泵機組節(jié)能監(jiān)測-課件

1泵機組節(jié)能監(jiān)測*1泵機組節(jié)能監(jiān)測*12簡介泵的基本特征參數(shù)泵的運行調(diào)節(jié)泵效的測試與計算節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算

泵機組監(jiān)測項目與評價指標泵的調(diào)速技術(shù)介紹注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*2簡介*23一、簡介—泵的定義泵是把原動機的機械能轉(zhuǎn)換為液體能量（位能、壓能或動能）的機械。

泵的工作原理是建立在工程流體力學(xué)基礎(chǔ)上的，也稱為流體機械。*3一、簡介—泵的定義*34一、簡介—泵的分類分為：葉片式容積式其它形式

葉片式葉片式泵是靠裝在主軸上的葉輪的旋轉(zhuǎn)，通過葉片對流體作功來提高輸送液體的能量。可分為：離心式、軸流式、混流式三種類型。*4一、簡介—泵的分類*45一、簡介—泵的分類

容積式泵通過活塞（或轉(zhuǎn)子）在泵缸（或定子）中作往復(fù)運動（或旋轉(zhuǎn)運動），使容積發(fā)生變化。容積增大時，吸入液體；容積減小時，排出液體，從而把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓能。主要包括往復(fù)泵:活塞泵

柱塞泵

隔膜泵

回轉(zhuǎn)泵:齒輪泵

螺桿泵

滑片泵*5一、簡介—泵的分類容積式泵*56一、簡介—泵的分類

其它類型泵：噴射泵

水錘泵

真空泵*6一、簡介—泵的分類其它類型泵：*67一、簡介—泵的分類

另外，按壓力可分為：

低壓泵（底于2MPa）

中壓泵

(2-6MPa)

高壓泵(高于6MPa)*7一、簡介—泵的分類另外，按壓力可分為：

*78一、簡介—泵的適用范圍泵的應(yīng)用范圍很廣，是一般的通用機械。泵在石油工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。鉆井時，用高壓往復(fù)泵循環(huán)鉆井液，以清除井底巖屑和進行噴射鉆井。固井時，用往復(fù)泵向套管與井眼環(huán)空中擠水泥，以封隔油層和加固井壁。采油時，用各種類型的有桿泵（抽油機抽油泵裝置）和無桿泵（電動潛油離心泵、水力活塞泵、電動潛油單螺桿泵和油井射流泵等）等抽油設(shè)備對不同的油井進行機械開采。*8一、簡介—泵的適用范圍泵的應(yīng)用范圍很廣，是一般的通用機械。89一、簡介—泵的適用范圍用高壓多級離心泵或往復(fù)泵向地層注水，以維持地層能量和驅(qū)油。用高壓壓裂泵對油、水井的生產(chǎn)層進行壓裂和酸化，以提高地層的滲透率，達到增產(chǎn)原油和增注水量的目的。集輸時，用離心泵提高原油能量，以克服輸送過程中的阻力，到達輸送地點。離心泵在石化行業(yè)和電廠中也大量應(yīng)用，輸水泵比例最大，是主要的耗電設(shè)備。*9一、簡介—泵的適用范圍用高壓多級離心泵或往復(fù)泵向地層注水，910一、簡介—泵的適用范圍

*10一、簡介—泵的適用范圍*1011一、簡介—泵的適用范圍指標葉

片

泵容積式泵離心泵軸流泵旋渦泵往復(fù)泵轉(zhuǎn)子泵流量均勻性均

勻不均勻比較均勻穩(wěn)定性不恒定，隨管路情況變化而變化恒

定范圍m3/h1.6-30000150-245000.4-100-6001-600揚程特點對應(yīng)一定流量，只能達到一定的揚程對應(yīng)一定流量可達到不同揚程，由管路系統(tǒng)確定范圍10~2600m2~20m8~150m0.2~100MPa0.2~60MPa效率特點在設(shè)計點最高，偏離越遠，效率越低揚程高時，效率降低較小揚程高時，效率降低較大范圍

（最高點）0.5~0.80.7~0.90.25~0.50.7~0.850.6~0.8結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)簡單，造價低，體積小，重量輕，安裝檢修方便結(jié)構(gòu)復(fù)雜，振動大，體積大，造價高同離心泵*11一、簡介—泵的適用范圍指標葉

片

泵容積1112一、簡介—泵的適用范圍指標葉

片

泵容積式泵離心泵軸流泵旋渦泵往復(fù)泵轉(zhuǎn)子泵操作與維修流量調(diào)節(jié)方法出口節(jié)流或改變轉(zhuǎn)速出口節(jié)流或改變?nèi)~片安裝角度不能用出口閥調(diào)節(jié)，只能用旁路調(diào)節(jié)用旁路調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和行程同旋渦泵自吸作用一般沒有沒有部分型號有有有啟動出口閥關(guān)閉出口閥全開出口閥全開維修簡便麻煩簡便適用范圍粘度較低的各種介質(zhì)特別適用于大流量，低揚程，粘度較低的各種介質(zhì)特別適用于小流量，較高壓力的低粘度清潔介質(zhì)適用于高壓力、小流量的清潔介質(zhì)（含懸浮液或要求完全無泄漏可用隔膜泵）適用于中低壓力、中小流量尤其適用于粘性高的介質(zhì)*12一、簡介—泵的適用范圍指標葉

片

泵容積1213一、簡介—泵的適用范圍高壓泵一般采用往復(fù)泵、小型泵采用各種轉(zhuǎn)子泵，大多采用離心泵。離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小，流量連續(xù)平穩(wěn)以及操作方便等優(yōu)點，它的應(yīng)用約占所有泵的百分之八十。*13一、簡介—泵的適用范圍*1314一、簡介—泵的適用范圍油田應(yīng)用較多的是離心泵和往復(fù)泵。離心泵大多數(shù)是在泵站內(nèi)工作，比較集中，用量大，絕大多數(shù)是電驅(qū)動。往復(fù)泵大多數(shù)用在野外作業(yè)中，比較分散，用量較小。這里主要講離心泵的結(jié)構(gòu)和原理。*14一、簡介—泵的適用范圍*1415一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的主要部件有葉輪、泵殼和軸封裝置。

*15一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)*1516一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)

葉輪

葉輪的作用是將原動機的機械能直接傳給液體，以增加液體的靜壓能和動能(主要增加靜壓能)。

葉輪一般有6~12片后彎葉片。

葉輪有開式、半閉式和閉式三種。

葉輪有單吸和雙吸兩種吸液方式。

*16一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)*1617一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)

葉輪

閉式葉輪效率最高，半開式葉輪效率次之，開式葉輪效率最低；原因在于葉片間的流體倒流（外緣壓力高，葉輪中心壓力低）回葉輪中心，做了無用功；增加了前后蓋板使倒流的可能性減小。*17一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)閉式葉輪效率最高，半開式葉1718一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)

泵殼

從葉輪中拋出的流體匯集到泵殼中，泵殼是蝸殼形的故其流道不斷地擴大，高速的液體在泵殼中將大部份的動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，從而避免高速流體在泵體及管路內(nèi)巨大的流動阻力損失。因此泵殼不僅是液體的匯集器，而且還是一個能量轉(zhuǎn)換裝置。*18一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)*1819一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)

軸封裝置泵啟動后在葉輪中心產(chǎn)生負壓，故其會吸入外界的空氣；液體經(jīng)過葉輪的做功，獲得機械能經(jīng)過泵殼的匯集，能量轉(zhuǎn)換成靜壓能較高的流體進入排出管，葉輪四周的高壓流體可能泄漏到蓋板與泵體間的空隙，故其會向外界漏液。密封方式有：填料密封與機械密封，填料密封適用于一般液體，而機械密封適用于有腐蝕性易燃、易爆液體。

*19一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)*1920一、簡介—離心泵工作原理在泵啟動前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體；啟動后，葉輪由軸帶動高速轉(zhuǎn)動，葉片間的液體也隨著轉(zhuǎn)動。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。*20一、簡介—離心泵工作原理在泵啟動前，泵殼內(nèi)灌滿被*2021一、簡介—離心泵工作原理液體由葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成了一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中。只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動，液體便會不斷地被吸入和排出。*21一、簡介—離心泵工作原理液體由葉輪中心流向外緣時，*2122一、簡介—泵的能量損失泵運轉(zhuǎn)過程中存在以下三種損失：①容積損失該損失是指葉輪出口處高壓液體因機械泄漏返回葉輪入口所造成的能量損失。在三種葉輪中，開式葉輪的容積損失較大，閉式葉輪的滲漏量較小。②水力損失該損失是由于實際流體在泵內(nèi)有限葉片作用下各種摩擦損失（即前述環(huán)流損失、摩擦損失、沖擊損失）。

