王軍太

(蘭州西固熱電有限責(zé)任公司，蘭州 730070)

多級(jí)離心泵結(jié)構(gòu)上由2個(gè)及2個(gè)以上葉輪串聯(lián)組成，容量和功率消耗較大。在設(shè)備選型時(shí)，離心泵的揚(yáng)程和流量一般按所需流體高程及流量的1.10～1.15倍計(jì)算。為滿足生產(chǎn)工藝要求，必須在離心泵出口管路加裝節(jié)流調(diào)節(jié)裝置或再循環(huán)調(diào)節(jié)裝置，造成了較大的節(jié)流損失和再循環(huán)損失。

離心泵節(jié)能降耗改造主要有變頻調(diào)速(包括液力偶合器)、車削葉輪和多級(jí)離心泵減少葉輪等方法。變頻調(diào)速和液力偶合器改造節(jié)能效果較好，但改造設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜、工期長(zhǎng)、投資大、運(yùn)行維護(hù)和后續(xù)成本較高。水泵車削葉輪可降低揚(yáng)程，但流量也隨之降低，可能影響生產(chǎn)工藝需求，且葉輪車削不可逆，車削后不可恢復(fù)，減少葉輪是多級(jí)離心泵節(jié)能降耗改造行之有效的方法。

1 多級(jí)離心泵取級(jí)改造原理

泵的軸功率計(jì)算公式：N=γHQ/1 000η。N---軸功率(KW)；γ---泵輸送液體的重度(N/m3)；H---揚(yáng)程(m)；Q---流量(m3/s)；η---泵的效率。

多級(jí)離心泵揚(yáng)程為串聯(lián)多級(jí)葉輪揚(yáng)程之和，減少級(jí)數(shù)，泵的揚(yáng)程相應(yīng)降低。由于泵的轉(zhuǎn)速和葉輪直徑未改變，泵的流量不變。根據(jù)泵的軸功率計(jì)算公式，揚(yáng)程降低，泵的軸功率正比降低。對(duì)于揚(yáng)程存在較大裕量的多級(jí)離心泵優(yōu)先實(shí)施取級(jí)改造，就某熱電公司多級(jí)離心泵取級(jí)改造進(jìn)行介紹。

2 立式長(zhǎng)軸多級(jí)離心泵取級(jí)改造

пт—140/165-130/15-2型汽輪機(jī)配備3臺(tái)6.5LDTN-11長(zhǎng)軸立式多級(jí)凝結(jié)水泵，11級(jí)葉輪，水泵額定出力220 m3/h，揚(yáng)程185 m，電壓380 V，電機(jī)額定電流287 A，設(shè)計(jì)2臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。多級(jí)水泵揚(yáng)程為串聯(lián)葉輪揚(yáng)程之和。水泵原揚(yáng)程185 m，計(jì)算每級(jí)葉輪平均提升揚(yáng)程185÷11=16.8 m。若取消1級(jí)葉輪，揚(yáng)程將降至185-16.8=168.2 m。取級(jí)后，揚(yáng)程滿足機(jī)組需要。由于葉輪直徑和轉(zhuǎn)速未改變，取級(jí)改造后凝結(jié)水泵流量不變。為保證水泵水流連續(xù)性，取消最末級(jí)葉輪，原葉輪處安裝過(guò)流軸套(起固定葉輪作用，不做功)。試驗(yàn)?zāi)Y(jié)水泵取級(jí)改造前出口門關(guān)閉空負(fù)荷電流175 A，出口壓力1.9 Mpa(原揚(yáng)程185 m，入口壓頭5 m)；取級(jí)改造后出口門關(guān)閉空負(fù)荷電流155 A，出口壓力1.7 Mpa(入口壓頭5 m，計(jì)算揚(yáng)程165 m)。凝結(jié)水泵取級(jí)后投入運(yùn)行電流下降明顯，水泵運(yùn)行穩(wěn)定。

