离心泵改造实践的体会

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　　 摘要：当水泵运行工况点处于低效区时，在不适宜更换新泵和叶轮切削的情况下，采用非标叶轮法对水泵进行改造，可达到改善水泵运行工况和提高水泵运行效率的作用。
　　 关键词：离心泵 水泵特性曲线 叶轮切削 非标叶轮法
　　 1、前言
　　 离心泵在抽送液体的过程中，须要消耗一定的能量。在离心泵的实际使用过程中，常常由于各种原因，部分离心泵实际运行工况点偏离高效区，造成离心泵能耗过高和运行状态不理想的情况。为改善这一现象，需对离心泵进行必要的技术改造，在满足供水系统需要的水量、扬程的前提下，进一步提高离心泵的运行效率。
　　 2、水泵改造课题的提出
　　 惠州市自来水总公司某水厂吸水泵站设计取水规模为60万m3/d，首期建成20万m3/d，吸水泵站取水设备是两台44SAP—14型离心清水泵，其铭牌参数为Q=9000m3/h，H=28.5m，n=425r/min，η=88%,比转速为140 r/min，叶轮直径ф=1110mm。两台水泵在运行3000小时后，水泵叶轮有较明显的汽蚀破坏现象，泵体振动加剧，轴承出现不正常温升。水泵运行效果不理想主要是由于水泵的选型是以远期60万m3/d 为依据，故所选扬程高于首期实际所需扬程，因而导致水泵运行工况点偏离高效区，处于低扬程、低效率和汽蚀性能差的区域运行。2002年6月6日，该泵实际运行工况点（Q、H）为（11800，18）（图一中的Z点），运行效率仅为η,=75%左右。为解决上述问题，2002年7月，惠州市自来水总公司决定对其进行准对性的改造。
　　 3、离心泵改造方案的确定及改造效果
　　 方案一：更换新泵是最彻底的解决办法。新泵可选取44SAP—25型离心泵，该泵设计参数为：Q=10800m3/h，H=20m，n=425r/min，η=90%。虽然换该泵时电机可使用原有水泵电机，黄油泵 但由于该方案代价较高，且耗时费力，不可避免的影响到水厂生产，故不采用。
　　 方案二：当水泵扬程过高时，切削叶轮外径是一种调整水泵性能、降低水泵功率消耗的简便易行的方法。考虑该厂的首期供水规模及两个泵站的机组匹配情况，经叶轮切削后水泵宜在QB=9700m3/h，HB=18m工况点工作，即图二的B点处。通过B点作切削抛物线H‘=K（Q‘）2，与原水泵特性曲线Q-H相交于A点。A点处即为满足切削律要求的B点的对应工况点：QA=10900m3/h，HA=22.7m。
　　 叶轮经过切削后，其性能参数Q，H的变化与切削后的轮径D存在以下关系：QB/ QA=DB/DA，HB /HA =（DB/DA）2其中DA为原叶轮直径，DB 为切削后的叶轮直径。将A、B两个工况点代入上式，得DB/DA=89%，即原叶轮的切削量为11%，临界于比转速为140r/min的叶轮最大允许切削量14%。此外，根据切削定律，在切削限度内，切削抛物线H‘=K（Q’）2又称等效率线，即在该曲线上的A、B两点的相应效率可视为相等。由于A点工况点效率为81%，处于水泵特性Q-H曲线的低效率区，叶轮切削后的B点的运行效率也将处于低效率运行区（见图一特性曲线）。本方案对水泵运行效率提高不多，故也不采用。
　　 方案三：采用非标叶轮法对水泵叶轮进行改造，即设计制造非标准叶轮并装配在原有的泵体上运行，以达到有效改变水泵性能参数的目的。根据这一思路，能过对 44SAP—25型水泵的叶轮进行切削及参数整合，使之符合44SAP—14型水泵的要求。同时把原有水泵的比转速由140 r/min提高到250 r /min，以使改造后的水泵达到降低扬程、提高运行效率的效果。2002年11月，按此方案对其中一台水泵进行了改造。改造后的44SAP—14/25型水泵运行工况点QD=9700m3/h，HD=18m（图中D点）处于水泵运行高效区，运行效率在88%左右。（其水泵特性曲线如图三）
　　 44SAP—14型水泵经过非标叶轮改造后，水泵运行中的振动显著减轻，噪声降低，汽蚀现象得到很好的改善。原水泵配套电机的运行电流也由原65.5A降至59.5A，使吸水泵站电耗有了大幅的下降。以每天取水量20万吨计算,改造后每天节约电量9.6×200=1920度,半年可节约电量达35万度。水泵改造前后能耗对比如下：
　　 4、结论
　　 在不适宜更换新泵和进行叶轮切削的情况下，采用非标叶轮法对离心泵进行改造，可以达到如下效果：
　　 （1）额定参数可按实际需求重新确定，受原水泵参数的限制更小；
　　 （2）改造后新泵运行参数能更加符合生产需求，水泵运行效率可以适当提高，改造后节能效果显著；
　　 （3）可以有针对性的改善水泵的某些特定性能。