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油田注水地面系统效率测试和单耗计算方法

发布:多吉利        来源:www.duojili.cn  
 
中华人民共和国石油天然气行业标准
                                                             SY/T5265-1996
                                                              代替 SY5265-91
油田注水地面系统效率测试和单耗计算方法
Method for efficiency testing and unit energy consumption
calculation of oilfield water-injection surface system
 
 
1.范围
    本标准规定了油田注水地面系统效率和单耗的定义、测试方法提要、仪表准确度、测试方法及计算、测试结果的表述。
    本标准适用于油田注水地面系统效率和单耗的测试及计算。
 
2.引用标准
    下列标准所包含的条文 , 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时 , 所示版本均为有效。所有标准都会被修订 , 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
    GB/T12497 一 1995 三相异步电动机经济运行
    GB/T8916-1988 三相异步电动机负载率现场测试方法
 
3.定义
    本标准采用下列定义。
3.1 油田注水地面系统 ( 以下简称注水系统 )oilfield water-injection surface system
    注水泵站、注水管网及注水井口组成的系统。
3.2 油田 ( 区块 ) 注水系统平均效率 average efficiency of oilfield(tract)water-injection system
    一个油田 ( 区块 ) 范围内注水系统有效功率与输人功率之比值 , 用百分数表示。
3.3 注水系统效率 efficiency of water-in jection system
    注水系统范围内有效功率与输入功率之比值 , 用百分数表示。
3.4 注水管网效率 efficiency of water-in jection pipe network
    注水管网内有效输出功率与输入功率之比值 , 用百分数表示。
3.5 注水站供水效率 ( 以下简称注水站效率 )efficiency of water-in jection station
    注水站外输水的功率与注水泵电动机输入功率之比值 , 用百分数表示。
3.6 注水泵机组效率 efficiency of water-in jection pump set
    注水泵外输水的功率与注水泵电动机输人功率之比值 , 用百分数表示。
3.7 注水泵效率 efficiency of water-injection pump
    注水泵外输水的功率与轴功率之比值 , 用百分数表示。
3.8 注水系统单耗 system energy consumption of unit water in jection r
    注水系统每注入 1 m3  水的耗电量。
3.9 注水站单耗 station energy consumption of unit water in jection
    注水站每输出 1 m3  水的耗电量。
3.10 注水泵机组单耗 pump set energy consumption of unit water in jection
    注水泵机组每输出 1m3 水的耗电量。
 
测试方法提要
本测试方法以一个注水管网及所辖的泵机组 ( 可能有一至多个泵机组 ) 及注水井作为一个注水系统进行测试和计算 , 其主要程序如下 :
a) 测试和计算各运行电动机效率并计算该系统全部运行电动机的平均效率。
b) 测试和计算各运行注水泵效率并计算该系统全部运行注水泵的平均效率。
c) 测试和计算注水管网效率。
d) 将电动机平均效率、注水泵平均效率、管网效率相乘 , 得到注水系统效率。
e) 测量统计出注水系统的注水量及耗电量、注水泵站及注水泵机组的输出水量及耗电量 , 即可 求得各部分的单耗。
仪表
测试仪表及其精度等级应符合测试目的要求 , 但不应低于表 1 的规定。
 