*22一、簡介—泵的能量損失*2223一、簡介—泵的能量損失③機械損失該損失包括旋轉(zhuǎn)葉輪蓋板外表面與液體間的摩擦以及軸承機械摩擦所造成的能量損失。

總效率=水力效率×容積效率×機械效率*23一、簡介—泵的能量損失*2324簡介

泵的基本特征參數(shù)泵的運行調(diào)節(jié)泵效的測試與計算節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算泵機組監(jiān)測項目與評價指標泵的調(diào)速技術(shù)介紹注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*24簡介*2425二、泵的基本特征參數(shù)1.流量：是指泵在單位時間內(nèi)所輸送的流體體積，用Q來表示，單位是m3/s或m3/h。2.揚程：是指每一單位重量的液體通過泵后，其能量的增加值，用H表示，單位是m。

P2、P1——泵出口、泵進口壓力，Pa；

Z2—Z1——泵出口、泵進口壓力表高度差，m；

V1、V2——泵進口、泵出口處液體流速，m/s。

*25二、泵的基本特征參數(shù)*2526二、泵的基本特征參數(shù)3.功率：通常是指泵的軸功率，也就是動力機輸入到泵軸的功率，單位是kW。

4.有效功率（輸出功率）：單位時間內(nèi)流過泵的液體從泵那里得到的能量，單位是kW。

Pu＝ρQgH·10-3

Pu——泵輸出功率，kW；

ρ——液體密度，kg/m3；

g——重力加速度，g＝9.81m/s2；

Q——泵實際排量，m3/s；

H——泵的總揚程，m。5.轉(zhuǎn)速：泵軸每分鐘的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，用n表示，單位是r/min。*26二、泵的基本特征參數(shù)*2627二、泵的基本特征參數(shù)a.離心泵的特性曲線

4B20離心泵n＝2900r/min3026221814100204060801001201401284080%70%60%50%40%30%20%0H/mN/kWQ/(m3/h)4B型離心泵的特性曲線*27二、泵的基本特征參數(shù)4B20離心泵n＝2900r/mi2728二、泵的基本特征參數(shù)

b.管線特性曲線管線特性曲線：表示管線中液體阻力（消耗揚程）與其流量之間關(guān)系。h表示管線總的阻力損失。如果吸入池和排出池面間的有一高度差和壓力差，用靜揚程Hj表示。0QHjhHj+h管線特性曲線*28二、泵的基本特征參數(shù)

b.管線特性曲線管線特性曲線：表2829二、泵的基本特征參數(shù)

c.確定泵的工況點當泵在某一工況下穩(wěn)定工作時，從能量平衡的觀點出發(fā)，泵的有效揚程在任何時候都應(yīng)等于一定管線所消耗的揚程，即H=Hj+h，同時泵排出的流量等于管線中通過的流量。因此泵的特性曲線H-Q與管線特性曲線B-C的交叉點A，就是泵的工況點。泵必定在此點工作。0QHjhHj+h管線特性曲線0QHjHCBAH-Qη-Q確定泵的工況點*29二、泵的基本特征參數(shù)

c.確定泵的工況點當泵在某一工況2930簡介泵的基本特征參數(shù)

泵的運行調(diào)節(jié)泵效的測試與計算節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算泵機組監(jiān)測項目與評價指標泵的調(diào)速技術(shù)介紹注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*30簡介*3031三、泵的運行調(diào)節(jié)泵流量的調(diào)節(jié)在實際工作中，根據(jù)工作需要，往往需要對泵的流量進行一定的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)泵的流量也就是相應(yīng)地移動泵工況點的位置。為此必須改變泵或管線的特性曲線。

管線特性曲線可以利用閥門、回流旁路、管線的串、并聯(lián)進行調(diào)節(jié)。

泵的特性曲線可以用改變轉(zhuǎn)速、改變?nèi)~輪級數(shù)和車削葉輪等方法來進行調(diào)節(jié)。*31三、泵的運行調(diào)節(jié)*3132三、泵的運行調(diào)節(jié)

改變管線特性曲線在離心泵出口處安裝調(diào)節(jié)閥。改變調(diào)節(jié)閥的開度來改變管路阻力系數(shù)，改變管路特性曲線，達到調(diào)節(jié)流量的目的。旁路回流改變了管路特性曲線，達到調(diào)節(jié)流量的目的OQ2Q1Qhe2H221低阻高阻H1*32三、泵的運行調(diào)節(jié)OQ2Q1Qhe2H221低阻高阻H1*3233三、泵的運行調(diào)節(jié)改變管線特性曲線的方法缺點：在排出閥門上消耗能量大，不僅增加了管路阻力損失（在閥門關(guān)小時），且使泵在低效率點工作，泵的調(diào)節(jié)效率低，在經(jīng)濟上很不合理。優(yōu)點：設(shè)備簡單，操作簡便、靈活，應(yīng)用范圍廣。對于調(diào)節(jié)幅度不大而經(jīng)常需要改變流量的場合，此法尤為適用。大部分離心泵都采用這種調(diào)節(jié)方式*33三、泵的運行調(diào)節(jié)*3334三、泵的運行調(diào)節(jié)管路的串聯(lián)與并聯(lián)特性*34三、泵的運行調(diào)節(jié)*3435三、泵的運行調(diào)節(jié)改變泵的特性曲線的方法

a.改變泵軸轉(zhuǎn)速

b.切削葉輪外徑

c.拆級（多級離心泵）

d.泵的并聯(lián)和串聯(lián)運行*35三、泵的運行調(diào)節(jié)*3536三、泵的運行調(diào)節(jié)改變泵軸轉(zhuǎn)速離心泵的比例定律同一臺離心泵的流量、揚程和軸功率分別與轉(zhuǎn)數(shù)的一次方、二次方、三次方成正比。*36三、泵的運行調(diào)節(jié)*3637三、泵的運行調(diào)節(jié)改變泵軸轉(zhuǎn)速在管線特性曲線不變的情況下，通過改變泵軸轉(zhuǎn)速，即調(diào)速運行，使得泵的特性曲線H-Q發(fā)生變化，這樣就使工況點發(fā)生了變化，從而引起流量的變化。OQ1H1A1n2n1H2n1>n2改變泵的特性曲線A2Q2*37三、泵的運行調(diào)節(jié)OQ1H1A1n2n1H2n1>n23738三、泵的運行調(diào)節(jié)改變泵軸轉(zhuǎn)速優(yōu)點：不額外增加管路阻力，不造成附件的能量損失，在一定范圍內(nèi)可保持泵在高效率區(qū)工作，能量利用較為經(jīng)濟，調(diào)節(jié)效率高，這對大功率泵是重要的。缺點：需要采用變轉(zhuǎn)速的動力較大，且變化頻繁的系統(tǒng)。*38三、泵的運行調(diào)節(jié)*3839三、泵的運行調(diào)節(jié)切削葉輪的方法車削定律同一臺泵葉輪車削后，流量、揚程及軸功率的變化，對中、高比轉(zhuǎn)數(shù)的葉輪來說，分別與葉輪外徑的一次方、二次方、三次方成正比；對低比轉(zhuǎn)數(shù)的葉輪來說，分別與葉輪外徑的二次方、二次方、四次方成正比。