3 臥式多級(jí)離心泵取級(jí)改造

某熱電公司原設(shè)計(jì)6臺(tái)給水泵，型號(hào)50GB-10，設(shè)計(jì)揚(yáng)程2 150 m，額定流量572 t/h，10級(jí)葉輪，電壓6 kV，額定電流523 A，水泵功率4 187 kW，電機(jī)功率4 800 kW。為了促進(jìn)節(jié)能降耗，3、4號(hào)給水泵改造加裝了液力偶合器，2、5號(hào)給水泵整體更換型號(hào)HGC6/8，揚(yáng)程1 950 m，額定流量572 t/h，額定電流418 A，水泵功率3 402 kW，電機(jī)功率3 800 kW。根據(jù)不同工況，2臺(tái)或3臺(tái)并列運(yùn)行。由于1、6號(hào)給水泵揚(yáng)程裕量較大，且與3、4號(hào)液力偶合器給水泵及2、5號(hào)給水泵并列運(yùn)行揚(yáng)程差值較大，考慮對(duì)1、6號(hào)給水泵取級(jí)改造。原水泵揚(yáng)程2 150 m，計(jì)算每級(jí)葉輪平均提升揚(yáng)程2150÷10=215 m。若取消1級(jí)葉輪，揚(yáng)程將降至2150-215=1 935 m，與2、5號(hào)給水泵揚(yáng)程1 950 m基本相同，并列運(yùn)行不受影響，取級(jí)后參數(shù)符合鍋爐給水壓力要求。由于葉輪直徑和轉(zhuǎn)速未變，取級(jí)改造后給水泵流量不變。理論計(jì)算取消一級(jí)葉輪后水泵揚(yáng)程降低10%，出入口壓差近似減小約10%，相應(yīng)軸向推力減小約10%左右，不影響給水泵平衡盤設(shè)計(jì)安全。因?yàn)樗玫?級(jí)設(shè)置中間抽頭，為保證水泵水流連續(xù)性及中間抽頭壓力，決定取消最末級(jí)葉輪，原葉輪處安裝過(guò)流軸套(起固定葉輪作用，不做功)。6號(hào)給水泵取級(jí)改造前試驗(yàn)出口門關(guān)閉壓力22.54 Mpa(入口壓力0.8 Mpa，計(jì)算揚(yáng)程約2 170 m)，空負(fù)荷電流346 A。取級(jí)改造后試驗(yàn)出口門關(guān)閉壓力20.34 Mpa(入口壓力0.8 Mpa，計(jì)算揚(yáng)程約1 950 m)，空負(fù)荷電流317 A。6號(hào)給水泵取級(jí)改造后投運(yùn)電流大幅下降，水泵運(yùn)行穩(wěn)定。

4 取級(jí)改造節(jié)能計(jì)算

4.1 凝結(jié)水泵取級(jí)節(jié)能計(jì)算

對(duì)機(jī)組3臺(tái)6.5LDTN-11長(zhǎng)軸立式多級(jí)凝結(jié)水泵全部實(shí)施取級(jí)改造，取級(jí)前2臺(tái)凝結(jié)水泵并列運(yùn)行，總電流約520 A。取級(jí)后由于揚(yáng)程降低，凝結(jié)水泵出口管路節(jié)流調(diào)門開(kāi)度增大，節(jié)流損失減?。荒Y(jié)水泵再循環(huán)門關(guān)小或關(guān)閉，再循環(huán)損失減小。2臺(tái)凝結(jié)水泵均取級(jí)后并列運(yùn)行總電流約440 A。對(duì)比取級(jí)后凝結(jié)水泵總電流平均下降約80 A左右。

電機(jī)功率P=√3UIcosφ。 P---軸功率(kW)；U---電壓(kV)；I---電流(A)；cosφ---功率因數(shù)(0.85)。

4.2 給水泵取級(jí)節(jié)能計(jì)算

取級(jí)前6號(hào)給水泵與1號(hào)給水泵參數(shù)完全相同。鍋爐蒸發(fā)量1 170 T/H工況下，1、6號(hào)給水泵并列運(yùn)行，總電流約960 A(2臺(tái)泵電流均為480 A左右)，給水母管壓力18.5 Mpa左右。同等工況下，取級(jí)后的6號(hào)給水泵與1號(hào)給水泵(未取級(jí))并列運(yùn)行，觀察1號(hào)給水泵電流505 A左右，6號(hào)給水泵電流420 A左右，并列運(yùn)行總電流925 A，給水母管壓力降至17.5 Mpa左右，滿足鍋爐給水壓力要求。對(duì)比取級(jí)后總電流平均下降約35 A。

5 結(jié)語(yǔ)

該熱電公司對(duì)立式長(zhǎng)軸多級(jí)離心泵取級(jí)改造和臥式多級(jí)離心泵取級(jí)改造取得成功，改造取得了預(yù)期的節(jié)能效果，促進(jìn)了企業(yè)節(jié)能減排。多級(jí)離心泵取級(jí)改造成本低廉，設(shè)備改造工作量小，不改變?cè)邢到y(tǒng)，工期短，見(jiàn)效快，取級(jí)改造節(jié)能效果顯著。取級(jí)改造充分利用和發(fā)揮了現(xiàn)有設(shè)備潛力、對(duì)揚(yáng)程設(shè)計(jì)裕量較大或生產(chǎn)工藝偏離設(shè)計(jì)值的多級(jí)離心泵節(jié)能改造具有良好的示范效應(yīng)。