《大型濕法磷酸裝置15萬(wàn)噸P2O5/年濃縮軸流泵技術(shù)改造》

董云良(云南三環(huán)中化化肥有限公司650100)

1.引言

軸流泵運(yùn)行電流高，主要原因是泵出口石墨換熱器過(guò)流面積過(guò)小，管道阻力增大，導(dǎo)致軸流泵揚(yáng)程降低、流量增大，圍繞葉輪流量設(shè)計(jì)進(jìn)行改造，降低軸流泵流量、從而降低運(yùn)行電流。我們需要對(duì)葉輪的設(shè)計(jì)進(jìn)行改造進(jìn)而改變?nèi)~輪流量，得到技術(shù)的進(jìn)步和軸流泵的效率得到提升。軸流泵技術(shù)改造實(shí)質(zhì)上是對(duì)葉輪的改造，根據(jù)設(shè)計(jì)做出對(duì)不同石墨換熱器的數(shù)據(jù)比較，調(diào)整葉輪輪轂尺寸、修正流量，減小電機(jī)運(yùn)行的電流，增加對(duì)電機(jī)的保護(hù)這樣使得電機(jī)功率的變化，增加效率。

2 正文

2.1 論點(diǎn):由于軸流泵運(yùn)行電流過(guò)高，原因分析主要是因?yàn)楸贸隹谑珦Q熱器的過(guò)流面積太小，使得管路的阻力增大，根據(jù)軸流泵的運(yùn)行特點(diǎn)，最終導(dǎo)致軸流泵的揚(yáng)程減小，流量增大。我們需要圍繞葉輪的流量來(lái)進(jìn)化設(shè)計(jì)和改造，降低軸流泵的流量進(jìn)而降低了運(yùn)行的電流。

2.2 論據(jù)及論證：云南三環(huán)中化化肥有限公司目前有國(guó)內(nèi)最大的濕法磷酸濃縮裝置4套，這四套裝置同時(shí)在工況條件一致的情況下（其中軸流泵（泵型HZ1100）、電機(jī)、安裝高度、介質(zhì)均相同），轉(zhuǎn)速低的軸流泵（低4r/min），運(yùn)行電機(jī)的電流反而高18A。經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)人員綜合的對(duì)濃縮系統(tǒng)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主要在于軸流泵出口的石墨換熱器，石墨換熱器的過(guò)流面積不同，導(dǎo)致阻力降不同。4套石墨換熱器中有兩套換熱器過(guò)流面積小、且長(zhǎng)，這對(duì)電機(jī)是極其不利的，另外還有2套的石墨換熱器過(guò)流面積大且短，這樣就造成了阻力降的不均，對(duì)于軸流泵來(lái)說(shuō)阻力降對(duì)運(yùn)行電機(jī)流量影響是極大的，根據(jù)研究揚(yáng)程-流量性能曲線(xiàn)圖大致可以推斷電流高的2套軸流泵對(duì)運(yùn)行電機(jī)流量已經(jīng)超出了15%左右，并且葉輪的葉片發(fā)生過(guò)斷裂，這對(duì)運(yùn)行的電機(jī)很不利。經(jīng)過(guò)多方核算最終得出通過(guò)將葉輪的輪轂外徑由340mm改為420mm，這樣既修正降低了流量又減小了葉片根部的受力，從而達(dá)到減低運(yùn)行電機(jī)的電流（8A）和延長(zhǎng)葉輪的使用壽命。

2.3 論證方法與步驟：濕法磷酸生產(chǎn)設(shè)備管理和項(xiàng)目建設(shè)為大型濕法磷酸裝置15萬(wàn)噸P2O5/年濃縮軸流泵收集了許多性能參數(shù)，計(jì)算主要包括換熱器阻力降對(duì)比、葉輪輪轂外徑尺寸主要是對(duì)流量的影響，運(yùn)行電機(jī)的功率變化。

參數(shù)如下：

軸流泵：a、Q＝12000m3/h,H=6.2m，葉輪外徑Φ1100mm；電機(jī)型號(hào)：Ykk4505-4,710Kw,1485rpm，功率因數(shù)0.89；減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速371 rpm，傳動(dòng)效率94%。

b、Q＝12000m3/h,H=6.2m，葉輪外徑Φ1100mm；電機(jī)型號(hào)：Ykk4505-4,710Kw,1485rpm，功率因數(shù)0.86；減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速375 rpm，傳動(dòng)效率94%。

