三元流技術(shù)在循環(huán)水泵改造中的應用

中外能源●100SINO-GLOBAL ENERGY2010年第 15卷三元流技術(shù)在循環(huán)水泵改造中的應用熊偉(中國石化洛陽(yáng)分公司,河南洛陽(yáng)471012)摘要洛陽(yáng)石化化纖裝置循環(huán)水站的6臺離心式清水泵,其葉輪是依據-.元流理論設計制造的，但二元流理論并不完善，造成泵的實(shí)際運行T.況偏離額定T.況.同時(shí)由于存在不同程度的汽蝕現象,致使6臺清水泵在較低的效率(75%~80%)下運行。為此,應用三元流技術(shù)對清水泵的葉輪進(jìn)行改造:不改變電機、泵殼體、進(jìn)出水管路等現有水泵系統，對葉片的進(jìn)出安放角、葉片數.扭曲葉片各截面形狀等進(jìn)行優(yōu)化設計,并采用鑄燁結構進(jìn)行加I.制造,從而避免葉片T.作面的流動(dòng)分離,減少流動(dòng)攢失.提高葉輪的T.作效率.最終達到提高水泵效率、節能降耗的日的。改造后的運:行情況表明:機泵運行平穩,噪音堿小,汽蝕現象明顯減少,泵組效率由改造的的80%提高88.6%;改造后單臺泵(流量為500m/h)電流降低13A.每年可節電168.48x10kw.h, 節省電費67.392萬(wàn)元。關(guān)鍵詞元流循環(huán)水梨葉輪改造節能1前言出安放角、葉片數、扭曲葉片各截面形狀等要素進(jìn)中國石化洛陽(yáng)分公司化纖裝置循環(huán)水站有6行優(yōu)化,從而避免葉片工作面的流動(dòng)分離,戰少流臺離心式清水泵,設備位號為1~6號,并聯(lián)于全封動(dòng)損失,提高葉輪的工作效率,最終達到提高水泵閉式循環(huán)水系統,母管制運行。6臺泵均為水平中效率.節能降耗的目的。該方法特點(diǎn)21主要有:①保開(kāi)式雙吸水泵，型號為SM602-720,2000年投用。留電機、泵殼體、進(jìn)出水管路等現有水泵系統;②可.設計參數:揚程47m,流量5000m/h,轉速970r/根據系統實(shí)際情況進(jìn)行設計,達到“量體裁衣”的目.min,電機功率900kW ,額定電流107A。的;③工期短,效率高,見(jiàn)效快。6臺清水泵的葉輪是按20世紀70年代提出的3改造實(shí)施情況二元流理論設計的,但二元流理論并不完善,造成洛陽(yáng)化纖裝置在2008年應用三元流技術(shù)對1~泵的實(shí)際運行工況偏離額定工況,單臺泵的流最僅3號水泵葉輪進(jìn)行改造。葉輪改造采用鑄焊結構,為4428m2/h。在夏季，化纖裝置高峰期用水量為即葉輪的葉片、側蓋板及轉輪體分別鑄造。葉片采2.7x10*m/h，需要同時(shí)開(kāi)6臺水泵來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)要用專(zhuān)用機床按給定的三維坐標點(diǎn)精確加工,側蓋板求。此外,由于存在不同程度的汽蝕現象,致使6臺和轉輪體過(guò)流表面利用機床精確加工。葉片按特定清水泵在較低的效率(75%~80%)下運行,增大了能的工藝定位于轉輪體上,并進(jìn)行組焊。葉輪外形尺耗和檢修維護費用。為此,決定采用三元流技術(shù)對寸在完成正火加回火處理后加T.到位。葉輪尺寸偏1~3號清水泵進(jìn)行節能技術(shù)改造。差按IEC497(蓄能泵模型驗收試驗國際規程)中有2三元流技術(shù)改造原理關(guān)規定執行。新葉輪葉片型線(xiàn)最大誤差0.8mm;三元流理論是吳仲華院士于上世紀50年代提60%的過(guò)流表面粗糙度達到3.2μm,其余不低于出的。該理論將葉輪內部的三元立體空間無(wú)限分6.3μm;葉輪最大外緣上的不平衡質(zhì)量不大于30g。割,通過(guò)對葉輪流道內的各工作點(diǎn)的分析,建立起1~3號水泵在2008年8月份投用。投用至今,完整真實(shí)的葉輪內流動(dòng)的數學(xué)模型。劉殿魁!I提中國煤化工出了射流-尾跡模型，利用三元流動(dòng)理論來(lái)求解泵葉輪內的流速分布,進(jìn)而得出水泵葉輪優(yōu)化設計的MYHCNM H G四川大學(xué)化工設備與機械專(zhuān)業(yè)，目前主要從事石化企業(yè)發(fā)展規劃、生產(chǎn)工藝和機械設方法:根據葉輪內部流動(dòng)特性的要求,對葉片的進(jìn)備的技術(shù)改造工作。E-mail:xiongw@ypc.com.cn第3期熊偉.三元流技術(shù)在循環(huán)水泵改造中的應用機泵運行平穩,噪音減小,汽蝕現象明顯減少,節能按0.4元/(kW.h)計算，則每年節省電費67.392萬(wàn)元。效果明顯(相當于停開(kāi)一臺900kW的SM602 -720可以看出,該項目投資回報期約la左右,同時(shí)水泵),達到了改造的預期目標(見(jiàn)表1)。葉輪只需5個(gè)月就能完成加工制作并投產(chǎn),因此該項目屬于短平快項目,經(jīng)濟效益顯著(zhù)。