車削定律不是一個十分精確的關(guān)系式，車銷量越大，可能誤差越大。

其變化特點基本與改變泵軸轉(zhuǎn)速類似。

*39三、泵的運行調(diào)節(jié)*3940三、泵的運行調(diào)節(jié)泵的并聯(lián)運行1、流量計投資額限制2、流量調(diào)節(jié)的需要3、工程分期建設(shè)4、設(shè)備安全運行的需要將兩臺型號相同的泵并聯(lián)工作，則兩泵的流量和壓頭必相同，且壓頭均等于H并。因此，并聯(lián)泵的流量為單臺泵的兩倍,總效率與每臺泵的效率相同。QHaCbQ并Q1H并AB*40三、泵的運行調(diào)節(jié)QHaCbQ并Q1H并AB*4041三、泵的運行調(diào)節(jié)泵的串聯(lián)運行1、設(shè)計、制造上困難2、實際工作需要分段升壓3、改、擴建工程時，原設(shè)備不能滿足要求4、需要變頻調(diào)節(jié)時減少投資5、為保證主泵運行穩(wěn)定，設(shè)置前置泵兩臺型號相同的泵串聯(lián)工作時，串聯(lián)泵的壓頭為單臺泵的兩倍。在實際操作中，串聯(lián)操作所提供的揚程并非是單泵的兩倍，而是H串<2H單，流量則有所提高

Q串<2Q單。HCAQabQ

串BH串H1HQO*41三、泵的運行調(diào)節(jié)HCAQabQ串BH串H1HQO*4142三、泵的運行調(diào)節(jié)容積式泵的特性曲線轉(zhuǎn)速橫定時流量恒定；泵出口壓力取決于外部管網(wǎng)；消耗功率與出口壓力

成線性關(guān)系；泵效較高。*42三、泵的運行調(diào)節(jié)*4243三、泵的運行調(diào)節(jié)容積式泵的運行調(diào)節(jié)旁路調(diào)節(jié)：回流；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速：原動機、傳動機構(gòu)調(diào)速；改變行程：改變往復(fù)泵的柱塞行程；調(diào)整柱塞直徑：改變往復(fù)泵的柱塞直徑；加前置調(diào)節(jié)泵等（小容量變頻調(diào)節(jié)泵）。*43三、泵的運行調(diào)節(jié)*4344簡介泵的基本特征參數(shù)泵的運行調(diào)節(jié)

泵效的測試與計算節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算泵機組監(jiān)測項目與評價指標泵的調(diào)速技術(shù)介紹注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*44簡介*4445四、泵效的測試與計算GB/T3216-1989離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗方法GB/T16666-2019泵機組液體輸送系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法SY/T5264-2019油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計算方法SY/T6275-2019油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范SY/T6422-2019石油企業(yè)節(jié)能產(chǎn)品節(jié)能效果測定

*45四、泵效的測試與計算*4546四、泵效的測試與計算術(shù)語定義1.泵系統(tǒng)：由泵、交流電動機、調(diào)速裝置、傳動機構(gòu)、管網(wǎng)按流程要求所組成的總體。2.泵機組：由泵、交流電動機、調(diào)速裝置和傳動機構(gòu)所組成的總體。3.管網(wǎng)：由直管道、彎頭、閥門、錐管及工藝所必需的其他輔助設(shè)備按流程要求所組成的總體。4.泵系統(tǒng)效率：泵系統(tǒng)運行時管網(wǎng)末端輸出的有效功率與電動機輸入功率之比的百分數(shù)。*46四、泵效的測試與計算*4647四、泵效的測試與計算泵系統(tǒng)邊界范圍流程圖調(diào)速裝置電動機傳動機構(gòu)泵吸入管網(wǎng)排送管網(wǎng)泵機組泵系統(tǒng)*47四、泵效的測試與計算調(diào)速裝置電動機傳動機構(gòu)泵吸入管網(wǎng)排送4748四、泵效的測試與計算術(shù)語定義5.泵機組效率：泵機組運行時，泵輸出功率與電動機輸入功率之比的百分數(shù)。6.泵的效率：泵在運行時，泵的有效功率（輸出功率）與泵軸功率（或稱泵輸入功率）之比的百分數(shù)。7.電動機效率：電動機在運行時，實際輸出功率與輸入有功功率之比的百分數(shù)。8.管網(wǎng)效率：管網(wǎng)（吸入或排送管網(wǎng)）末端輸出的有效功率與管網(wǎng)（吸入或排送管網(wǎng)）起始端輸入的有效功率之比的百分數(shù)。*48四、泵效的測試與計算*4849四、泵效的測試與計算測試要求1.測試應(yīng)在正常生產(chǎn)的實際運行工況下進行，測量時應(yīng)保證運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。2.測試儀器儀表應(yīng)能滿足測試項目的要求，并在檢定合格周期內(nèi)。3.保證液體流量、壓力、電動機輸入功率等主要參量同步測試。4.測試時至少測試五組數(shù)據(jù)，保證每組數(shù)據(jù)的讀取同步進行，取每個測試參量各次讀數(shù)的算數(shù)平均值作為最后的計算值。監(jiān)測時，要求測試時間不少于60分鐘，每隔5~15分鐘記錄一組數(shù)據(jù)。*49四、泵效的測試與計算*4950四、泵效的測試與計算測試儀器儀表及精度等級和測試參量測試儀器儀表明細表序號儀器儀表名稱測試計算參量準確度要求1輸入功率測試儀表電動機輸入功率1.5/2.0（高壓）2壓力表進出口壓力、閥后壓力2.53流量儀表泵實際排量2.54秒表時間（電度表轉(zhuǎn)動）1.05米尺壓力表高度、管徑*50四、泵效的測試與計算序號儀器儀表名稱測試計算參量準確度要5051四、泵效的測試與計算主要計算公式電動機輸入功率泵軸功率泵輸出功率系統(tǒng)輸出功率（系統(tǒng)有效功率）泵的效率泵機組效率管網(wǎng)效率泵系統(tǒng)效率（泵機組液體輸送系統(tǒng)效率）*51四、泵效的測試與計算*5152四、泵效的測試與計算電機輸入功率（1）當電動機電源為低壓時，一般采用功率法直接測量，也可采用電度表法間接測量（2）當電動機電源電壓為高壓時，電機輸入功率可利用電動機控制柜上的電度表配合秒表進行測量，并用下式計算KCT——電流互感器的變比；KPT——電壓互感器的變比；n——測量期內(nèi)電度表鋁盤所轉(zhuǎn)的圈數(shù)，r；

t——電度表轉(zhuǎn)n圈所用的時間，s；ξ——電度表常數(shù)，r/（kW·h）。*52四、泵效的測試與計算*5253四、泵效的測試與計算泵軸功率泵軸所接受的功率，kW。

Pa＝Pgrηmot

式中：Pgr——電動機輸入功率；

ηmot——電動機效率。*53四、泵效的測試與計算*5354四、泵效的測試與計算電動機效率

PN——電動機額定功率，kW；

β——電動機負載系數(shù)，按《GB/T12497-2019三相異步電動機經(jīng)濟運行》中的有關(guān)公式計算，計算時還需要查出電動機額定效率ηN、電動機空載有功損耗P0兩個常數(shù)。*54四、泵效的測試與計算*5455四、泵效的測試與計算泵傳遞給液體的功率

Pu＝ρQgH·10-3Pu——泵輸出功率，kW；ρ——液體密度，kg/m3；g——重力加速度，g＝9.81m/s2；Q——泵實際排量，m3/s；H——泵的總揚程，m。*55四、泵效的測試與計算*5556四、泵效的測試與計算泵的總揚程

P2、P1——泵出口、泵進口壓力，Pa；

Z2-Z1——泵出口、泵進口壓力表高度差，m；

V1、V2——泵進口、泵出口處液體流速，m/s。當泵的出口、進口壓力表高度差（Z2-Z1）和動能差可以忽略的情況下允許采用下式計算泵輸出功率：

Pu＝（P2－P1）×Q·10-3

k

W*56四、泵效的測試與計算*5657四、泵效的測試與計算系統(tǒng)輸出功率（系統(tǒng)有效功率）泵系統(tǒng)運行時管網(wǎng)末端輸出的有效功率H3——調(diào)節(jié)閥后的總揚程P3——調(diào)節(jié)閥出口后的壓力，Pa；Z3——調(diào)節(jié)閥后的壓力表高度，m；V3——調(diào)節(jié)閥后處液體流速，m/s。*57四、泵效的測試與計算*5758四、泵效的測試與計算泵的效率

