注水泵涂膜技术应用与分析

注水泵涂膜技术应用与分析

于金梅

于金梅（大庆油田第三采油厂第五油矿，大庆163113）

摘要：油田注水系统注水水质分为普通含油污水和深度污水两种水质，它们都含有大量的钙、镁离子，矿化度高，经常造成泵结垢，不仅使得泵流道变小，摩阻增大，效率降低，还会降低注水泵的输出压力、流量，使能耗增高、设备寿命缩短，结垢非常严重的甚至无法维持正常生产。采用注水泵涂膜技术应用于泵效低的注水泵，单耗可下降0.3kW·h/m3，需5个月收回成本，节能功效显著。

关键词：注水泵；涂膜；节能

中图分类号：TE34文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）09-0029-01

0引言

21世纪，大庆油田已进入高含水开采后期，随着油田开发的不断深入，采出水的成份越来越复杂。注水泵运行时间越长，积累的结垢就越多，会导致泵的工况日益恶化，最后不得不停泵除垢。结垢严重的会使叶片等部件损坏，不能重复利用，必须拆卸机泵更换叶片。这样，不仅耗费时间进行设备维护及部件更换，还缩短了机泵的使用寿命，影响了企业生产的正常运行。涂膜技术在北十二注水站2#注水泵的应用，解决了这一生产难题，达到了节约能源的目的。

1泵涂膜技术的主要工艺原理

泵涂膜所采用的材料是由美国贝尔佐纳公司生产的1341增效涂层——氟树脂，氟树脂具有耐高温、耐老化、耐腐蚀性、不粘性、摩擦系数小、不导电等特性，并具有较强的喷涂粘结力和附着力，能够很好地光洁机件表面[1]，保证注水泵叶轮在高速旋转过程中涂层不破损、不脱落。首先，对泵内机件进行除锈脱脂、表面处理、净化，然后喷涂底漆、干燥、烧结、喷面漆冷却，最后进行抛光处理[2]，经过氟树脂涂膜后的泵体内脏部件可达到一个很高的光洁度，减小机械损失，防止垢的生成。目前国内流行的聚四氟涂膜技术虽然具有防腐性能，但是它的粘接能力差，寿命短，高压注水泵涂膜后使用6个月左右，涂膜表面就会有剥落现象。将氟树脂应用在注水泵上，可以使用2年左右，涂膜表面未有较大变化，达到防设备腐蚀和延长大修周期的双重目的。

2泵涂膜技术的节能原理分析

在流体力学中，泵的流量受叶轮和涡轮摩擦和粘性产生的阻力影响，泵表面的水分子作为独立的个体产生了漩涡和急流，这也导致了能量损失。除此之外，表面摩擦也不断作用于分界层,相对平滑的表面的厚度可以起到保护作用。当表面粗糙时，次层面可被喷射物导致的拖曳力度损坏，按泵上的能量损失来计，由于表面摩擦或拖曳产生的表面粗糙占了很大比例，即使经过抛光的原金属表面也会变得粗糙，并且由于腐蚀或气蚀，表面会越来越粗糙，导致泵运行质量下降，效率降低[3～5]。而涂有氟树脂的泵机件表面比抛光后的不锈钢还要光滑20倍，因这种涂层的不沾水特性，使水直接从表面滑过，减少了抽出来的液体分界层和液体内部的涡流，进而减少功率消耗、增加流速，保证了泵的高效运行。

3注水泵涂膜技术的应用效果

北十二注水站1993年投产，新建注水泵3台，型号均为D400-150×10，其中2#注水泵电机功率为2042KW，截止到2009年11月累计运行时间为62000h，注水泵泵效逐年降低，耗电量较投产时明显增大，2007年至2009年平均泵效为79.7%，注水单耗5.5kW·h/m3，排量307m3。为节能降耗，2009年11月对2#注水泵进行氟树脂涂膜处理，当年12月29日投用，现累计运行时间2900小时。

由图2可看出2#注水泵自2009年12月29日涂膜投用后，注水泵泵效平均提高0.8%，注水单耗平均下降0.3kW·h/m3，瞬时排量平均增加73m3，各种运行参数正常。按单台注水泵年均注水量268.1180×104m3，注水单耗减少0.3kW·h/m3计算，北十二注水站2#注水泵年可节约电量80.4354×104kW·h，节能效果显著，如每kW·h电按0.6元计算，可为注水站节约资金482612.4元。

4结论

北十二注水站2#注水泵应用涂膜技术，节能效果显著，需5个月收回投资成本，此项技术在高压注水泵上应用是可行有效的，并可延长水泵的使用寿命和维修周期，减少维修费用，潜在的经济效益非常可观。

参考文献：

[1]徐德勤.氟树脂涂层在聚乙烯装置设备中的应用[J].化工设备与管道，2003，40（3）：41-43.

[2]刘东升.油田注水生产系统节能技术[M].北京：石油工业出版社，2003：9-23.

[3]周柏林.浅谈DF型注水泵减级涂膜的节能应用[J].科技促进发展，2010，6：17.

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[5]郎卫生，吕晓东.注水系统节能技术研究[J].石油石化节能，2010，21（3）：35-37.