泵机组节能监测ppt课件.ppt

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1,泵机组节能监测,03:

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59,2,简介泵的基本特征参数泵的运行调节泵效的测试与计算节能产品效果测试与计算泵机组监测项目与评价指标泵的调速技术介绍注水地面系统效率监测案例,03:

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59,3,一、简介泵的定义泵是把原动机的机械能转换为液体能量（位能、压能或动能）的机械。

泵的工作原理是建立在工程流体力学基础上的，也称为流体机械。

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59,4,一、简介泵的分类分为：

叶片式容积式其它形式叶片式叶片式泵是靠装在主轴上的叶轮的旋转，通过叶片对流体作功来提高输送液体的能量。

可分为：

离心式、轴流式、混流式三种类型。

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59,5,一、简介泵的分类,容积式泵通过活塞（或转子）在泵缸（或定子）中作往复运动（或旋转运动），使容积发生变化。

容积增大时，吸入液体；容积减小时，排出液体，从而把机械能转变为液体的压能。

主要包括往复泵:

活塞泵柱塞泵隔膜泵回转泵:

齿轮泵螺杆泵滑片泵,03:

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59,6,一、简介泵的分类,其它类型泵：

喷射泵水锤泵真空泵,03:

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59,7,一、简介泵的分类,另外，按压力可分为：

低压泵（底于2MPa）中压泵（2-6MPa）高压泵（高于6MPa）,03:

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59,8,一、简介泵的适用范围,泵的应用范围很广，是一般的通用机械。

泵在石油工业中应用十分广泛。

钻井时，用高压往复泵循环钻井液，以清除井底岩屑和进行喷射钻井。

固井时，用往复泵向套管与井眼环空中挤水泥，以封隔油层和加固井壁。

采油时，用各种类型的有杆泵（抽油机抽油泵装置）和无杆泵（电动潜油离心泵、水力活塞泵、电动潜油单螺杆泵和油井射流泵等）等抽油设备对不同的油井进行机械开采。

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59,9,一、简介泵的适用范围,用高压多级离心泵或往复泵向地层注水，以维持地层能量和驱油。

用高压压裂泵对油、水井的生产层进行压裂和酸化，以提高地层的渗透率，达到增产原油和增注水量的目的。

集输时，用离心泵提高原油能量，以克服输送过程中的阻力，到达输送地点。

离心泵在石化行业和电厂中也大量应用，输水泵比例最大，是主要的耗电设备。

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59,10,一、简介泵的适用范围,03:

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59,11,一、简介泵的适用范围,03:

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59,12,一、简介泵的适用范围,03:

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00,13,一、简介泵的适用范围高压泵一般采用往复泵、小型泵采用各种转子泵，大多采用离心泵。

离心泵具有转速高、体积小，流量连续平稳以及操作方便等优点，它的应用约占所有泵的百分之八十。

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00,14,一、简介泵的适用范围油田应用较多的是离心泵和往复泵。

离心泵大多数是在泵站内工作，比较集中，用量大，绝大多数是电驱动。

往复泵大多数用在野外作业中，比较分散，用量较小。

这里主要讲离心泵的结构和原理。

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00,15,一、简介离心泵的结构离心泵的主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。

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00,16,一、简介离心泵的结构叶轮叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能（主要增加静压能）。

叶轮一般有612片后弯叶片。

叶轮有开式、半闭式和闭式三种。

叶轮有单吸和双吸两种吸液方式。

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00,17,一、简介离心泵的结构叶轮,闭式叶轮效率最高，半开式叶轮效率次之，开式叶轮效率最低；原因在于叶片间的流体倒流（外缘压力高，叶轮中心压力低）回叶轮中心，做了无用功；增加了前后盖板使倒流的可能性减小。

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00,18,一、简介离心泵的结构泵壳从叶轮中抛出的流体汇集到泵壳中，泵壳是蜗壳形的故其流道不断地扩大，高速的液体在泵壳中将大部份的动能转化为静压能，从而避免高速流体在泵体及管路内巨大的流动阻力损失。

