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        提高大型軸流泵高效運(yùn)行的對策

        2015-10-31 10:09:39馬懷東楊黎蔣春燕蘭州石化公司化肥廠甘肅蘭州730060
        化工管理 2015年6期
        關(guān)鍵詞:揚(yáng)程風(fēng)扇葉輪

        馬懷東 楊黎 蔣春燕(蘭州石化公司化肥廠,甘肅蘭州730060)

        提高大型軸流泵高效運(yùn)行的對策

        馬懷東 楊黎 蔣春燕(蘭州石化公司化肥廠,甘肅蘭州730060)

        根據(jù)大型軸流式離心泵使用現(xiàn)狀,分析了循環(huán)水泵運(yùn)行效率低下和定子溫度高的原因。利用葉輪切割定理,通過計(jì)算,對循環(huán)水泵葉輪進(jìn)行了切割,并對電機(jī)增設(shè)了冷卻風(fēng)扇。有效解決了循環(huán)水泵效率低下及定子溫度高的難題。

        循環(huán)水泵;葉輪切割;冷卻風(fēng)扇;運(yùn)行效率

        1.循環(huán)水泵簡介

        化肥廠動力儲運(yùn)車間有四臺大型循環(huán)水泵,屬于小揚(yáng)程、大流量軸流式離心泵,擔(dān)負(fù)著丙烯酸主裝置和公用工程循環(huán)水的正常供應(yīng),為動力儲運(yùn)車間關(guān)鍵設(shè)備。該設(shè)備能否長周期運(yùn)行,直接決定著丙烯酸主裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行。循環(huán)水泵的型號為800HR,電機(jī)功率1000 KW,額定流量4500m3/h,揚(yáng)程56m,生產(chǎn)廠家為上海凱泉水泵廠,2007年5月正式投運(yùn)。

        2.循環(huán)水泵使用現(xiàn)狀

        該泵自07年5月投運(yùn)后,出口閥門開度(電動蝶閥控制)只能達(dá)到25%左右,此時單臺泵的流量僅能達(dá)到3100m3/h左右,電機(jī)實(shí)際功率已達(dá)到1000KW,而流量無法達(dá)到額定流量4500m3/h。

        3.原因分析

        3.1 循環(huán)水泵運(yùn)行效率低下原因

        因設(shè)備較大,出廠時無法做臺架實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)場安裝后,只能在小流量、高揚(yáng)程工況下運(yùn)行,流量無法達(dá)到額定值,泵的運(yùn)行效率低下,經(jīng)核算后,只能達(dá)到50%左右。

        3.2 電機(jī)定子溫度高的原因

        電機(jī)長時間在滿負(fù)荷或超負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行,是造成電機(jī)定子溫度持續(xù)偏高的主要原因。

        4.解決對策

        4.1 對循環(huán)水泵葉輪進(jìn)行切削,改變泵的性能曲線

        4.1.1 泵和管網(wǎng)的聯(lián)合運(yùn)行曲線

        泵和管網(wǎng)的聯(lián)合運(yùn)行曲線如圖所示:循環(huán)水系統(tǒng)的管網(wǎng)特性曲線Ⅰ,按照4500m3/h流量運(yùn)行,揚(yáng)程應(yīng)為HA,如圖中A點(diǎn),水泵的特性曲線如Ⅳ所示。但設(shè)計(jì)時按照B點(diǎn)(4500m3/h,0.56MPa)揚(yáng)程選用水泵,其特性曲線如圖Ⅱ所示,工作點(diǎn)將變到C點(diǎn),在C點(diǎn)水泵所消耗的軸功率遠(yuǎn)大于B點(diǎn)所耗軸功率,電機(jī)電流將超載(125A)。

        4.1.2 循環(huán)水泵葉輪切削計(jì)算

        當(dāng)泵在出口閥門開度為25%狀態(tài)下運(yùn)行時:

