三元流技術(shù)在循環(huán)水泵上的應用

第12期(上)苗興東:三元流技術(shù)在循環(huán)水泵上的應用三元流技術(shù)在循環(huán)水泵上的應用苗興東(中國石油遼河石化分公司,遼寧盤(pán)錦124022)摘要:遼河石化公司循環(huán)水泵的葉輪是在二元流理論基礎上設計制造的,該理論并不完善,導致泵的實(shí)際運行工況偏離最優(yōu)工況,同時(shí)存在不同程度的汽蝕現象,致使水泵運行效率較低。為此,公司應用三元流技術(shù)對水泵的葉輪進(jìn)行改造,通過(guò)三元“射流一尾跡”流動(dòng)定量分析,對葉片的進(jìn)出安放角、葉片數、扭曲葉片各截面形狀等方面進(jìn)行優(yōu)化設計,改善葉輪內流體的流動(dòng)狀態(tài),減少進(jìn)口沖擊和岀口尾跡脫流程度。通過(guò)對比改造前后的實(shí)際運行情況,機泵運行平穩,噪音減小,汽蝕現象明顯減少,節電率達到15%~20%,提高了水泵效率,實(shí)現了節能降耗。關(guān)鍵詞:水泵;葉輪;三元流;節能;降耗中圖分類(lèi)號:TQ050.3文獻標識碼:B文章編號:1003-3467(2012)23-0051-02司決定采用三元流技術(shù)對循環(huán)水泵進(jìn)行技術(shù)改造。0前言在能源日趨緊張的今天,在國家“十二五”規劃1三元流技術(shù)改造原理分析的要求下,節能降耗成為當今的主流,而廣泛應用于1.1三元流技術(shù)原理工農業(yè)生產(chǎn)等社會(huì )生活各個(gè)領(lǐng)域的離心泵,其每年吳仲華院士于20世紀50年代就提出了三元流電耗占全國總電耗的21%以上,因此離心泵的節能理論。該理論將葉輪內部的三元立體空間無(wú)限分問(wèn)題就引起了人們的關(guān)注,各種節能措施也越來(lái)越割,通過(guò)對葉輪流道內的各工作點(diǎn)的分析,建立起完受到人們的重視。如何提高離心泵的運行效率,實(shí)整、真實(shí)的葉輪內流動(dòng)的數學(xué)模型。劉殿魁于80現系統的最優(yōu)化運行成為用戶(hù)的主要研究對象。隨年代提出了“射流一尾跡”模型,通過(guò)三元“射流著(zhù)三元流動(dòng)理論逐步成熟,以及該技術(shù)在實(shí)際應用尾跡”流動(dòng)計算,對因流體黏性和泵體內部壓力梯中的廣泛推廣,泵的效率得到了極大提高,與傳統的度引起的流體流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行定量分析,利用三元流元流、二元流技術(shù)相比,泵節電率可達到15%動(dòng)理論來(lái)求解泵葉輪內的流速分布,進(jìn)而得出水泵20%葉輪優(yōu)化設計的方法,根據葉輪內部流動(dòng)特性的要目前,遼河石化公司東循環(huán)水場(chǎng)有6臺離心式求,對葉片的進(jìn)出安放角、葉片數、扭曲葉片各截面水泵,設備位號為1~6號,并聯(lián)于全封閉式循環(huán)水形狀等要素進(jìn)行優(yōu)化,改善葉輪內流體的流動(dòng)狀態(tài),系統,母管制運行,循環(huán)水泵均是采用傳統的二元流從而避免葉片工作面的流動(dòng)分離,減少流動(dòng)損失,提理論設計制造的泵型,已運行10年以上,通過(guò)現場(chǎng)高葉輪的工作效率,最終達到提高水泵效率、節能降測算,水泵運行效率較低。由于水泵的運行效率與耗的目的。該方法特點(diǎn)主要有:①保留電機、泵殼泵體內部流體流動(dòng)狀況是密不可分的,而傳統的二體、進(jìn)岀水管路等現有水泵系統;②可根據系統實(shí)際元流理論不能準確地反映泵體內液體的真實(shí)流動(dòng)狀情況進(jìn)行設計,達到“量體裁衣”的目的;③工期短、態(tài),因此受泵的設計制造水平和現場(chǎng)運行工況變化效率高、見(jiàn)效快的影響,水泵實(shí)際運行工況點(diǎn)嚴重偏離其高效區,造1.2三元流葉輪與傳統葉輪的比較成水泵效率低,能耗高。