因此泵壳不仅是液体的汇集器，而且还是一个能量转换装置。

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00,19,一、简介离心泵的结构轴封装置泵启动后在叶轮中心产生负压，故其会吸入外界的空气；液体经过叶轮的做功，获得机械能经过泵壳的汇集，能量转换成静压能较高的流体进入排出管，叶轮四周的高压流体可能泄漏到盖板与泵体间的空隙，故其会向外界漏液。

密封方式有：

填料密封与机械密封，填料密封适用于一般液体，而机械密封适用于有腐蚀性易燃、易爆液体。

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00,20,一、简介离心泵工作原理,在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也随着转动。

在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。

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00,21,一、简介离心泵工作原理,液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。

只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。

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00,22,一、简介泵的能量损失泵运转过程中存在以下三种损失：

容积损失该损失是指叶轮出口处高压液体因机械泄漏返回叶轮入口所造成的能量损失。

在三种叶轮中，开式叶轮的容积损失较大，闭式叶轮的渗漏量较小。

水力损失该损失是由于实际流体在泵内有限叶片作用下各种摩擦损失（即前述环流损失、摩擦损失、冲击损失）。

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00,23,一、简介泵的能量损失机械损失该损失包括旋转叶轮盖板外表面与液体间的摩擦以及轴承机械摩擦所造成的能量损失。

总效率=水力效率容积效率机械效率,03:

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00,24,简介泵的基本特征参数泵的运行调节泵效的测试与计算节能产品效果测试与计算泵机组监测项目与评价指标泵的调速技术介绍注水地面系统效率监测案例,03:

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00,25,二、泵的基本特征参数1.流量：

是指泵在单位时间内所输送的流体体积，用Q来表示，单位是m3/s或m3/h。

2.扬程：

是指每一单位重量的液体通过泵后，其能量的增加值，用H表示，单位是m。

P2、P1泵出口、泵进口压力，Pa；Z2Z1泵出口、泵进口压力表高度差，m；V1、V2泵进口、泵出口处液体流速，m/s。

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00,26,二、泵的基本特征参数3.功率：

通常是指泵的轴功率，也就是动力机输入到泵轴的功率，单位是kW。

4.有效功率（输出功率）：

单位时间内流过泵的液体从泵那里得到的能量，单位是kW。

PuQgH10-3Pu泵输出功率，kW；液体密度，kg/m3；g重力加速度，g9.81m/s2；Q泵实际排量，m3/s；H泵的总扬程，m。

5.转速：

泵轴每分钟的旋转次数，用n表示，单位是r/min。

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00,27,二、泵的基本特征参数a.离心泵的特性曲线,03:

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00,28,二、泵的基本特征参数b.管线特性曲线,管线特性曲线：

表示管线中液体阻力（消耗扬程）与其流量之间关系。

h表示管线总的阻力损失。

如果吸入池和排出池面间的有一高度差和压力差，用静扬程Hj表示。

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00,29,二、泵的基本特征参数c.确定泵的工况点,当泵在某一工况下稳定工作时，从能量平衡的观点出发，泵的有效扬程在任何时候都应等于一定管线所消耗的扬程，即H=Hj+h，同时泵排出的流量等于管线中通过的流量。

因此泵的特性曲线H-Q与管线特性曲线B-C的交叉点A，就是泵的工况点。

泵必定在此点工作。

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00,30,简介泵的基本特征参数泵的运行调节泵效的测试与计算节能产品效果测试与计算泵机组监测项目与评价指标泵的调速技术介绍注水地面系统效率监测案例,03:

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00,31,三、泵的运行调节泵流量的调节在实际工作中，根据工作需要，往往需要对泵的流量进行一定的调节。

调节泵的流量也就是相应地移动泵工况点的位置。

为此必须改变泵或管线的特性曲线。

管线特性曲线可以利用阀门、回流旁路、管线的串、并联进行调节。

泵的特性曲线可以用改变转速、改变叶轮级数和车削叶轮等方法来进行调节。

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00,32,三、泵的运行调节改变管线特性曲线在离心泵出口处安装调节阀。

改变调节阀的开度来改变管路阻力系数，改变管路特性曲线，达到调节流量的目的。

旁路回流改变了管路特性曲线，达到调节流量的目的,03:

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00,33,三、泵的运行调节改变管线特性曲线的方法缺点：