        泵的出口壓力P出=6.3kg/cm2,流量Q=3100m3/h,實(shí)際運(yùn)行電流I運(yùn)行=109A

        當(dāng)泵在出口閥門全開狀態(tài)下運(yùn)行時:

        實(shí)際運(yùn)行電流I'=124-126A,實(shí)際電壓U=6300V

        葉輪原始直徑:D1=920mm,電機(jī)參數(shù):cosΦ=0.87,μ=95

        根據(jù)葉輪切割定理,計(jì)算如下:

        電機(jī)最大輸出功率:Pmax=1.732×U×I'×cosΦ×μ≈1120KW;

        電機(jī)最佳輸出功率:P=1.732×U×I運(yùn)行×cosΦ×μ≈980KW;

        切削量為:D1-D2=40mm

        4.1.3 解體檢修,實(shí)施葉輪切削

        自08年4月份開始,至2011年11月,利用3年時間,相繼對4臺循環(huán)水泵逐一進(jìn)行了解體檢修,并對葉輪實(shí)施了切削。

        4.1.4 葉輪切削后泵和管網(wǎng)的聯(lián)合運(yùn)行曲線

        葉輪切削后泵性能曲線變?yōu)棰螅霉ぷ鼽c(diǎn)由C點(diǎn)移到D點(diǎn)(4600m3/h,0.45MPa),水泵流量大幅提升,達(dá)到并略超額定流量,揚(yáng)程下降,軸功率降低(980KW),電機(jī)電流為99-103A,運(yùn)行效率大大提高。

        4.2 電機(jī)增設(shè)冷卻風(fēng)扇

        每臺循環(huán)水泵設(shè)計(jì)了一臺冷卻風(fēng)扇,并配備單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動。電機(jī)定子溫度設(shè)置了六個聯(lián)鎖點(diǎn),當(dāng)任何一點(diǎn)溫度超過145℃,泵即聯(lián)鎖停車。因電機(jī)長期在滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行,電機(jī)定子溫度居高不下。為防止溫度高而聯(lián)鎖停機(jī),延長電機(jī)使用壽命,避免電機(jī)故障頻發(fā),我們在原冷卻風(fēng)扇的對側(cè),增加了一臺冷卻風(fēng)扇,同時也單獨(dú)配備一臺功率為4KW的電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇。

        4.3 實(shí)施開二備二,提高水泵運(yùn)行效率

        通過實(shí)施葉輪切削和增設(shè)冷卻風(fēng)扇改造后,現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)兩開兩備,即開兩臺泵和原來開三臺泵的流量相當(dāng),完全能夠滿足生產(chǎn)需求?,F(xiàn)水泵出口閥門全開后,電機(jī)實(shí)際功率僅為980KW。不僅大大減小了電機(jī)負(fù)荷,降低了電機(jī)定子溫度,且大大提高了水泵運(yùn)行效率,實(shí)現(xiàn)了該設(shè)備的高效、經(jīng)濟(jì)、平穩(wěn)、安全運(yùn)行。

        5.結(jié)語

        現(xiàn)代企業(yè)大力倡導(dǎo)節(jié)能、節(jié)水。作為基層設(shè)備管理者,通過對循環(huán)水泵葉輪切削和增設(shè)冷卻風(fēng)扇改造及實(shí)施開二備二方案后,完成了少開一臺水泵還能滿足主裝置工藝需要的節(jié)能目標(biāo)。提高了循環(huán)水系統(tǒng)的備機(jī)能力,延長了設(shè)備的使用壽命,增強(qiáng)了裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行能力。

        [1]高慎琴,化工機(jī)器[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1992.294-333.

        [2]李家民,煉化設(shè)備手冊第一分冊[M]蘭州:蘭州大學(xué)出版社,2008.417-437.

        馬懷東(1968-),男,1991年畢業(yè)于上海石油化工高等專科學(xué)?;C(jī)械專業(yè),2008年畢業(yè)于天津大學(xué)過程控制欲裝備專業(yè),現(xiàn)從事設(shè)備管理專業(yè),工程師。

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