Pu——泵輸出功率；

Pa——泵軸功率。泵機組效率

Pu——泵輸出功率；

Pgr——電動機輸入功率。*58四、泵效的測試與計算*5859四、泵效的測試與計算管網(wǎng)效率H1——調(diào)節(jié)閥引起的揚程損失，mP3——調(diào)節(jié)閥出口后的壓力，Pa；Z2-Z3——調(diào)節(jié)閥前后的壓力表高度差，m；V3——調(diào)節(jié)閥后處液體流速，m/s。*59四、泵效的測試與計算*5960*60*6061簡介泵的基本特征參數(shù)泵的運行調(diào)節(jié)泵效的測試與計算

節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算泵機組監(jiān)測項目與評價指標泵的調(diào)速技術(shù)介紹注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*61簡介*6162五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算測試方法及要求1.采用“效果比較測定法”，即在可比的使用條件下，將應(yīng)用節(jié)能產(chǎn)品前后的能耗指標進行比較，用節(jié)能率表示其節(jié)能效果。具體測試過程應(yīng)按GB/T3216-1989《離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗方法》中的有關(guān)要求進行。2.應(yīng)用節(jié)能產(chǎn)品測試前后流量的變化不應(yīng)超過±5％。3.對注水泵、輸油泵進行性能測試時，試驗應(yīng)從功率最小的工況點開始順次進行到功率最大的工況點。測量點應(yīng)均勻分布在整個性能曲線上，每個點試驗時間不應(yīng)少于10分鐘。*62五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算*6263五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算計算方法有功節(jié)電率ξby——有功節(jié)電率，％；W1'——應(yīng)用節(jié)能產(chǎn)品前輸送1m3介質(zhì)有功耗電量，kW·h/m3；W2'——應(yīng)用節(jié)能產(chǎn)品后輸送1m3介質(zhì)有功耗電量，kW·h/m3。*63五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算*6364五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算計算方法無功節(jié)電率ξbw——無功節(jié)電率，％；Q1‘——應(yīng)用節(jié)能產(chǎn)品前輸送1m3介質(zhì)無功耗電量，kvar·h/m3；Q2‘——應(yīng)用節(jié)能產(chǎn)品后輸送1m3介質(zhì)無功耗電量，kvar·h/m3。*64五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算*6465五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算計算方法綜合節(jié)電率ξb——綜合節(jié)電率，％；Kq——無功經(jīng)濟當量，kW/kvar。Kq取值按GB/T12497的規(guī)定執(zhí)行。即當電動機直連發(fā)電機母線或直連已進行無功補償?shù)哪妇€時取0.02～0.04；二次變壓取0.05～0.07；三次變壓取0.08～0.1。當電網(wǎng)采取無功補償時，應(yīng)從補償端計算電動機的電源變壓次數(shù)。*65五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算*6566簡介泵的基本特征參數(shù)泵的運行調(diào)節(jié)泵效的測試與計算節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算泵機組監(jiān)測項目與評價指標泵的調(diào)速技術(shù)介紹注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*66簡介*6667六、泵機組監(jiān)測項目與評價指標主要技術(shù)標準有：GB/T16666-2019《泵機組液體輸送系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法》中的有關(guān)要求。SY/T6275-2019《油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范》中的有關(guān)要求。*67六、泵機組監(jiān)測項目與評價指標*6768六、泵機組監(jiān)測項目與評價指標GB/T16666-2019《泵機組液體輸送系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法》要求1.監(jiān)測檢查項目

（1）泵及電動機不得使用國家規(guī)定的淘汰產(chǎn)品；（2）功率為50kW及以上的電動機應(yīng)配備電流表、電壓表和電度表。功率為100kW及以上的電動機應(yīng)采取就地無功補償?shù)裙?jié)電措施。泵機組與管網(wǎng)匹配，運行正常，管網(wǎng)布置合理，無明顯泄漏。*68六、泵機組監(jiān)測項目與評價指標*6869六、泵機組監(jiān)測項目與評價指標GB/T16666-2019《泵機組液體輸送系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法》要求2.監(jiān)測測試項目（1）電動機負載率（2）泵機組效率（3）泵機組液體輸送效率

*69六、泵機組監(jiān)測項目與評價指標*6970六、泵機組監(jiān)測項目與評價指標GB/T16666-2019《泵機組液體輸送系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法》要求3.評價指標具體合格指標見下表：電機功率kW泵機組效率％泵機組液體輸送效率％電動機負載率％5～50≥37≥30≥40≥50～250≥44≥35≥250≥51≥45*70六、泵機組監(jiān)測項目與評價指標電機功率泵機組效率泵機組液7071六、泵機組監(jiān)測項目與評價指標據(jù)SY/T6275-2019《油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范》1.原油集輸系統(tǒng)指標要求監(jiān)測項目功率因數(shù)機組效率%節(jié)流損失率%評價指標限定值限定值節(jié)能評價值限定值Q≤25≥0.82≥42≥46≤1625＜Q≤50≥0.85≥48≥5350＜Q≤80≥0.85≥54≥5880＜Q≤100≥0.85≥56≥60100＜Q≤150≥0.86≥59≥62≤10150＜Q≤200≥0.86≥61≥65200＜Q≤250≥0.86≥62≥66250＜Q≤300≥0.87≥64≥68300＜Q≤400≥0.87≥65≥69400＜Q≤600≥0.87≥67≥71Q＞600≥0.87≥68≥72注：Q為泵額定排量，單位為立方米/小時（m3/h）。*71六、泵機組監(jiān)測項目與評價指標監(jiān)測項目功率因數(shù)機組效率7172六、泵機組監(jiān)測項目與評價指標據(jù)SY/T6275-2019《油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范》2.注水地面系統(tǒng)指標要求監(jiān)測項目

評價指標Q＜100100≤Q155≤Q250≤Q300≤QQ≥400＜155＜250＜300＜400系統(tǒng)效率%離心泵限定值≥44≥46≥48往復(fù)泵限定值≥49離心泵節(jié)能評價值≥48≥51≥53往復(fù)泵節(jié)能評價值≥54節(jié)流損失率%離心泵限定值≤6功率因數(shù)離心泵限定值≥0.85≥0.86≥0.87≥0.87≥0.87≥0.87往復(fù)泵限定值≥0.84機組效率%離心泵限定值≥53≥58≥66≥68≥71≥72往復(fù)泵限定值≥72離心泵節(jié)能評價值≥58≥63≥70≥73≥75≥78往復(fù)泵節(jié)能評價值≥78注：Q為泵額定排量，單位為立方米/小時（m3/h）。*72六、泵機組監(jiān)測項目與評價指標監(jiān)測項目評價指標Q＜107273簡介泵的基本特征參數(shù)泵的運行調(diào)節(jié)泵效的測試與計算節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算泵機組監(jiān)測項目與評價指標

泵的調(diào)速技術(shù)介紹注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*73簡介*7374七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹電動機直接調(diào)速變頻調(diào)速串級調(diào)速變級調(diào)速串電阻調(diào)速及無換向器電動機調(diào)速變頻調(diào)速與串級調(diào)速為高效的調(diào)速系統(tǒng)恒速電動機帶調(diào)速傳動裝置調(diào)速液力偶合器液力調(diào)速離合器電磁轉(zhuǎn)差離合器*74七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹*7475七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹變頻調(diào)速1.變頻調(diào)速的基本原理2.變頻調(diào)速的優(yōu)缺點*75七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹*7576七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹變頻調(diào)速1.變頻調(diào)速的基本原理異步電動機轉(zhuǎn)速nf——電源頻率，Hz；

p——極對數(shù)；

s——轉(zhuǎn)差率。*76七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹*7677七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹變頻調(diào)速1.變頻調(diào)速的基本原理

變頻調(diào)速＝變頻變壓調(diào)速由上式可知，極數(shù)p一定的異步電動機，在轉(zhuǎn)差率S變化不大時，轉(zhuǎn)速n基本上與電源頻率成正比。因此，只要能設(shè)法改變f，就可以改變n。基于這個原理，變頻調(diào)速就是用變頻器作為變頻電源，通過改變電源頻率的方法，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。實際上，若僅改變電源的頻率則不能獲得異步電動機滿意的調(diào)速性能，因此，必須在調(diào)節(jié)的同時，對定子相電壓U也進行調(diào)節(jié)，使f與U之間存在一定的比例關(guān)系。故變頻電源實際上是變頻變壓電源，而變頻調(diào)速準確地稱呼應(yīng)是變頻變壓調(diào)速。*77七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹*7778七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹變頻調(diào)速2.功率損耗泵的額定功率Pe與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系是

