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离心泵改造实践的体会
 
慧聪网   2005年11月24日11时57分   信息来源:慧聪网水工业行业频道    

    摘要:当水泵运行工况点处于低效区时,在不适宜更换新泵和叶轮切削的情况下,采用非标叶轮法对水泵进行改造,可达到改善水泵运行工况和提高水泵运行效率的作用。

    关键词:离心泵  水泵特性曲线  叶轮切削  非标叶轮法

    1、前言

    离心泵在抽送液体的过程中,须要消耗一定的能量。在离心泵的实际使用过程中,常常由于各种原因,部分离心泵实际运行工况点偏离高效区,造成离心泵能耗过高和运行状态不理想的情况。为改善这一现象,需对离心泵进行必要的技术改造,在满足供水系统需要的水量、扬程的前提下,进一步提高离心泵的运行效率。

技术文章图一

    2、水泵改造课题的提出

    惠州市自来水总公司某水厂吸水泵站设计取水规模为60万m3/d,首期建成20万m3/d,吸水泵站取水设备是两台44SAP—14型离心清水泵,其铭牌参数为Q=9000m3/h,H=28.5m,n=425r/min,η=88%,比转速为140 r/min,叶轮直径ф=1110mm。两台水泵在运行3000小时后,水泵叶轮有较明显的汽蚀破坏现象,泵体振动加剧,轴承出现不正常温升。水泵运行效果不理想主要是由于水泵的选型是以远期60万m3/d为依据,故所选扬程高于首期实际所需扬程,因而导致水泵运行工况点偏离高效区,处于低扬程、低效率和汽蚀性能差的区域运行。2002年6月6日,该泵实际运行工况点(Q、H)为(11800,18)(图一中的Z点),运行效率仅为η,=75%左右。为解决上述问题,2002年7月,惠州市自来水总公司决定对其进行准对性的改造。

    3、离心泵改造方案的确定及改造效果

    方案一:更换新泵是最彻底的解决办法。新泵可选取44SAP—25型离心泵,该泵设计参数为:Q=10800m3/h,H=20m,n=425r/min,η=90%。虽然换该泵时电机可使用原有水泵电机,但由于该方案代价较高,且耗时费力,不可避免的影响到水厂生产,故不采用。

技术文章二

    方案二:当水泵扬程过高时,切削叶轮外径是一种调整水泵性能、降低水泵功率消耗的简便易行的方法。考虑该厂的首期供水规模及两个泵站的机组匹配情况,经叶轮切削后水泵宜在QB=9700m3/h,HB=18m工况点工作,即图二的B点处。通过B点作切削抛物线H‘=K(Q‘)2,与原水泵特性曲线Q-H相交于A点。A点处即为满足切削律要求的B点的对应工况点:QA=10900m3/h,HA=22.7m。

    叶轮经过切削后,其性能参数Q,H的变化与切削后的轮径D存在以下关系:QB/ QA=DB/DA,HB /HA =(DB/DA)2其中DA为原叶轮直径,DB 为切削后的叶轮直径。将A、B两个工况点代入上式,得DB/DA=89%,即原叶轮的切削量为11%,临界于比转速为140r/min的叶轮最大允许切削量14%。此外,根据切削定律,在切削限度内,切削抛物线H‘=K(Q’)2又称等效率线,即在该曲线上的A、B两点的相应效率可视为相等。由于A点工况点效率为81%,处于水泵特性Q-H曲线的低效率区,叶轮切削后的B点的运行效率也将处于低效率运行区(见图一特性曲线)。本方案对水泵运行效率提高不多,故也不采用。

技术图片三

    方案三:采用非标叶轮法对水泵叶轮进行改造,即设计制造非标准叶轮并装配在原有的泵体上运行,以达到有效改变水泵性能参数的目的。根据这一思路,能过对44SAP—25型水泵的叶轮进行切削及参数整合,使之符合44SAP—14型水泵的要求。同时把原有水泵的比转速由140 r/min提高到250 r/min,以使改造后的水泵达到降低扬程、提高运行效率的效果。2002年11月,按此方案对其中一台水泵进行了改造。改造后的44SAP—14/25型水泵运行工况点QD=9700m3/h,HD=18m(图中D点)处于水泵运行高效区,运行效率在88%左右。(其水泵特性曲线如图三)

    44SAP—14型水泵经过非标叶轮改造后,水泵运行中的振动显著减轻,噪声降低,汽蚀现象得到很好的改善。原水泵配套电机的运行电流也由原65.5A降至59.5A,使吸水泵站电耗有了大幅的下降。以每天取水量20万吨计算,改造后每天节约电量9.6×200=1920度,半年可节约电量达35万度。水泵改造前后能耗对比如下: 

技术图片四

    4、结论

    在不适宜更换新泵和进行叶轮切削的情况下,采用非标叶轮法对离心泵进行改造,可以达到如下效果:

    (1)额定参数可按实际需求重新确定,受原水泵参数的限制更小;

    (2)改造后新泵运行参数能更加符合生产需求,水泵运行效率可以适当提高,改造后节能效果显著;

    (3)可以有针对性的改善水泵的某些特定性能。 

    作者简介:

    姜乃昌,金锥.水泵及水泵站.中国建筑工业出版社.1993年6月第三版. 

    容振辉(1975年—  ),男,汉,工学学士,工程师。1998年毕业于湖南省湖南大学土木工程系给水排水专业,现任惠州市自来水总公司江北水厂厂长,负责水厂生产和技术研究工作。联系电话:0752—2810982  Email:rzh7@21cn.com 

    张戎(1963—  ),男,汉族,工学士,给水排水高级工程师,惠州市自来水总公司总工程师,从事城市供水工作二十多年,对给水设计、施工、管理有丰富的经验。联系电话:0752—2816978。E-mail:ZhangRong817@21cn.com

 
 
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