而通常采用的車(chē)削葉輪、更三元流葉輪與傳統葉輪除安裝尺寸相同外,其換新泵或者安裝變頻器等辦法都有較大的局限性,葉片形狀發(fā)TYHE中國煤化工圖2所示(2)。不能從根本上解決低效率、能耗高的問(wèn)題。為此,公CNIMH G收稿日期:2012-11-04作者簡(jiǎn)介:苗興東(1978-)男,碩士學(xué)位,工程師,從事工藝管理工作,E-mlil;miaoxd]978@yahoo.com,cn河南化工52HENAN CHEMICAL INDUSTRY2012年第29卷m,流量5000m3/h,電機功率1000kW,電流116A。3臺水泵改造后投用至今,機泵運行平穩,噪音減小,汽蝕現象明顯減少,節能效果明顯,達到了改造的預期目標。具體參數如表1所示表1改造前后參數對比改造前改造后項目1號4號6號1號4號6號元流一一三元流流量/m3·h1200030005000200030005000壓力/MPa0.50.50.50.50.50.5圖1葉輪葉片的子午面視圖電流/A55611164352由表1可以看出,在泵改造后滿(mǎn)足各用水點(diǎn)工藝參數的前提下,1號泵節電率為20.37%,4號泵節電率為16%,6號泵節電率為15.52%。電費按0.58元/度計算,3臺泵每年節電費用分別為44.3945.52和78.85萬(wàn)元。因此該項目屬于短平快項目,投入產(chǎn)出比最佳,經(jīng)濟效益顯著(zhù)。3結束語(yǔ)元流公司應用三元流技術(shù)對循環(huán)水泵改造后,在保圖2葉片前視圖證系統的工藝參數沒(méi)有發(fā)生變化的情況下,改善了由圖1和圖2可以看出:①三元流葉輪葉片加水泵的運行狀況,減輕了汽蝕破壞程度,提高了泵的寬了許多,特別是輪轂減少,使流通能力增大;②三運行效率,降低了運行電耗,達到了改造目的。三元元流葉輪直徑減少了,而出口寬度增大;③三元流葉流葉輪實(shí)際上將原泵改變成一種全新的泵,其泵效片的扭曲度大很多;④三元流葉片進(jìn)口邊向來(lái)流進(jìn)率最高點(diǎn)對應用戶(hù)所需的流量揚程等實(shí)際工況,使口伸展,減少了進(jìn)口損失。泵效率得到科學(xué)充分的提高。由于不動(dòng)電機、泵體、反映到水泵的效率曲線(xiàn)和特性曲線(xiàn)上就是三泵軸、管線(xiàn)等,改造工作容易實(shí)施,實(shí)用性強。與上元流可以根據現有的運行狀態(tài),設計時(shí)改變水泵的變頻、換泵或電機等方法比,投資省、見(jiàn)效快。更換特性曲線(xiàn),使其變得平滑同時(shí)可以將效率曲線(xiàn)向右三元流動(dòng)理論設計的高效率葉輪,無(wú)論對工頻泵或平移,以適應工況發(fā)生變化時(shí)需要,效率達到最大變頻泵都是行之有效的節能技改方案,其投入產(chǎn)出化。因此,葉輪的這種變化實(shí)際上使原泵變?yōu)橐环N比最佳。綜上所述,在水泵實(shí)際工況與設計工況不全新的泵,其效率最高點(diǎn)對應于目前實(shí)際運行工況吻合的情況下,或隨著(zhù)生產(chǎn)需要增減水量的情況下,時(shí)的流量和揚程,而這是靠選取現有規格的泵或切利用三元流葉輪技術(shù),達到新工藝要求和節能目的,割葉輪等方法無(wú)法達到的。是投資少,見(jiàn)效快,便于實(shí)施的水泵節能新舉措,值2改造實(shí)施情況及效益分析得借鑒和推廣。同時(shí),對其他老的循環(huán)系統的節能改造有良好的借鑒意義。公司于2012年3月份應用三元流技術(shù)對東循參考文獻環(huán)水站的1號4號、6號水泵進(jìn)行改造,現場(chǎng)實(shí)測參[1]劉殿魁離心泵內具有射流一尾跡模型的三元流動(dòng)計數為:1號泵,揚程46m,流量2000m3h,電機功率算[J].工程熱物理學(xué)報,1986,7(1):5-6460kW,電流55A;4號泵,揚程46m,流量30002]王建立,張小玲三無(wú)流葉輪在循環(huán)水系統中的應用m3/h,電機功率560kW,電流61A;6號泵,揚程45TYH任化工H G