离心泵节能降耗方法在生产中的应用
摘要：离心泵节能措施通常采用最佳工况点、变频等方法，在生产中，需要分
析节能方法中的优点和缺点，进行综合利用，达到单耗最低，最节电的运行方式。

关键词：离心泵节能措施生产中应用
离心泵具有结构简单、使用寿命长、维修成本低等特点，在工业生产中广泛
应用，通常采用佳工况点控制、转数调整等节能降耗方法。

在生产现场以流量、
扬程为主要控制参数，通过计算效率、单耗、绘制特性曲线等对离心泵的节能效
果进行对比分析，制定相应的控制参数，达到节能降耗的目的。

一、最佳工况点节能方法
离心泵特性曲线分析找最佳工况点的方法，是离心泵节能降耗措施常用的方
法之一。

在离心泵转数不变的情况下，通过调整流量参数后，扬程、轴功率、效
率参数随着流量的变化而发生变化的性能曲线，进行分析泵是否在高效率区间工作。

通常将额定工况点的效率称为最佳工况点，最佳工况点的效率为以下7%
（或10%）为高效率区，通常是离心泵效率较高，单耗较低点，是生产现场流量
参数控制区间。

从离心泵性能曲线可以看出，当离心泵的流量在额定流量时，离
心泵工作的点为最佳工况点，此时效率最高，单耗最低，当流量高于或低于此点时，效率都是在降低的。

在转数不变的情况下，最佳工况点的控制往往都是利用控制离心泵出口阀门
的开启度，进行流量调节，随着流量下降，扬程相对升高，这时离心泵的泵压和
管压之间的压差也随之升高。

造成离心泵能量损失增大，离心泵效率降低，虽然
离心泵在高效区工作，但利用出口阀门调整流量的方法不但不经济，而且还存在
安全风险，尤其是离心泵出口阀门控制的较小，泵出口端压力较高，极容易增加
离心泵出口端的盘根泄漏量，增加离心泵的容积损失，又成为安全风险，造成环
境污染。

采用最佳工况点的方法虽然操作简单，易于实现，但对于使用时间较长、维
修保养不到位的离心泵来说，需要重新测算最佳工况点，才能保证离心泵始终在
高效区内工作，达到节能降耗的目的。

二、改变转速的节能方法
生产现场通常使用变频器，进行交流电动机的转速控制，通过改变电动机的
转数实现节能。

其主要特点是驱动性能和控制特性良好。

应用变频技术是应用效
果最理想，节能效果最明显的方法。

变频器是把电压频率固定不变的交流电，变
换成为电压或频率可变的交流电的装置。

生产现场使用最普遍的变频器是交—直—交变频器，由整流器、中间电路、逆变器和控制电路4个主要部分组成。

变频
器节能效果好，中转差率小，转差损耗小，定子转子磨损小，磨损随频率的降低
而下降，可获得较高的节能效果。

变频装置在现场应用时，由于一次性投入成本较高，往往采用一拖二或一拖
三的方式，即一台变频装置可以带两、三台交流电动机，但这三台电动机不能同
时使用变频装置。

在现场应用时，将输出频率控制在30-45Hz节能效果最好，对
于变频装置和电动机磨损都是最小，因此在现场应用时，也通常会采用两种方式
进行转速控制，一种是自动调整状态，在液量充足稳定的情况下，根据生产实际
需要的离心泵流量，做为稳定参数，通过变频装置自动运行模式将频率设为控制
参数，变频装置会根据离心泵管线压力、进口压力等参数的改变，进行调整频率，将流量控制在生产要求范围内；另外一种是手动控制，需要根据实际生产需要的
流量，进行调整频率。

在使用变频器时，离心泵的进口阀门和出口阀门都要全部打开，减少输送介
质过程中，管件等设备带来的能量损耗；在使用过程中，尤其是加速和减速时，
要仔细检查离心泵转动部分，电动机有无机械振动和异常声响；在使用过程中在
低速下系统功率因数较低，需要补偿，对电网有一定的谐波污染。

三、综合控制生产参数
离心泵的节能降耗方法还有设备的改进，优化离心泵和电机结构，但由于离
心泵和电动机都属于固定资产投资，只有在生产现场改造、设备参数与生产参数
存在严重的不符，必须更换的情况下会采用，一般生产现场的节能降耗措施最常
采用合理控制生产参数，这种方法简单易行，方便生产控制。

合理控制生产参数是在现有设备装置的基础上，根据生产需要及时调整生产
参数，是一种长期有效的节能降耗措施。

生产过程中，由于液量变化、管线压力
变化、输送介质的粘度改变、温度改变等诸多原因影响，使控制的生产参数发生
改变，不及时进行调整，会造成离心泵能耗增加。

合理控制生产参数时，要保证各项生产参数控制在合理的范围内，针对未在
范围内的生产参数进行适当调整，是节能降耗的一项基础工作。

例如：当流量计
前后压差大于0.05 MPa时，可以判断流量计过滤网堵塞，需要考虑清理过滤网，因为管网压力是造成耗电增加的原因，通常出口压力增加或进口压力下降都会引
起能耗增加。

夏季低温输送时期，原油温度降低导致物理性质发生变化，粘度升
高将导致外输压力升高，增加离心泵输送耗电量；或者由于管网的末端控制以及
下游管线共用者输出量增大等，都会造成输送压力升高，增加输送功率，造成耗
电量增加。

为降低耗电量，达到节能降耗的目的，针对管线压力引起的能耗增加
的原因，要采取相应的控制措施，保证生产参数控制在正常范围内。

在现场实际生产中，通常采用这三种方法的优点进行综合利用。

根据生产要
求确定满足生产需要的生产参数，尤其是流量、压力等，结合这两项参数选择最
佳工况点流量接近的离心泵做为主要生产泵，使用变频装置，将流量控制在完全
吻合的范围内，达到单耗最低，最节电的运行方式。

例如：在实际生产运行中，
原油外输量是主要生产指标，外输液量折算成离心泵的流量，根据每小时的流量，输送距离和温度算出输出压力，即扬程，首先根据扬程、流量选择额定流量和扬
程相近的离心泵，如果离心泵参数和生产运行参数完全一致，那么可以不选择变
频器，直接工频运行即可；如果稍有差异，可以选择变频输送，再根据罐存等实
际情况确定变频器是自动/手动变频运行模式，调控输出频率区间在35—50Hz之间，灵活调节离心泵的转速和输出液量，使机泵始终平稳输送，从而达到节能的
目的，并且减小了对流量计的冲击，节电效果非常显著。

参考文献：
中国石油天然气集团公司职业技能鉴定指导中心.集输工[M ].北京：石油工业
出版社，2013.
作者简介：付荣娟，中石油集团公司技能专家，擅长离心泵故障处理、岗位
风险辨识与削减、员工培训等。