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《油氣田地面工程雜志》2014年第六期

1泵機組配置方案

根據(jù)上述泵配置方案分析，按設(shè)置給水泵和不設(shè)置給水泵兩種泵配置方案，提出以下四種輸水系統(tǒng)泵機組組合方案，根據(jù)水泵廠家提供的資料進行比選。（1）方案一：設(shè)置給水泵，管輸水來自于水池，要求給水泵汽蝕余量不大于4m。（2）方案二：不設(shè)給水泵，管輸水來自于水池，要求水泵汽蝕余量不大于4m。（3）方案三：設(shè)置給水泵，管輸水來自于水罐，要求給水泵汽蝕余量不大于7m。（4）方案四：不設(shè)給水泵，管輸水來自于水罐，要求外輸泵汽蝕余量不大于7m。

2泵機組配置方案情況分析

由上述水泵配置方案可知：當(dāng)設(shè)置給水泵、管輸水來自水池時，給水泵要求汽蝕余量不大于4m，在滿足流量為1550m3/h、揚程滿足外輸泵汽蝕的情況下，湖南天一、佳力科技和魯爾泵廠家均提供了可行方案。各方案給水泵均為低轉(zhuǎn)速泵（1000轉(zhuǎn)或1500轉(zhuǎn)），外輸泵均為高轉(zhuǎn)速泵（3000轉(zhuǎn)）。除湖南天一所配給水泵效率為79%外，其余廠家給水泵效率均不小于85%；各廠家所配外輸泵效率均在82%以上。當(dāng)不設(shè)給水泵、管輸水來自水池時，因外輸泵要求汽蝕余量不大于4m，在滿足流量為775m3/h、揚程為740m的情況下，各廠家均無法選出滿足要求的泵。湖南天一和魯爾提供方案的汽蝕余量分別為6.5、7.7m，若采用此方案則需提高水池高度或降低泵安裝高度。湖南天一所提方案輸水泵為低轉(zhuǎn)速泵（1500轉(zhuǎn)），效率為79%；魯爾泵廠家所提方案輸水泵為高轉(zhuǎn)速泵（3000轉(zhuǎn)），效率為82.4%。當(dāng)設(shè)置給水泵、管輸水來自水罐時，給水泵要求汽蝕余量提高至不大于7m，在滿足流量為1550m3/h、揚程滿足外輸泵汽蝕的情況下，各廠家均提供了可行方案（魯爾泵雖沒提供，但其方案一提供的配置方案可滿足本方案的工況要求）。各方案給水泵均為低轉(zhuǎn)速泵（1000轉(zhuǎn)或1500轉(zhuǎn)），外輸泵均為高轉(zhuǎn)速泵（3000轉(zhuǎn)）。除湖南天一所配給水泵效率為79%、佳力科技所配給水泵效率為85%外，其余廠家給水泵效率均達到了90%；各廠家所配外輸泵效率均可達到82%以上（蘇爾壽提供的方案一（外輸泵4用1備）效率為80.8%，但方案二（外輸泵3用1備）為84.3%）。當(dāng)不設(shè)給水泵、管輸水來自水罐時，因外輸泵要求汽蝕余量提高至不大于7m，在滿足流量為775m3/h、揚程為740m的情況下，僅湖南天一提供了可行方案，蘇爾壽沒有提供可行方案，其余廠家提供的方案也均不滿足。山東雙輪、佳力科技和魯爾泵提供方案的汽蝕余量分別為7.5、9.5和7.7m，若采用此方案則需提高水罐的基礎(chǔ)高度或降低泵的安裝高度。山東雙輪和湖南天一所提方案輸水泵為低轉(zhuǎn)速泵（1500轉(zhuǎn)），效率均為79%；佳力科技和魯爾泵廠家所提方案輸水泵為高轉(zhuǎn)速泵（3000轉(zhuǎn)），效率達到了82%以上。