Pe＝Kbn3

式中：Kb——系數(shù)。調(diào)速過程中，不同轉(zhuǎn)速ni時泵的軸功率為

Pi＝Kbni3

泵的流量變化與轉(zhuǎn)速變化成正比，即

Qi/Q=ni/n＝i式中：i——調(diào)速比可以推出：

Pi＝Pei3

結(jié)論：調(diào)低電機轉(zhuǎn)速可以減少功率消耗。*78七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹*7879七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹變頻調(diào)速3.變頻調(diào)速的優(yōu)點（1）調(diào)速效率高，屬于高效調(diào)速方式。（2）調(diào)速范圍寬，一般可達20：1，并在整個調(diào)速范圍內(nèi)均具有高的調(diào)速效率。所以變頻調(diào)速適用于調(diào)速范圍寬且經(jīng)常處于低負荷狀態(tài)下運行的場合。（3）機械特性較硬，在無自動控制時，轉(zhuǎn)速變化率在5％以下；當采用自動控制時，能作高精度運行，把轉(zhuǎn)速波動率控制在0.5％～1％左右。（4）變頻裝置萬一發(fā)生故障，可以退出運行，改由電網(wǎng)直接供電，泵仍可繼續(xù)保持運轉(zhuǎn)。（5）能兼作啟動設(shè)備，即通過變頻電源將電動機啟動到某一轉(zhuǎn)速，再斷開變頻電源，電動機可直接接到工頻電源使泵加速到全速。*79七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹*7980七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹變頻調(diào)速3.變頻調(diào)速的缺點（1）高壓電機的變頻調(diào)速裝置的初投資比較高，是應(yīng)用于泵的調(diào)速節(jié)能中的主要障礙。（2）變頻器輸出的電流或電壓的波形為非正弦波而產(chǎn)生的高次諧波，會對電動機及電源產(chǎn)生種種不良影響，應(yīng)采取措施加以清除。*80七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹*8081七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹液力耦合器調(diào)速1.液力耦合器的工作原理

液力偶合器主要由泵輪、渦輪及旋轉(zhuǎn)外套組成。泵輪與主動軸固定連接，渦輪與從動軸固定連接，主動軸和從動軸又分別與電動機和泵相連接。泵輪內(nèi)腔和渦輪內(nèi)腔共同形成的圓環(huán)狀的空腔稱為工作腔。通過改變工作腔中工作油的充滿度，亦即改變循環(huán)圓內(nèi)的循環(huán)油量，就可以改變液力偶合器所傳遞的轉(zhuǎn)距和輸出油的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)在動力機為全速的情況下，對泵進行無級變速。*81七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹*8182六、泵的調(diào)速技術(shù)介紹液力耦合器調(diào)速2.液力耦合器的優(yōu)點（1）無級調(diào)速。在液力偶合器輸入轉(zhuǎn)速不變的情況下，可以輸出連續(xù)的、無級變化的轉(zhuǎn)速。（2）工作平穩(wěn)?？梢云椒€(wěn)地啟動、加速、減速、停止。（3）空載啟動。電動機能空載或輕載啟動，故可選用最經(jīng)濟的電動機及電控設(shè)備，降低啟動電流，節(jié)約電能。（4）隔離振動。液力偶合器的泵輪和渦輪之間沒有機械聯(lián)系，轉(zhuǎn)距通過工作液體傳遞，是柔性連接，當主動軸有周期性振動（如扭振）時，不會傳到從動軸上，具有良好的隔振效果，能減緩沖擊負荷，延長電動機及泵的機械壽命。*82六、泵的調(diào)速技術(shù)介紹*8283六、泵的調(diào)速技術(shù)介紹液力耦合器調(diào)速2.液力耦合器的優(yōu)點（5）過載保護。由于液力偶合器是柔性傳動，其泵輪與渦輪之間有轉(zhuǎn)速差，故當從動軸阻力距突然增加時，轉(zhuǎn)差就增大，甚至制動，而原動機仍能繼續(xù)運轉(zhuǎn)，而不致燒毀，泵也可以收到保護。（6）無機械磨損。因泵輪和渦輪間無直接的機械接觸，故工作可靠，能長期無檢修運行，壽命長。（7）便于控制。液力偶合器是無級調(diào)速，故便于實現(xiàn)自動控制，適用于個伺服系統(tǒng)控制.（8）節(jié)能。與閥門節(jié)流調(diào)節(jié)相比較，節(jié)能效果顯著。*83六、泵的調(diào)速技術(shù)介紹*8384七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹液力耦合器調(diào)速3.液力耦合器的缺點（1）在原動機額定轉(zhuǎn)速較低的場合，要求同樣的轉(zhuǎn)矩而采用較小的轉(zhuǎn)速時，液力偶合器的工作腔直徑加大，即液力偶合器的尺寸和重量將相應(yīng)增加，這不但增加了造價，而且還會使偶合器調(diào)速的延遲時間增加，不適應(yīng)處理緊急事故的要求。（2）對于大功率的液力偶合器，除本體外還要有一套諸如供油泵、冷卻器、油箱等輔助設(shè)備和管路系統(tǒng)，使設(shè)備復(fù)雜化。（3）在運轉(zhuǎn)中隨著負載的變化，轉(zhuǎn)速比也相應(yīng)變化，因此不可能有精確的傳動比。（4）液力偶合器一旦發(fā)生故障，泵也不能繼續(xù)工作。*84七、泵的調(diào)速技術(shù)介紹*8485簡介泵的基本特征參數(shù)泵的運行調(diào)節(jié)泵效的測試與計算節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算泵機組監(jiān)測項目與評價指標泵的調(diào)速技術(shù)介紹

注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*85簡介*8586八、注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*86八、注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*86872009年5月23日歡迎指正*872009年5月23日歡迎指正*8788泵機組節(jié)能監(jiān)測*1泵機組節(jié)能監(jiān)測*8889簡介泵的基本特征參數(shù)泵的運行調(diào)節(jié)泵效的測試與計算節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算

泵機組監(jiān)測項目與評價指標泵的調(diào)速技術(shù)介紹注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*2簡介*8990一、簡介—泵的定義泵是把原動機的機械能轉(zhuǎn)換為液體能量（位能、壓能或動能）的機械。

泵的工作原理是建立在工程流體力學(xué)基礎(chǔ)上的，也稱為流體機械。*3一、簡介—泵的定義*9091一、簡介—泵的分類分為：葉片式容積式其它形式

葉片式葉片式泵是靠裝在主軸上的葉輪的旋轉(zhuǎn)，通過葉片對流體作功來提高輸送液體的能量?？煞譃椋弘x心式、軸流式、混流式三種類型。*4一、簡介—泵的分類*9192一、簡介—泵的分類

容積式泵通過活塞（或轉(zhuǎn)子）在泵缸（或定子）中作往復(fù)運動（或旋轉(zhuǎn)運動），使容積發(fā)生變化。容積增大時，吸入液體；容積減小時，排出液體，從而把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓能。主要包括往復(fù)泵:活塞泵

柱塞泵

隔膜泵

回轉(zhuǎn)泵:齒輪泵

螺桿泵

滑片泵*5一、簡介—泵的分類容積式泵*9293一、簡介—泵的分類

其它類型泵：噴射泵

水錘泵

真空泵*6一、簡介—泵的分類其它類型泵：*9394一、簡介—泵的分類

另外，按壓力可分為：

低壓泵（底于2MPa）

中壓泵

(2-6MPa)