表1改造前后泵的參數對比.5結語(yǔ)項目改造前方案實(shí)際效果總流量(m'.h")50004500應用三元流技術(shù)改造后,改善了水泵的運行狀臂匯壓力/MPa0.470.49況,減輕了汽蝕破壞程度,降低了運行電耗,達到了單泵電流/A87(平均) _7974(平均)預期目的。目前,改造后的機泵在運行過(guò)程中仍存軸功率/kW731.867泵組效率,%80888.6在一些問(wèn)題需在以后改進(jìn):①泵體格蘭箱排水孔徑小，容易堵寒或溢流;②在設計中水泵沒(méi)有配備出4經(jīng)濟效益分析成本:單臺葉輪的加工制造費用在9~10萬(wàn)元/口排氣管線(xiàn),建議增加泵出口排氣管線(xiàn)。臺(包括設計費、制造加工費及運輸費)。另外,3臺參考文獻:水泵在改造前進(jìn)行解體拆裝測繪、改造后在現場(chǎng)組(川劉殿魁.離心泵內具有射流-尾跡模型的三元流動(dòng)計算[I].T.裝測試的費用約18萬(wàn)元。項目總投資為45萬(wàn)元。程熱物理學(xué)報, 1986,7(1):5-6.效益:改造后單臺泵(流量為5000m/h)電流降[2]張有責.全二三元流技術(shù)在循環(huán)水泵改造巾的應用[小]上海節低13A,每臺泵平均運行300d,改造3臺泵每年可能,2009(4):32-33.節電: 13x3x24x300x6000=168.48x10(kW.h)。電價(jià)(編輯陳玨)Application of 3-Dimensional Flow Technology in Modificationof Circulating Water PumpsXiong Wei(SINOPEC Luoyang Company , Luoyang Henan 471012)[Abstract] The impellers of six centifugal pumps in the ceirculating waler station for chemical fiber plants inSinopec Luoyang Company were designed and manufactured based on 2 -dimensional flow theories.Due toflaws in 2-dimensional flow theories , the actual operating conditions of these pumps deviated from their ratedoperating conditions.In addition ,due to the existence of different degrees of cavitation , all the six pumps hadbeen operating with low eficiencies (ranging from 75% to 80% ).Technicians revamped the impellers of thepumps using 3- dimensional flow technology :making no changes to the existing pump system including motors,the shell of pumps and water inlets and outlets ;optimizing design for the inlet and outlet angles of im-pellers, ,the number of impellers and the shapes of all sections of twisted impellers ; adopting castweld construc-tions in processing.These measures could reduce the flow separation on the working face of impellers , reduceflow loss and raise the working fficiency of impellers , thereby raising the eficiency of these pumps and re-ducing energy consumption.After the revamp , the pumps operaled very well with lower noises and significanlyreduced cavitation.The eficiency of the pump set rose to 88.中國煤化工叩curent droppedby 13A (the flow rate was 5000m'/h) and 168.48x 10kW●fYHCNMHGcould be savedannually. .[Keywords] 3-dimensional flow technology ;circulating water pump ; impeller ; modification ; energy- saving