表 l所测参量及仪表精度等级要求
号序
参量名称
参量符号
参量单位
仪表精度等级要求
1
电动机输人功率
 
Pe
KW
1.0
2
电动机空载功率
 
Po
KW
1.0
3
电动机线电压
 
U
V
1.0
4
电动机线电流
 
I
A
1.0
5
电动机直流电阻
 
R
Ω
0.2
6
电动机功率因数
COSφ
-
1.5
7
注水泵进口压力
 
P1
MPa
0.4
8
注水泵出口压力
 
P2
MPa
0.4
9
注水泵站出站压力
 
P3
MPa
0.4
10
注水井口压力
 
P4
MPa
1.5
11
离心式注水泵进水温度
 
t1
土O.l℃
12
离心式注水泵出水温度
 
t2
±0.l℃
l3
注水泵流量
qvp
m3/h
l.5
!4,
注水井注人量
qvj
m3/h, m3/d
2.0
15
电能表记HII
 
t
s
土00l s
16
压力表安装高度
z
m
±0.1%
l7
管内径
 
d
m
±0.1%
 
测试方法及计算
6.1  注水电动机效率测试
电动机效率按照 GB/I i2497 及 GB/T8916 的方法测试。或测出电动机的输人功率、空载功率及定子直流电阻后 , 按本标准公式求得。
6.2 注水泵效率测试
    测试注水泵效率可采用流量法或热力学法。
6.2.1 流量法:
    流量法是采用测量注水泵流量、压力及泵轴功率等参量来计算泵效的方法。单泵流量计、压力表、电表应在检定周期内 , 运行灵敏可靠。
在机组运行平稳时测量注水泵流量 , 每个测点间隔时间不少于 5min, 每个测点至少测 3 次 , 同时读取电动机输入功率和泵进出口压力。
6.2.2 热力学法:
    热力学法是采用测量注水泵迸出水温度、压力等参量来计算泵效的方法。
6.2.2.1 仪表安装及测前检查 :
将内径为 8~10mm 的温度计套安装在距泵进出口法兰 0.5m 以内的管道上 , 并插过管道中心 3~ 5mm, 温度计套与水流逆向安装 , 伸人管道内的长度不少于 l00mm 外露不超过 20mm, 套内无异物 ,并加入透平油。
    温度计、泵效测试仪、泵迸出口压力表或压力传感器均应在检定周期内。
    在不同温度水混注时 , 宜在水罐内混合均匀后再进泵 , 使测试误差减小。
6.2.2.2 泵与电动机的测试 :
泵和电动机的测试应同时进行 , 同一测点在泵房及配电间 ( 或变电站 ) 同时记录。每一个测点必 须等待温度稳定后才能测试 , 两个测点间隔时间不小于 5min 。在不做全性能测试时 , 每个测点的测 量次数 , 应不少于 3 次。
6.3 注水管网性能测试
6.3.1 检查仪表 :
    注水井口压力表和流量计、注水泵进出口压力表及单泵流量计应在检定周期内。
6.3.2 测试 :
测试工作应在注水站、注水井口同时进行。测试应在生产运行平稳期间进行。
6.4 电动机运行效率计算
6.4.1 电动机运行效率 , 按 GB/T 12497 和 GB/T8916 计算。
     当采用测量法时 , 电动机效率按公式 (l) 计算 :
 
ηe = ×100%     …………………………(l)
P = IUCOS    ………………………………………………(2)
式中 :  ηe ……电动机效率 ;
pe……电动机输入功率 ,KW;
I ……电动机线电流 ,A;
U ……电动机线电压 ,kV;
COS ……电动机功率因数 ;
po……电动机空载功率 ,kW;
R ……电动机定子直流电阻 ,kΩ
K ……损耗系数 , 随电动机杂散耗、转子铜耗功率的增大而增加;常用的 2 极 1OOOkW-2250kW 电动机的 K 值为 0.009-0.O11, 一般可取 0.01。
6.4.2 电动机平均运行效率 , 按照公式 (3) 计算 :
 
=   ………………………… (3)
式中 : ……电动机平均效率 ,%;
Pei……第 i台电动机输入功率 ,kW;
  ηei ……第 i 台电动机效率 ,% 。
6.5 注水泵运行效率计算
6.5.1 电动机与注水泵直接联接时 , 轴功率按公式 (4) 计算 :
Pp=Pe×ηe   ………………………………………………………………………(4)
式中 : Pp ……注水泵轴功率 ,kW 。
6.5.2 注水泵效率计算 :
a) 流量法按公式 (5) 计算 :
=    …………………………………………………………(5)
式中 :  ……注水泵效率 ;
qvp ……注水泵流量 , m3/h;
pi ……泵进口压力 MPa
p2……泵出口压力 ,MPa
b) 热力学法按公式 (6) 计算 :
 
=   ………………………………(6)
 
△t =t2-tl……………………………………………………………… (7)
 
式中 :  t l ……泵进口水温 , ℃ ;
t2 ……泵出口水温 , ℃ ;
……等熵温升值,℃ , 详见表 2 。
 
6.5.3 注水泵平均运行效率按公式 (8) 计算 :
=   …………………………………………………… (8)
 
式中 :  ……注水泵平均效率,%,
 ……第 i 台注水泵轴功率,kW;
       ……第 i 台注水泵效率 ,% 。
6.6 注水管网运行效率计算
6.6.1 注水管网运行效率按公式 (9) 计算 :
 
  …………………………………………………… (9)
式中 : ……管网运行效率, %;
 ……第i 口注水井井口压力 MPa;
 ……第i 口注水井注水量 ,m3/h;
……第 i 台注水泵出口压力 ,MPa;
 ……第i 台注水泵流量 ,m3/h 。
 
6.6.2  注水泵流量用热力学方法测量时 , 按公式 (10) 计算。
  =   ………………………………(10)
 