石墨換熱器：a、過(guò)流通道（列管內(nèi)徑）Φ38mm、共1065根列管、列管長(zhǎng)6000mm。

b、過(guò)流通道（列管內(nèi)徑）Φ36mm、共1339根列管、列管長(zhǎng)6640mm。

介質(zhì)：46%-48%的濃磷酸、溫度79℃、比重1.65、粘度16-17 mPa.s。

增機(jī)加“換熱器阻力降對(duì)比、葉輪輪轂外徑尺寸主要是對(duì)流量影響的計(jì)算公式”這里主要介紹通用型軸流泵的石墨換熱器阻力降計(jì)算公式即：壓力降=（流動(dòng)形態(tài)阻力+支承結(jié)構(gòu)流動(dòng)阻力）*質(zhì)量流速阻力。

軸流泵的石墨換熱器阻力降計(jì)算公式在計(jì)算上要注意流體的形態(tài)，特別是對(duì)紊流，因?yàn)檫@個(gè)對(duì)管路的通道造成很大的阻力損失。

2.4 結(jié)論：本次大型濕法磷酸裝置15萬(wàn)噸P2O5/年濃縮軸流泵技術(shù)改造。

主要通過(guò)對(duì)泵出口石墨換熱器過(guò)流面積的不同，分析管路阻力變化的主因，確定軸流泵揚(yáng)程的降低和流量增加的變化，展開(kāi)降低流量的改造思路，采取葉輪輪轂外徑的改造由原來(lái)的340mm改為420mm，改造后達(dá)到了既降低流量又減小運(yùn)行電流的目的。計(jì)算了主要包括換熱器阻力降對(duì)比和葉輪輪轂外徑尺寸對(duì)流量的影響從而影響電機(jī)功率的變化過(guò)程。對(duì)于主要問(wèn)題我們采取要因分析法，比如對(duì)石墨換熱器的阻力降，2套石墨換熱器過(guò)流面積小且長(zhǎng)，還有另外2套石墨換熱器過(guò)流面積大且短，這就給軸流泵出口造成不同的阻力降。所以說(shuō)我們應(yīng)該對(duì)存在問(wèn)題的設(shè)備進(jìn)行改造，改變和測(cè)量，始終追求夯實(shí)基礎(chǔ)拓展創(chuàng)新的目的，為今后的建設(shè)和生產(chǎn)管理中對(duì)濕法磷酸生產(chǎn)裝置國(guó)產(chǎn)化和大型化的發(fā)展過(guò)程中做出重要的貢獻(xiàn)。這讓我們具備了主持分析的能力和處理及改造的大型設(shè)備的能力，也是為國(guó)家在濕法磷酸裝置生產(chǎn)設(shè)備管理和選型的理論及實(shí)踐知識(shí)的發(fā)展做出依據(jù)。通過(guò)以上的總結(jié)和概括可見(jiàn)大型濕法磷酸裝置15萬(wàn)噸P2O5/年濃縮軸流泵技術(shù)改造是多么的重要，這個(gè)項(xiàng)目不單單是對(duì)軸流泵運(yùn)行電流高而提出的問(wèn)題更多的是對(duì)類(lèi)似的問(wèn)題做出先率，為今后的問(wèn)題發(fā)展帶好頭；在今后的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)的改正提供條件。

云南三環(huán)中化化肥有限公司目前有國(guó)內(nèi)最大的濕法磷酸濃縮裝置中四套裝置中的軸流泵、電機(jī)、安裝高度、介質(zhì)都是在工況相同的條件下完成的試驗(yàn)。在試驗(yàn)前對(duì)產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行分析比較，查找要因，針對(duì)要因進(jìn)行技術(shù)改造；改造后將運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比較改造前后的變化，最后得出改造成功的結(jié)果。該技術(shù)改造為大型濕法磷酸裝置濃縮軸流泵的發(fā)展和完善提供了條件和依據(jù)。

1 張永泉;安志林;;軸流泵葉片的數(shù)控加工[A];2011年“天山重工杯”全國(guó)機(jī)電企業(yè)工藝年會(huì)暨第五屆機(jī)械工業(yè)節(jié)能減排工藝技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

2 李國(guó)榮;周建業(yè);孫寒松;胡盛壽;朱曉東;郝宗超;田步升;陳海豐;;軸流泵全人工心臟的研究[A];中國(guó)心臟大會(huì)（CHC）2011暨北京國(guó)際心血管病論壇論文集[C];2011年

3 陳堅(jiān);劉德祥;丘傳忻;鄭玉春;;帶前置導(dǎo)輪的軸流泵裝置模型試驗(yàn)結(jié)果及分析[A];中國(guó)水利學(xué)會(huì)2001學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2001年

4 泵站目標(biāo)電耗節(jié)能技術(shù)的控制理論介紹[A];2002熱烈慶祝全國(guó)化工給排水設(shè)計(jì)技術(shù)中心站成立四十周年技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2002年