高壓泵(高于6MPa)*7一、簡介—泵的分類另外，按壓力可分為：

*9495一、簡介—泵的適用范圍泵的應(yīng)用范圍很廣，是一般的通用機械。泵在石油工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。鉆井時，用高壓往復(fù)泵循環(huán)鉆井液，以清除井底巖屑和進行噴射鉆井。固井時，用往復(fù)泵向套管與井眼環(huán)空中擠水泥，以封隔油層和加固井壁。采油時，用各種類型的有桿泵（抽油機抽油泵裝置）和無桿泵（電動潛油離心泵、水力活塞泵、電動潛油單螺桿泵和油井射流泵等）等抽油設(shè)備對不同的油井進行機械開采。*8一、簡介—泵的適用范圍泵的應(yīng)用范圍很廣，是一般的通用機械。9596一、簡介—泵的適用范圍用高壓多級離心泵或往復(fù)泵向地層注水，以維持地層能量和驅(qū)油。用高壓壓裂泵對油、水井的生產(chǎn)層進行壓裂和酸化，以提高地層的滲透率，達到增產(chǎn)原油和增注水量的目的。集輸時，用離心泵提高原油能量，以克服輸送過程中的阻力，到達輸送地點。離心泵在石化行業(yè)和電廠中也大量應(yīng)用，輸水泵比例最大，是主要的耗電設(shè)備。*9一、簡介—泵的適用范圍用高壓多級離心泵或往復(fù)泵向地層注水，9697一、簡介—泵的適用范圍

*10一、簡介—泵的適用范圍*9798一、簡介—泵的適用范圍指標葉

片

泵容積式泵離心泵軸流泵旋渦泵往復(fù)泵轉(zhuǎn)子泵流量均勻性均

勻不均勻比較均勻穩(wěn)定性不恒定，隨管路情況變化而變化恒

定范圍m3/h1.6-30000150-245000.4-100-6001-600揚程特點對應(yīng)一定流量，只能達到一定的揚程對應(yīng)一定流量可達到不同揚程，由管路系統(tǒng)確定范圍10~2600m2~20m8~150m0.2~100MPa0.2~60MPa效率特點在設(shè)計點最高，偏離越遠，效率越低揚程高時，效率降低較小揚程高時，效率降低較大范圍

（最高點）0.5~0.80.7~0.90.25~0.50.7~0.850.6~0.8結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)簡單，造價低，體積小，重量輕，安裝檢修方便結(jié)構(gòu)復(fù)雜，振動大，體積大，造價高同離心泵*11一、簡介—泵的適用范圍指標葉

片

泵容積9899一、簡介—泵的適用范圍指標葉

片

泵容積式泵離心泵軸流泵旋渦泵往復(fù)泵轉(zhuǎn)子泵操作與維修流量調(diào)節(jié)方法出口節(jié)流或改變轉(zhuǎn)速出口節(jié)流或改變?nèi)~片安裝角度不能用出口閥調(diào)節(jié)，只能用旁路調(diào)節(jié)用旁路調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和行程同旋渦泵自吸作用一般沒有沒有部分型號有有有啟動出口閥關(guān)閉出口閥全開出口閥全開維修簡便麻煩簡便適用范圍粘度較低的各種介質(zhì)特別適用于大流量，低揚程，粘度較低的各種介質(zhì)特別適用于小流量，較高壓力的低粘度清潔介質(zhì)適用于高壓力、小流量的清潔介質(zhì)（含懸浮液或要求完全無泄漏可用隔膜泵）適用于中低壓力、中小流量尤其適用于粘性高的介質(zhì)*12一、簡介—泵的適用范圍指標葉

片

泵容積99100一、簡介—泵的適用范圍高壓泵一般采用往復(fù)泵、小型泵采用各種轉(zhuǎn)子泵，大多采用離心泵。離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小，流量連續(xù)平穩(wěn)以及操作方便等優(yōu)點，它的應(yīng)用約占所有泵的百分之八十。*13一、簡介—泵的適用范圍*100101一、簡介—泵的適用范圍油田應(yīng)用較多的是離心泵和往復(fù)泵。離心泵大多數(shù)是在泵站內(nèi)工作，比較集中，用量大，絕大多數(shù)是電驅(qū)動。往復(fù)泵大多數(shù)用在野外作業(yè)中，比較分散，用量較小。這里主要講離心泵的結(jié)構(gòu)和原理。*14一、簡介—泵的適用范圍*101102一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)離心泵的主要部件有葉輪、泵殼和軸封裝置。

*15一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)*102103一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)

葉輪

葉輪的作用是將原動機的機械能直接傳給液體，以增加液體的靜壓能和動能(主要增加靜壓能)。

葉輪一般有6~12片后彎葉片。

葉輪有開式、半閉式和閉式三種。

葉輪有單吸和雙吸兩種吸液方式。

*16一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)*103104一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)

葉輪

閉式葉輪效率最高，半開式葉輪效率次之，開式葉輪效率最低；原因在于葉片間的流體倒流（外緣壓力高，葉輪中心壓力低）回葉輪中心，做了無用功；增加了前后蓋板使倒流的可能性減小。*17一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)閉式葉輪效率最高，半開式葉104105一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)

泵殼

從葉輪中拋出的流體匯集到泵殼中，泵殼是蝸殼形的故其流道不斷地擴大，高速的液體在泵殼中將大部份的動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，從而避免高速流體在泵體及管路內(nèi)巨大的流動阻力損失。因此泵殼不僅是液體的匯集器，而且還是一個能量轉(zhuǎn)換裝置。*18一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)*105106一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)

軸封裝置泵啟動后在葉輪中心產(chǎn)生負壓，故其會吸入外界的空氣；液體經(jīng)過葉輪的做功，獲得機械能經(jīng)過泵殼的匯集，能量轉(zhuǎn)換成靜壓能較高的流體進入排出管，葉輪四周的高壓流體可能泄漏到蓋板與泵體間的空隙，故其會向外界漏液。密封方式有：填料密封與機械密封，填料密封適用于一般液體，而機械密封適用于有腐蝕性易燃、易爆液體。

*19一、簡介—離心泵的結(jié)構(gòu)*106107一、簡介—離心泵工作原理在泵啟動前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體；啟動后，葉輪由軸帶動高速轉(zhuǎn)動，葉片間的液體也隨著轉(zhuǎn)動。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。*20一、簡介—離心泵工作原理在泵啟動前，泵殼內(nèi)灌滿被*107108一、簡介—離心泵工作原理液體由葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成了一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中。只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動，液體便會不斷地被吸入和排出。*21一、簡介—離心泵工作原理液體由葉輪中心流向外緣時，*108109一、簡介—泵的能量損失泵運轉(zhuǎn)過程中存在以下三種損失：①容積損失該損失是指葉輪出口處高壓液體因機械泄漏返回葉輪入口所造成的能量損失。在三種葉輪中，開式葉輪的容積損失較大，閉式葉輪的滲漏量較小。②水力損失該損失是由于實際流體在泵內(nèi)有限葉片作用下各種摩擦損失（即前述環(huán)流損失、摩擦損失、沖擊損失）。

*22一、簡介—泵的能量損失*109110一、簡介—泵的能量損失③機械損失該損失包括旋轉(zhuǎn)葉輪蓋板外表面與液體間的摩擦以及軸承機械摩擦所造成的能量損失。

總效率=水力效率×容積效率×機械效率*23一、簡介—泵的能量損失*110111簡介

泵的基本特征參數(shù)泵的運行調(diào)節(jié)泵效的測試與計算節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算泵機組監(jiān)測項目與評價指標泵的調(diào)速技術(shù)介紹注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*24簡介*111112二、泵的基本特征參數(shù)1.流量：是指泵在單位時間內(nèi)所輸送的流體體積，用Q來表示，單位是m3/s或m3/h。2.揚程：是指每一單位重量的液體通過泵后，其能量的增加值，用H表示，單位是m。

P2、P1——泵出口、泵進口壓力，Pa；

Z2—Z1——泵出口、泵進口壓力表高度差，m；

V1、V2——泵進口、泵出口處液體流速，m/s。

*25二、泵的基本特征參數(shù)*112113二、泵的基本特征參數(shù)3.功率：通常是指泵的軸功率，也就是動力機輸入到泵軸的功率，單位是kW。

4.有效功率（輸出功率）：單位時間內(nèi)流過泵的液體從泵那里得到的能量，單位是kW。

Pu＝ρQgH·10-3

Pu——泵輸出功率，kW；

ρ——液體密度，kg/m3；

g——重力加速度，g＝9.81m/s2；

Q——泵實際排量，m3/s；

H——泵的總揚程，m。5.轉(zhuǎn)速：泵軸每分鐘的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，用n表示，單位是r/min。*26二、泵的基本特征參數(shù)*113114二、泵的基本特征參數(shù)a.離心泵的特性曲線

