金海龍(遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司)

前言

大慶石化公司化肥廠熱水裝置有三臺(tái)熱水泵，主要負(fù)責(zé)供給廠內(nèi)和廠外家屬區(qū)熱水，24h不間斷循環(huán)運(yùn)行。在長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中，要保持總管安全運(yùn)行壓力在0.3-0.4MPa，最大循環(huán)流量在230m3/h左右。在此控制前提下，出口閥開(kāi)度只能達(dá)到30%左右，不能再開(kāi)大，否則造成總管超壓，引起管線泄漏。從上述現(xiàn)象初步分析，熱水泵產(chǎn)能可能過(guò)大，長(zhǎng)期運(yùn)行期間熱水泵不在最優(yōu)性能曲線條件下，將導(dǎo)致大量能量浪費(fèi)。因此，切削葉輪成為現(xiàn)有條件下最合適的處理此類問(wèn)題的方式。

一、切削可行性分析

1.改造理由：

熱水泵的設(shè)計(jì)能力大于現(xiàn)在的總需求，目前只能長(zhǎng)期用關(guān)小出口閥控制流量壓力，造成能量浪費(fèi)，成本增加。

2.改造目標(biāo)：

通過(guò)葉輪切削技術(shù)，降低熱水泵的運(yùn)行成本，爭(zhēng)取達(dá)到將熱水泵運(yùn)行每小時(shí)節(jié)電5度以上，且水量壓力滿足用戶需求。

3.現(xiàn)狀原因分析

分析各種可能的因素得圖如下：(圖-1)

根據(jù)上述因果分析圖和生產(chǎn)的實(shí)際情況分析，設(shè)計(jì)流量大于需求量是影響熱水泵運(yùn)行效率和成本的主要因素：目前熱水管網(wǎng)最大循環(huán)流量230m3/h，而三臺(tái)熱水泵的型號(hào)是CZ100-250B，該泵設(shè)計(jì)流量250 m3/h，揚(yáng)程70h。顯然該泵的設(shè)計(jì)能力大于現(xiàn)在的總需求，只能長(zhǎng)期用出口閥控制流量壓力，造成能量浪費(fèi)，所以確定它是造成熱水泵運(yùn)行效率低成本高的主要因素。

為進(jìn)一步確定主要因素，2009年11月19日—27日對(duì)熱水熱水泵及其熱水管網(wǎng)的進(jìn)行了詳細(xì)的跟蹤驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果如下表1、表 2：(圖 2)

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通過(guò)上述統(tǒng)計(jì)分析，熱水管網(wǎng)的最大循環(huán)量為218.125t/h，最小循環(huán)量為111.5t/h，循環(huán)量均值為162t/h；泵出口閥全開(kāi)后熱水管網(wǎng)壓力為0.46MPa，超出了0.3-0.4MPa指標(biāo)范圍。熱水泵的設(shè)計(jì)流量為250t/h，揚(yáng)程為70h，由此可以確定，設(shè)計(jì)流量大于需求量是造成熱水泵運(yùn)行效率低、成本高的主要因素。

二、葉輪切削技術(shù)方案

根據(jù)以上分析結(jié)果，決定采取先切削一臺(tái)水泵葉輪，切削成功后，再切削一臺(tái)水泵，留一臺(tái)水泵保持原工況。

經(jīng)測(cè)量，熱水泵葉輪直徑為250mm，揚(yáng)程70h，流量250 m3/h

切削后水泵的流量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：

式中G0、GC——水泵切削前、后的流量，單位m3/h

C——切削量，單位%。

按流量220 m3/h計(jì)算，可以計(jì)算出切削量為12%，即需要切削30mm。

按切削后水泵的流量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：HC=H0(100%-C%)2m H2O

計(jì)算切削后揚(yáng)程為61.6m，基本能滿足工藝需要。

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，并請(qǐng)教了一些比較有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)鉗工后，大膽實(shí)施了上述切削方案，即對(duì)葉輪切削了30mm后，將水泵恢復(fù)。

三、切削后的效果論證

切削后，熱水泵出口閥門的開(kāi)關(guān)狀態(tài)對(duì)管網(wǎng)的壓力變化及水泵本身電流變化如下表所示：

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從上表中可以看出，切削后水泵出口閥在全開(kāi)的狀態(tài)下，熱水管網(wǎng)壓力達(dá)到了0.3-0.4MPa的控制指標(biāo)范圍，水泵電流從115A下降至94A，水泵流量下降至215t/h，切削后水泵參數(shù)與切削時(shí)計(jì)算結(jié)果基本一致，切削目的達(dá)到，切削獲得成功。

五、經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

直接經(jīng)濟(jì)效益估算

每小時(shí)節(jié)約電：(115-94)×380/1000=7.98 度

每年節(jié)約電：7.98×24×365=69904.8度

每年節(jié)約資金：69904.8×0.42元/度=29360.016元

間接效益

避免因長(zhǎng)期利用泵出口閥限流而將泵的出口閥損壞，節(jié)約了每年維護(hù)更新熱水泵出口閥的費(fèi)用；避免熱水管網(wǎng)系統(tǒng)超壓帶來(lái)的危害，為裝置平穩(wěn)運(yùn)行提供了保障。

1、《水泵的類型和構(gòu)造》，張衛(wèi)著，機(jī)械工業(yè)出版社.

2、《切削理論》，機(jī)械制造工藝及設(shè)備教研室著，西安交通大學(xué)出版社.