海水泵改造與節(jié)能運(yùn)行

樊培節(jié)，馬奉偉，畢寶正，費(fèi)立國(guó)

（青島堿業(yè)股份有限公司，山東青島 266043）

海水泵改造與節(jié)能運(yùn)行

樊培節(jié)，馬奉偉，畢寶正，費(fèi)立國(guó)

（青島堿業(yè)股份有限公司，山東青島 266043）

通過理論計(jì)算、比較分析，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)泵的葉輪進(jìn)行切割，實(shí)現(xiàn)節(jié)能并保障生產(chǎn)運(yùn)行。

泵；葉輪切割；節(jié)能

1 海水泵概況

我公司現(xiàn)有2套干法加灰蒸吸系統(tǒng)，配備3臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的冷卻用海水泵。1＃海水泵（14SH－13）為大泵，流量1 260m3／h、揚(yáng)程43.8m、電機(jī)功率220kW；2＃、3＃海水泵（12SH－13A）為小泵，流量720m3／h、揚(yáng)程26m、電機(jī)功率75kW。實(shí)際運(yùn)行中需要按照不同的工況選擇設(shè)備匹配方式。當(dāng)單套蒸吸系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，開1臺(tái)12SH－13A小泵就可以滿足流量和壓力要求；當(dāng)兩套蒸吸系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，需要開1臺(tái)大泵運(yùn)行或者開2臺(tái)小泵并聯(lián)運(yùn)行。1＃海水泵的運(yùn)行電流為360～370A，而兩臺(tái)小泵的運(yùn)行電流臺(tái)計(jì)為135A，由此開大泵比開小泵多用90A電流，造成電耗偏高，需要進(jìn)行改造。

2 原因分析

表1 改造前海水泵性能參數(shù)表

海水泵的性能參數(shù)如表1所示，14SH－13泵的揚(yáng)程為43.8m，而12SH－13A泵揚(yáng)程為26m，差別很大。因?yàn)楹Ｋ到y(tǒng)入口背壓較高（0.15～0.25MPa），12SH－13A泵的揚(yáng)程就能滿足要求，14SH－13泵出現(xiàn)了“水頭損失”的現(xiàn)象。另外，揚(yáng)程不一樣的泵在并聯(lián)系統(tǒng)中的效率很低，不利于泵性能的發(fā)揮。因此需要將14SH－13泵的揚(yáng)程降低到26m。

3 節(jié)能改造方案

3.1 改造方案的選擇

有兩種方法可以降低泵的揚(yáng)程：一是降低泵的轉(zhuǎn)速，二是切割葉輪直徑。變頻調(diào)速和改變電機(jī)極對(duì)數(shù)都是降低轉(zhuǎn)速的有效方式，但是需要購(gòu)置變頻器和電機(jī)，改造費(fèi)用較高；若采取切割葉輪直徑的方式，需要配上合適功率的電機(jī)，因?yàn)楣拘」β孰姍C(jī)有庫(kù)存，不需要新購(gòu)置，所以改造費(fèi)用較低；因此我們選擇切割葉輪的方式。

3.2 相關(guān)計(jì)算

若對(duì)同一型號(hào)的泵，換用直徑較小的葉輪，而其他幾何尺寸不變，這種現(xiàn)象稱為葉輪的“切割”。根據(jù)切割定律［1］，當(dāng)葉輪直徑變化不大，而轉(zhuǎn)速不變時(shí)，葉輪直徑和流量、揚(yáng)程、軸功率之間的近似關(guān)系為：

式中D1和D2分別為車削前、后的葉輪外徑；

Q1、H1、P1為泵在車削葉輪前的流量、揚(yáng)程和軸功率；

Q2、H2、P2為泵在車削葉輪后的流量、揚(yáng)程和軸功率。

通過查找該泵生產(chǎn)廠家的樣本，我們發(fā)現(xiàn)該泵葉輪經(jīng)第一次切割（14SH－13A泵）后的性能參數(shù)如表2所示，因?yàn)閾P(yáng)程H＝36m，仍然高于需要值，需要進(jìn)行第二次切割。

表2 14SH－13A泵性能參數(shù)表

因此將D1＝410mm，Q1＝1 260m3／h，H1＝43.8m，P1＝177kW，H2＝26m，代入上式得：D2＝316mm，Q2＝972m3／h，P2＝81kW。

因?yàn)槔碚撚?jì)算值與實(shí)際數(shù)據(jù)之間有差距，需要進(jìn)行修正。

1）根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，葉輪直徑的實(shí)際切割量要按照理論切割量的75%進(jìn)行切割，經(jīng)修正后的葉輪直徑為340mm。

2）根據(jù)葉輪直徑的允許切割量與比轉(zhuǎn)數(shù)ns的關(guān)系（見表3）所示：ns＝130時(shí)，的允許值為0.11，而實(shí)際的，這樣使得泵的效率下降較大，因此選擇132kW的電機(jī)。

表3 葉輪直徑的允許切割量與比轉(zhuǎn)數(shù)ns的關(guān)系表

經(jīng)修正后葉輪第二次切割（14SH－13B泵）后的性能參數(shù)如表4所示。

表4 改造后泵的性能參數(shù)表

3.3 改造方案

為方便生產(chǎn)設(shè)備配置和泵的相互備用，并且有效降低電耗，經(jīng)與技術(shù)部門和生產(chǎn)廠家相關(guān)人員討論確定改造方案如下：

1）將泵葉輪直徑車削到340mm，改為14SH－13B型。

2）將電機(jī)換為Y315M－4／132kW型。

3）更換電機(jī)底座、聯(lián)軸器。

4）對(duì)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行配套改造。

4 改造效果與效益

改造后1＃海水泵的運(yùn)行電流為180～200A，比切割前降低170～180A，下降明顯。實(shí)現(xiàn)了泵的節(jié)能運(yùn)行，方便了設(shè)備的優(yōu)化配置。

效益計(jì)算如下：

［1］ 機(jī)械工程師手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械工程師手冊(cè)（第三版）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.1

TQ 051.21

B

1005－8370（2012）02－10－02

2011－11－01

樊培節(jié)（1976—），1999年畢業(yè)于青島化工學(xué)院高分子材料加工機(jī)械專業(yè)。青島堿業(yè)股份有限公司重堿車間設(shè)備主任，主要從事設(shè)備管理工作。