4B20離心泵n＝2900r/min3026221814100204060801001201401284080%70%60%50%40%30%20%0H/mN/kWQ/(m3/h)4B型離心泵的特性曲線*27二、泵的基本特征參數(shù)4B20離心泵n＝2900r/mi114115二、泵的基本特征參數(shù)

b.管線特性曲線管線特性曲線：表示管線中液體阻力（消耗揚程）與其流量之間關(guān)系。h表示管線總的阻力損失。如果吸入池和排出池面間的有一高度差和壓力差，用靜揚程Hj表示。0QHjhHj+h管線特性曲線*28二、泵的基本特征參數(shù)

b.管線特性曲線管線特性曲線：表115116二、泵的基本特征參數(shù)

c.確定泵的工況點當泵在某一工況下穩(wěn)定工作時，從能量平衡的觀點出發(fā)，泵的有效揚程在任何時候都應(yīng)等于一定管線所消耗的揚程，即H=Hj+h，同時泵排出的流量等于管線中通過的流量。因此泵的特性曲線H-Q與管線特性曲線B-C的交叉點A，就是泵的工況點。泵必定在此點工作。0QHjhHj+h管線特性曲線0QHjHCBAH-Qη-Q確定泵的工況點*29二、泵的基本特征參數(shù)

c.確定泵的工況點當泵在某一工況116117簡介泵的基本特征參數(shù)

泵的運行調(diào)節(jié)泵效的測試與計算節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算泵機組監(jiān)測項目與評價指標泵的調(diào)速技術(shù)介紹注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*30簡介*117118三、泵的運行調(diào)節(jié)泵流量的調(diào)節(jié)在實際工作中，根據(jù)工作需要，往往需要對泵的流量進行一定的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)泵的流量也就是相應(yīng)地移動泵工況點的位置。為此必須改變泵或管線的特性曲線。

管線特性曲線可以利用閥門、回流旁路、管線的串、并聯(lián)進行調(diào)節(jié)。

泵的特性曲線可以用改變轉(zhuǎn)速、改變?nèi)~輪級數(shù)和車削葉輪等方法來進行調(diào)節(jié)。*31三、泵的運行調(diào)節(jié)*118119三、泵的運行調(diào)節(jié)

改變管線特性曲線在離心泵出口處安裝調(diào)節(jié)閥。改變調(diào)節(jié)閥的開度來改變管路阻力系數(shù)，改變管路特性曲線，達到調(diào)節(jié)流量的目的。旁路回流改變了管路特性曲線，達到調(diào)節(jié)流量的目的OQ2Q1Qhe2H221低阻高阻H1*32三、泵的運行調(diào)節(jié)OQ2Q1Qhe2H221低阻高阻H1*119120三、泵的運行調(diào)節(jié)改變管線特性曲線的方法缺點：在排出閥門上消耗能量大，不僅增加了管路阻力損失（在閥門關(guān)小時），且使泵在低效率點工作，泵的調(diào)節(jié)效率低，在經(jīng)濟上很不合理。優(yōu)點：設(shè)備簡單，操作簡便、靈活，應(yīng)用范圍廣。對于調(diào)節(jié)幅度不大而經(jīng)常需要改變流量的場合，此法尤為適用。大部分離心泵都采用這種調(diào)節(jié)方式*33三、泵的運行調(diào)節(jié)*120121三、泵的運行調(diào)節(jié)管路的串聯(lián)與并聯(lián)特性*34三、泵的運行調(diào)節(jié)*121122三、泵的運行調(diào)節(jié)改變泵的特性曲線的方法

a.改變泵軸轉(zhuǎn)速

b.切削葉輪外徑

c.拆級（多級離心泵）

d.泵的并聯(lián)和串聯(lián)運行*35三、泵的運行調(diào)節(jié)*122123三、泵的運行調(diào)節(jié)改變泵軸轉(zhuǎn)速離心泵的比例定律同一臺離心泵的流量、揚程和軸功率分別與轉(zhuǎn)數(shù)的一次方、二次方、三次方成正比。*36三、泵的運行調(diào)節(jié)*123124三、泵的運行調(diào)節(jié)改變泵軸轉(zhuǎn)速在管線特性曲線不變的情況下，通過改變泵軸轉(zhuǎn)速，即調(diào)速運行，使得泵的特性曲線H-Q發(fā)生變化，這樣就使工況點發(fā)生了變化，從而引起流量的變化。OQ1H1A1n2n1H2n1>n2改變泵的特性曲線A2Q2*37三、泵的運行調(diào)節(jié)OQ1H1A1n2n1H2n1>n2124125三、泵的運行調(diào)節(jié)改變泵軸轉(zhuǎn)速優(yōu)點：不額外增加管路阻力，不造成附件的能量損失，在一定范圍內(nèi)可保持泵在高效率區(qū)工作，能量利用較為經(jīng)濟，調(diào)節(jié)效率高，這對大功率泵是重要的。缺點：需要采用變轉(zhuǎn)速的動力較大，且變化頻繁的系統(tǒng)。*38三、泵的運行調(diào)節(jié)*125126三、泵的運行調(diào)節(jié)切削葉輪的方法車削定律同一臺泵葉輪車削后，流量、揚程及軸功率的變化，對中、高比轉(zhuǎn)數(shù)的葉輪來說，分別與葉輪外徑的一次方、二次方、三次方成正比；對低比轉(zhuǎn)數(shù)的葉輪來說，分別與葉輪外徑的二次方、二次方、四次方成正比。

車削定律不是一個十分精確的關(guān)系式，車銷量越大，可能誤差越大。

其變化特點基本與改變泵軸轉(zhuǎn)速類似。

*39三、泵的運行調(diào)節(jié)*126127三、泵的運行調(diào)節(jié)泵的并聯(lián)運行1、流量計投資額限制2、流量調(diào)節(jié)的需要3、工程分期建設(shè)4、設(shè)備安全運行的需要將兩臺型號相同的泵并聯(lián)工作，則兩泵的流量和壓頭必相同，且壓頭均等于H并。因此，并聯(lián)泵的流量為單臺泵的兩倍,總效率與每臺泵的效率相同。QHaCbQ并Q1H并AB*40三、泵的運行調(diào)節(jié)QHaCbQ并Q1H并AB*127128三、泵的運行調(diào)節(jié)泵的串聯(lián)運行1、設(shè)計、制造上困難2、實際工作需要分段升壓3、改、擴建工程時，原設(shè)備不能滿足要求4、需要變頻調(diào)節(jié)時減少投資5、為保證主泵運行穩(wěn)定，設(shè)置前置泵兩臺型號相同的泵串聯(lián)工作時，串聯(lián)泵的壓頭為單臺泵的兩倍。在實際操作中，串聯(lián)操作所提供的揚程并非是單泵的兩倍，而是H串<2H單，流量則有所提高

Q串<2Q單。HCAQabQ

串BH串H1HQO*41三、泵的運行調(diào)節(jié)HCAQabQ串BH串H1HQO*128129三、泵的運行調(diào)節(jié)容積式泵的特性曲線轉(zhuǎn)速橫定時流量恒定；泵出口壓力取決于外部管網(wǎng)；消耗功率與出口壓力

成線性關(guān)系；泵效較高。*42三、泵的運行調(diào)節(jié)*129130三、泵的運行調(diào)節(jié)容積式泵的運行調(diào)節(jié)旁路調(diào)節(jié)：回流；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速：原動機、傳動機構(gòu)調(diào)速；改變行程：改變往復(fù)泵的柱塞行程；調(diào)整柱塞直徑：改變往復(fù)泵的柱塞直徑；加前置調(diào)節(jié)泵等（小容量變頻調(diào)節(jié)泵）。*43三、泵的運行調(diào)節(jié)*130131簡介泵的基本特征參數(shù)泵的運行調(diào)節(jié)

泵效的測試與計算節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算泵機組監(jiān)測項目與評價指標泵的調(diào)速技術(shù)介紹注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*44簡介*131132四、泵效的測試與計算GB/T3216-1989離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗方法GB/T16666-2019泵機組液體輸送系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法SY/T5264-2019油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計算方法SY/T6275-2019油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范SY/T6422-2019石油企業(yè)節(jié)能產(chǎn)品節(jié)能效果測定