在排出阀门上消耗能量大，不仅增加了管路阻力损失（在阀门关小时），且使泵在低效率点工作，泵的调节效率低，在经济上很不合理。

优点：

设备简单，操作简便、灵活，应用范围广。

对于调节幅度不大而经常需要改变流量的场合，此法尤为适用。

大部分离心泵都采用这种调节方式,03:

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00,34,三、泵的运行调节管路的串联与并联特性,03:

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00,35,三、泵的运行调节改变泵的特性曲线的方法a.改变泵轴转速b.切削叶轮外径c.拆级（多级离心泵）d.泵的并联和串联运行,03:

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00,36,三、泵的运行调节改变泵轴转速离心泵的比例定律同一台离心泵的流量、扬程和轴功率分别与转数的一次方、二次方、三次方成正比。

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00,37,三、泵的运行调节改变泵轴转速在管线特性曲线不变的情况下，通过改变泵轴转速，即调速运行，使得泵的特性曲线H-Q发生变化，这样就使工况点发生了变化，从而引起流量的变化。

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00,38,三、泵的运行调节改变泵轴转速优点：

不额外增加管路阻力，不造成附件的能量损失，在一定范围内可保持泵在高效率区工作，能量利用较为经济，调节效率高，这对大功率泵是重要的。

缺点：

需要采用变转速的动力较大，且变化频繁的系统。

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00,39,三、泵的运行调节切削叶轮的方法车削定律同一台泵叶轮车削后，流量、扬程及轴功率的变化，对中、高比转数的叶轮来说，分别与叶轮外径的一次方、二次方、三次方成正比；对低比转数的叶轮来说，分别与叶轮外径的二次方、二次方、四次方成正比。

车削定律不是一个十分精确的关系式，车销量越大，可能误差越大。

其变化特点基本与改变泵轴转速类似。

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00,40,三、泵的运行调节泵的并联运行1、流量计投资额限制2、流量调节的需要3、工程分期建设4、设备安全运行的需要将两台型号相同的泵并联工作，则两泵的流量和压头必相同，且压头均等于H并。

因此，并联泵的流量为单台泵的两倍,总效率与每台泵的效率相同。

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00,41,三、泵的运行调节泵的串联运行1、设计、制造上困难2、实际工作需要分段升压3、改、扩建工程时，原设备不能满足要求4、需要变频调节时减少投资5、为保证主泵运行稳定，设置前置泵两台型号相同的泵串联工作时，串联泵的压头为单台泵的两倍。

在实际操作中，串联操作所提供的扬程并非是单泵的两倍，而是H串2H单，流量则有所提高Q串2Q单。

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00,42,三、泵的运行调节容积式泵的特性曲线转速横定时流量恒定；泵出口压力取决于外部管网；消耗功率与出口压力成线性关系；泵效较高。

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00,43,三、泵的运行调节容积式泵的运行调节旁路调节：

回流；调节转速：

原动机、传动机构调速；改变行程：

改变往复泵的柱塞行程；调整柱塞直径：

改变往复泵的柱塞直径；加前置调节泵等（小容量变频调节泵）。

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00,44,简介泵的基本特征参数泵的运行调节泵效的测试与计算节能产品效果测试与计算泵机组监测项目与评价指标泵的调速技术介绍注水地面系统效率监测案例,03:

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00,45,四、泵效的测试与计算GB/T3216-1989离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法GB/T16666-1996泵机组液体输送系统节能监测方法SY/T5264-2006油田生产系统能耗测试和计算方法SY/T6275-2007油田生产系统节能监测规范SY/T6422-1999石油企业节能产品节能效果测定,03:

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00,46,四、泵效的测试与计算术语定义1.泵系统：

由泵、交流电动机、调速装置、传动机构、管网按流程要求所组成的总体。

2.泵机组：

由泵、交流电动机、调速装置和传动机构所组成的总体。

3.管网：

由直管道、弯头、阀门、锥管及工艺所必需的其他辅助设备按流程要求所组成的总体。

4.泵系统效率：

泵系统运行时管网末端输出的有效功率与电动机输入功率之比的百分数。

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00,47,四、泵效的测试与计算泵系统边界范