3泵機組配置方案優(yōu)選

通過對以上四種方案進行工程投資估算及運行能耗分析可知：在相同方案的泵機組配置情況下，山東雙輪、湖南天一和佳力科技三家國產(chǎn)泵泵機組費用相對較低，蘇爾壽和魯爾泵較高。選用國產(chǎn)設(shè)備可降低建設(shè)費用。方案一、方案三因?qū)ν廨敱闷g要求不高，根據(jù)各廠家所提方案泵效，單位能耗相差不大（蘇爾壽因提供方案揚程偏高，能耗偏大）；方案二、方案四因?qū)ν廨敱闷g要求較高，除湖南天一外各廠家提供方案與要求均有偏差，在所提方案下，進口泵效率相對較高，能耗較低。各廠家對方案一、三提供方案相近，因此兩方案能耗相差不大；但方案三采用水罐儲水，方案一采用水池儲水，水罐所需費用高于水池費用，因此方案三建設(shè)費用高于方案一，方案三20年可比費用均高于方案一。方案一與方案二、方案三與方案四相比，因方案一、方案三均設(shè)有給水泵，泵機組總費用（給水泵+外輸泵）略高于方案二、方案四，但方案二、方案四為滿足汽蝕要求，部分廠家提供的方案為低轉(zhuǎn)速泵，外輸泵機組費用要高于方案一、方案三的外輸泵機組費用；但方案一、方案三外輸泵效率均高于方案二、方案四，方案一、方案三運行能耗低于方案二、方案四；國產(chǎn)廠家的方案一、方案三的20年可比費用略低于方案二、方案四；魯爾泵因設(shè)備費用偏高，其方案一、方案三的20年可比費用略高于方案二、方案四。水池方案與水罐方案相比，水池費用較低，日常修護量少，但要根據(jù)地質(zhì)條件考慮水池基礎(chǔ)處理、抗浮措施、表面敷土、降水等，增加施工建設(shè)難度；水罐方案費用較高，日常修護量大，根據(jù)地質(zhì)和環(huán)境條件考慮水罐基礎(chǔ)處理、防腐、保溫、伴熱等，增加施工建設(shè)和日常維修難度。水罐方案對泵的汽蝕要求相對較低，水池方案對汽蝕要求較高，但在設(shè)置給水泵情況下2種方案均可滿足生產(chǎn)要求。綜合考慮工程一次性投資、運行能耗、運營成本，以及運行的安全可靠性等因素，推薦采用方案一泵機組配置方案作為本工程輸水系統(tǒng)動力方案，并確定采用建設(shè)儲水池方案作為首站儲水方案。考慮到國產(chǎn)設(shè)備技術(shù)已很成熟，費用相對進口設(shè)備低，泵機組效率與進口設(shè)備相當(dāng)，建議選用國產(chǎn)設(shè)備。

4確定泵機組配置方案

通過上述分析，該項目輸水泵系統(tǒng)配置推薦采用設(shè)置給水泵+外輸泵方案，給水泵汽蝕余量要求≤4m，取水方案采取水池取水。泵機組配置方案如下：給水泵按2用1備并聯(lián)設(shè)置，流量為1600m3/h、揚程為40m、效率≥82%；外輸泵按4用1備并聯(lián)設(shè)置，流量775m3/h、揚程720m、效率η≥82%。4結(jié)論輸水管道泵機組的選擇，所受影響因素較多，如選擇不當(dāng)會造成投資和能源的浪費。以某輸水管道為例，在選型中結(jié)合工藝計算、總圖布置、經(jīng)濟效益及水泵廠家的技術(shù)資料，設(shè)計了4種不同的水泵機組配置方案進行比選，來確定最優(yōu)配置方案，使之達到既投資經(jīng)濟又節(jié)約能源、便于使用維護的目的，為泵機組優(yōu)化配置提供了一個便于操作的模板。

作者：王群雁單位：中國石化集團管道儲運公司華東管道設(shè)計研究院