*45四、泵效的測試與計算*132133四、泵效的測試與計算術(shù)語定義1.泵系統(tǒng)：由泵、交流電動機、調(diào)速裝置、傳動機構(gòu)、管網(wǎng)按流程要求所組成的總體。2.泵機組：由泵、交流電動機、調(diào)速裝置和傳動機構(gòu)所組成的總體。3.管網(wǎng)：由直管道、彎頭、閥門、錐管及工藝所必需的其他輔助設(shè)備按流程要求所組成的總體。4.泵系統(tǒng)效率：泵系統(tǒng)運行時管網(wǎng)末端輸出的有效功率與電動機輸入功率之比的百分數(shù)。*46四、泵效的測試與計算*133134四、泵效的測試與計算泵系統(tǒng)邊界范圍流程圖調(diào)速裝置電動機傳動機構(gòu)泵吸入管網(wǎng)排送管網(wǎng)泵機組泵系統(tǒng)*47四、泵效的測試與計算調(diào)速裝置電動機傳動機構(gòu)泵吸入管網(wǎng)排送134135四、泵效的測試與計算術(shù)語定義5.泵機組效率：泵機組運行時，泵輸出功率與電動機輸入功率之比的百分數(shù)。6.泵的效率：泵在運行時，泵的有效功率（輸出功率）與泵軸功率（或稱泵輸入功率）之比的百分數(shù)。7.電動機效率：電動機在運行時，實際輸出功率與輸入有功功率之比的百分數(shù)。8.管網(wǎng)效率：管網(wǎng)（吸入或排送管網(wǎng)）末端輸出的有效功率與管網(wǎng)（吸入或排送管網(wǎng)）起始端輸入的有效功率之比的百分數(shù)。*48四、泵效的測試與計算*135136四、泵效的測試與計算測試要求1.測試應(yīng)在正常生產(chǎn)的實際運行工況下進行，測量時應(yīng)保證運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。2.測試儀器儀表應(yīng)能滿足測試項目的要求，并在檢定合格周期內(nèi)。3.保證液體流量、壓力、電動機輸入功率等主要參量同步測試。4.測試時至少測試五組數(shù)據(jù)，保證每組數(shù)據(jù)的讀取同步進行，取每個測試參量各次讀數(shù)的算數(shù)平均值作為最后的計算值。監(jiān)測時，要求測試時間不少于60分鐘，每隔5~15分鐘記錄一組數(shù)據(jù)。*49四、泵效的測試與計算*136137四、泵效的測試與計算測試儀器儀表及精度等級和測試參量測試儀器儀表明細表序號儀器儀表名稱測試計算參量準確度要求1輸入功率測試儀表電動機輸入功率1.5/2.0（高壓）2壓力表進出口壓力、閥后壓力2.53流量儀表泵實際排量2.54秒表時間（電度表轉(zhuǎn)動）1.05米尺壓力表高度、管徑*50四、泵效的測試與計算序號儀器儀表名稱測試計算參量準確度要137138四、泵效的測試與計算主要計算公式電動機輸入功率泵軸功率泵輸出功率系統(tǒng)輸出功率（系統(tǒng)有效功率）泵的效率泵機組效率管網(wǎng)效率泵系統(tǒng)效率（泵機組液體輸送系統(tǒng)效率）*51四、泵效的測試與計算*138139四、泵效的測試與計算電機輸入功率（1）當電動機電源為低壓時，一般采用功率法直接測量，也可采用電度表法間接測量（2）當電動機電源電壓為高壓時，電機輸入功率可利用電動機控制柜上的電度表配合秒表進行測量，并用下式計算KCT——電流互感器的變比；KPT——電壓互感器的變比；n——測量期內(nèi)電度表鋁盤所轉(zhuǎn)的圈數(shù)，r；

t——電度表轉(zhuǎn)n圈所用的時間，s；ξ——電度表常數(shù)，r/（kW·h）。*52四、泵效的測試與計算*139140四、泵效的測試與計算泵軸功率泵軸所接受的功率，kW。

Pa＝Pgrηmot

式中：Pgr——電動機輸入功率；

ηmot——電動機效率。*53四、泵效的測試與計算*140141四、泵效的測試與計算電動機效率

PN——電動機額定功率，kW；

β——電動機負載系數(shù)，按《GB/T12497-2019三相異步電動機經(jīng)濟運行》中的有關(guān)公式計算，計算時還需要查出電動機額定效率ηN、電動機空載有功損耗P0兩個常數(shù)。*54四、泵效的測試與計算*141142四、泵效的測試與計算泵傳遞給液體的功率

Pu＝ρQgH·10-3Pu——泵輸出功率，kW；ρ——液體密度，kg/m3；g——重力加速度，g＝9.81m/s2；Q——泵實際排量，m3/s；H——泵的總揚程，m。*55四、泵效的測試與計算*142143四、泵效的測試與計算泵的總揚程

P2、P1——泵出口、泵進口壓力，Pa；

Z2-Z1——泵出口、泵進口壓力表高度差，m；

V1、V2——泵進口、泵出口處液體流速，m/s。當泵的出口、進口壓力表高度差（Z2-Z1）和動能差可以忽略的情況下允許采用下式計算泵輸出功率：

Pu＝（P2－P1）×Q·10-3

k

W*56四、泵效的測試與計算*143144四、泵效的測試與計算系統(tǒng)輸出功率（系統(tǒng)有效功率）泵系統(tǒng)運行時管網(wǎng)末端輸出的有效功率H3——調(diào)節(jié)閥后的總揚程P3——調(diào)節(jié)閥出口后的壓力，Pa；Z3——調(diào)節(jié)閥后的壓力表高度，m；V3——調(diào)節(jié)閥后處液體流速，m/s。*57四、泵效的測試與計算*144145四、泵效的測試與計算泵的效率

Pu——泵輸出功率；

Pa——泵軸功率。泵機組效率

Pu——泵輸出功率；

Pgr——電動機輸入功率。*58四、泵效的測試與計算*145146四、泵效的測試與計算管網(wǎng)效率H1——調(diào)節(jié)閥引起的揚程損失，mP3——調(diào)節(jié)閥出口后的壓力，Pa；Z2-Z3——調(diào)節(jié)閥前后的壓力表高度差，m；V3——調(diào)節(jié)閥后處液體流速，m/s。*59四、泵效的測試與計算*146147*60*147148簡介泵的基本特征參數(shù)泵的運行調(diào)節(jié)泵效的測試與計算

節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算泵機組監(jiān)測項目與評價指標泵的調(diào)速技術(shù)介紹注水地面系統(tǒng)效率監(jiān)測案例*61簡介*148149五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算測試方法及要求1.采用“效果比較測定法”，即在可比的使用條件下，將應(yīng)用節(jié)能產(chǎn)品前后的能耗指標進行比較，用節(jié)能率表示其節(jié)能效果。具體測試過程應(yīng)按GB/T3216-1989《離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗方法》中的有關(guān)要求進行。2.應(yīng)用節(jié)能產(chǎn)品測試前后流量的變化不應(yīng)超過±5％。3.對注水泵、輸油泵進行性能測試時，試驗應(yīng)從功率最小的工況點開始順次進行到功率最大的工況點。測量點應(yīng)均勻分布在整個性能曲線上，每個點試驗時間不應(yīng)少于10分鐘。*62五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算*149150五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算計算方法有功節(jié)電率ξby——有功節(jié)電率，％；W1'——應(yīng)用節(jié)能產(chǎn)品前輸送1m3介質(zhì)有功耗電量，kW·h/m3；W2'——應(yīng)用節(jié)能產(chǎn)品后輸送1m3介質(zhì)有功耗電量，kW·h/m3。*63五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算*150151五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算計算方法無功節(jié)電率ξbw——無功節(jié)電率，％；Q1‘——應(yīng)用節(jié)能產(chǎn)品前輸送1m3介質(zhì)無功耗電量，kvar·h/m3；Q2‘——應(yīng)用節(jié)能產(chǎn)品后輸送1m3介質(zhì)無功耗電量，kvar·h/m3。*64五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算*151152五、節(jié)能產(chǎn)品效果測試與計算計算方法綜合節(jié)電率ξb——綜合節(jié)電率，％；Kq——無功經(jīng)濟當量，kW/kvar。Kq取值按GB/T12497的規(guī)定執(zhí)行。即當電動機直連發(fā)電機母線或直連已進行無功補償?shù)哪妇€時取0.02