保证离心泵的正常
运行。

结语：通过对离心泵的节能改造技术的讨论，离心泵的泵效率不断改良，离
心泵在运转过程中的能源消耗下降，满足了节能技术要求和油田生产的消耗。

离
心泵有很多节能方法，它可以从泵的选择、操作和维护方面实现。

不符合实际工
作条件的泵应该在适当时间内进行调整等处理。

参考文献
[1]陈建勋，刘振林.油田离心注水泵现场节能改造的研究与应用[J].中国石油和化工标准与质量，2014（22）.
[2]刘春花.大庆油田离心注水泵节能对策研究[J].工程技术引文版，2017（2）：233。