離心泵改造實踐的體會 


    摘要：當水泵運行工況點處于低效區時，在不適宜更換新泵和葉輪切削的情況下，采用非標葉輪法對水泵進行改造，可達到改善水泵運行工況和提高水泵運行效率的作用。

    關鍵詞：離心泵　 水泵特性曲線　 葉輪切削　 非標葉輪法

    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，常常由于各種原因，部分離心泵實際運行工況點偏離區，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臺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。兩臺水泵在運行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于水泵的是以遠期60萬m3/d為依據，故所選揚程高于首期實際所需揚程，因而導致水泵運行工況點偏離區，處于低揚程、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準對性的改造。

    3、離心泵改造方案的確定及改造效果

    方案一：更換新泵是zui*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，但由于該方案代價較高，且耗時費力，不可避免的影響到水廠生產，故不采用。
    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相交于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存在以下關系：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%，臨界于比轉速為140r/min的葉輪zui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。由于A點工況點效率為81%，處于水泵特性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于低效率運行區（見圖一特性曲線）。本方案對水泵運行效率提高不多，故也不采用。
    方案三：采用非標葉輪法對水泵葉輪進行改造，即設計制造非標準葉輪并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，按此方案對其中一臺水泵進行了改造。改造后的44SAP—14/25型水泵運行工況點QD=9700m3/h，HD=18m（圖中D點）處于水泵運行區，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，噪聲降低，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.降至59.，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。水泵改造前后能耗對比如下： 
    4、結論

    在不適宜更換新泵和進行葉輪切削的情況下，采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，改造后節能*；

    （3）可以有針對性的改善水泵的某些特定性能。