6.7 注水系统效率计算
    注水系统效率按公式 (11) 计算 :
             ………………………………………………………(11)
式中 : η……注水系统效率 ,% 。
6.8 注水站效率计算
6.8.1 注水站效率按公式 (12) 计算 :
=   ……………………………………………………(12)
式中 :ηs ……注水站效率,% ;
P3 ……注水站外输水出站压力 ,MPa;
qvp ……注水站外输水流量 ,m3/h;
…… 注水站拖动注水泵电动机输人功率之和 ,KW 。
6.8.2 注水站平均运行效率按公式 (13) 计算 :
       =   ……………………………………………………… (13)
式中 : ……注水站平均运行效率 ,%;
……第 i 个注水站运行效率 ,%;
……第 i 个注水站拖动注水泵电动机输入功率之和 ,
6.9 油田 ( 区块 ) 注水系统平均效率计算
    油田 ( 区块 ) 注水系统平均效率按公式 (14) 计算 :
       =   ……………………………………………………… (14)
式中 : ……油田 ( 区块 ) 注水系统平均效率 ,%;
……第 i 个注水系统效率 ,%;
       ……第 i 个注水系统的注水泵电动机输人功率 ,KW 。
610 注水单耗测试及计算
6.10.1 注水单耗测试 :
    用统计方法或测试方法得到该系统的耗电量、注水量以及注水站和注水泵的输出水量。
6.10.2 注水系统单耗计算 :
    注水系统单耗按公式 (15) 计算 :
        ………………………………………………………………(15)
式中 : ……注水系统单耗 ,kWh/m3;
W1 ……注水系统电动机耗电量 ,kWh;
V1 ……注水系统注水量 ,m3
6.10.3 注水站单耗计算 :
    注水泵站单耗按公式 (l6) 计算 :
        ………………………………………………………………(16)
 
式中 : ……注水站单耗 ,kWh/ m3;
         W2 ……注水站电动机耗电量 ,kWh;
          V2 ……注水站输出水量 ,m3
6.10.4 注水泵机组单耗计算 :
    注水泵机组单耗按公式 (17) 计算 :
        ………………………………………………………………(17)
式中 :DH3 ……注水泵机组单耗 , kWh/m3;
 W3 ……注水泵机组耗电量 ,kWh;
V3 ……注水泵输出水量 , m3
在时间为 1h 的情况下 :
W3=Pe   ……………………………………………………………………(18)
V3=qvp    ……………………………………………………………………(19)
 
7 测试报告编写
7.1 测试报告包括前言和正文两部分。
71.1 前言包括 :
a) 测试项目、测试地点 ( 或被测单位 ) 。
b) 测试时间、测试单位、测试人员、测试负责人 ( 报告编写人 ) 、报告审核人、报告审批人。
71.2 正文包括
a) 测试目的和要求。
b) 测试日期、测试工况及设备运行情况。
c) 测试依据及测试系统选择。
d) 列表说明测试所用仪器仪表的名称、型号、准确度等级、测量范围、生产厂家及是否周期检定合格并在检定周期内。
e) 将实测和计算中的主要数据填人《测试数据汇总表》中 , 并给出主要技术指标。
f) 根据测试结果 , 对系统能耗情况进行分析 , 找出影响效率的主要原因 , 提出改进措施。
7.2 测试结果
    将实测和计算中的王要数据及测试计算结果填人附录 A( 标准的附录 ) 中 , 其格式见表 A1~ 表A5

 
附录 A( 标准的附录 )
测试用表格式
表 Al注水系统机泵测试数据汇总表
所属单位及编号
拖动注水泵电动机参数
注水泵参数
型号
额定功率
kW
实测输人功率
kW
运行效率
%
型号
额定流量
m3/h
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
注水泵参数
泵机组效率
%
泵机组单耗
kWh/m3
进口压力
MPa
出口压力
MPa
实测流量
m3/h
实测扬程
m
输出功率
kW
效率
%
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
测试人 :                        校审人:                       年   月   日
 
 
 
表 A2注水站效率测试表
号序
站名
机组号
电动机参数
泵入口
压力
MPa
出站水
泵站
效率
%
型号
额定功率
kW
实测输
入功率
kW
流量
m3/h
压力
MPa
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
测试人 :                        校审人:                       年   月   日

表 A3注水井测试数据汇总表
号序
单位地区
井号
注水量
m3/d
井口压力
MPa
井口有效功率
kW
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
测试人:                      校审人:                   年   月    日
 
 
表 A4系统效率测试表格
测试范围
名称
电动机
注水泵
注水管网
注水系统
效率
测试台数
平均效率
%
测试台数
平均效率
%
测试井数
平均效率
%
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
测试人 :                   校审人:                      年      月    日
 
表 A5单耗计算表格
测试范
围名称
电动机
耗电量
kWh
注水泵
输出水量
m3
注水站供
出水量
m3
注水量
m3
注水泵
机组单耗
kWh/ m3
注水站
单耗
kWh/m3
注水系
统单耗
kWh/m3
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
测试人 :                   校审人:                      年      月    日
 
 
 

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