離心泵改造實踐

離心泵    時間:2014-03-11 15:01:54
離心泵改造實踐簡介
    1、前言 離心泵在抽送液體的過程中,須要消耗一定的能量。在離心泵的實際使用過程中,常常由於各種原因,部分離心泵實際運行工況點偏離高效區,造成離心泵能耗過……
離心泵改造實踐正文
  1、前言
離心泵在抽送液體的過程中,須要消耗一定的能量。在離心泵的實際使用過程中,常常由於各種原因,部分離心泵實際運行工況點偏離高效區,造成離心泵能耗過高和運行狀態不理想的情況。為改善這一現象,需對離心泵進行必要的技術改造,在滿足供水系統需要的水量、揚程的前提下,進一步提高離心泵的運行效率。
2、水泵改造課題的提出
惠州市自來水總公司某水廠吸水泵站設計取水規模為60萬m3/d,首期建成20萬m3/d,吸水泵站取水設備是兩台44SAP—14型離心清水泵,其銘牌參數為Q=9000m3/h,H=28.5m,n=425r/min,η=88%,比轉速為140 r/min,葉輪直徑ф=1110mm。兩台水泵在運行3000小時后,水泵葉輪有較明顯的汽蝕破壞現象,泵體振動加劇,軸承出現不正常溫升。水泵運行效果不理想主要是由於水泵的選型是以遠期60萬m3/d為依據,故所選揚程高於首期實際所需揚程,因而導致水泵運行工況點偏離高效區,處於低揚程、低效率和汽蝕性能差的區域運行。2002年6月6日,該泵實際運行工況點(Q、H)為(11800,18)(圖一中的Z點),運行效率僅為η,=75%左右。為解決上述問題,2002年7月,惠州市自來水總公司決定對其進行准對性的改造。
3、離心泵改造方案的確定及改造效果
方案一:更換新泵是最徹底的解決辦法。新泵可選取44SAP—25型離心泵,該泵設計參數為:Q=10800m3/h,H=20m,n=425r/min,η=90%。雖然換該泵時電機可使用原有水泵電機,但由於該方案代價較高,且耗時費力,不可避免的影響到水廠生產,故不採用。
方案二:當水泵揚程過高時,切削葉輪外徑是一種調整水泵性能、降低水泵功率消耗的簡便易行的方法。考慮該廠的首期供水規模及兩個泵站的機組匹配情況,經葉輪切削后水泵宜在QB=9700m3/h,HB=18m工況點工作,即圖二的B點處。通過B點作切削拋物線H『=K(Q『)2,與原水泵特性曲線Q-H相交於A點。A點處即為滿足切削律要求的B點的對應工況點:QA=10900m3/h,HA=22.7m。
葉輪經過切削后,其性能參數Q,H的變化與切削后的輪徑D存在以下關係:QB/ QA=DB/DA,HB /HA =(DB/DA)2其中DA為原葉輪直徑,DB 為切削后的葉輪直徑。將A、B兩個工況點代入上式,得DB/DA=89%,即原葉輪的切削量為11%,臨界於比轉速為140r/min的葉輪最大允許切削量14%。此外,根據切削定律,在切削限度內,切削拋物線H『=K(Q』)2又稱等效率線,即在該曲線上的A、B兩點的相應效率可視為相等。由於A點工況點效率為81%,處於水泵特性Q-H曲線的低效率區,葉輪切削后的B點的運行效率也將處於低效率運行區(見圖一特性曲線)。本方案對水泵運行效率提高不多,故也不採用。
方案三:採用非標葉輪法對水泵葉輪進行改造,即設計製造非標準葉輪並裝配在原有的泵體上運行,以達到有效改變水泵性能參數的目的。根據這一思路,能過對44SAP—25型水泵的葉輪進行切削及參數整合,使之符合44SAP—14型水泵的要求。同時把原有水泵的比轉速由140 r/min提高到250 r/min,以使改造后的水泵達到降低揚程、提高運行效率的效果。2002年11月,按此方案對其中一台水泵進行了改造。改造后的44SAP—14/25型水泵運行工況點QD=9700m3/h,HD=18m(圖中D點)處於水泵運行高效區,運行效率在88%左右。(其水泵特性曲線如圖三)
44SAP—14型水泵經過非標葉輪改造后,水泵運行中的振動顯著減輕,雜訊降低,汽蝕現象得到很好的改善。原水泵配套電機的運行電流也由原65.5A降至59.5A,使吸水泵站電耗有了大幅的下降。以每天取水量20萬噸計算,改造后每天節約電量9.6×200=1920度,半年可節約電量達35萬度。水泵改造前後能耗對比如下:
4、結論
在不適宜更換新泵和進行葉輪切削的情況下,採用非標葉輪法對離心泵進行改造,可以達到如下效果:
(1)額定參數可按實際需求重新確定,受原水泵參數的限制更小;
(2)改造后新泵運行參數能更加符合生產需求,水泵運行效率可以適當提高,改造後節能效果顯著;
(3)可以有針對性的改善水泵的某些特定性能。

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