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，通過計算，對循環(huán)水泵葉輪進行了切割，并對電機增設(shè)了冷卻風扇。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；冷卻風扇；運行效率

1.循環(huán)水泵簡介

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

2.循環(huán)水泵使用現(xiàn)狀

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

3.原因分析

3.1 循環(huán)水泵運行效率低下原因

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

3.2 電機定子溫度高的原因

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

4.解決對策

4.1 對循環(huán)水泵葉輪進行切削，改變泵的性能曲線

4.1.1 泵和管網(wǎng)的聯(lián)合運行曲線

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

4.1.2 循環(huán)水泵葉輪切削計算

當泵在出口閥門開度為25%狀態(tài)下運行時：

泵的出口壓力P出=6.3kg/cm2，流量Q=3100m3/h，實際運行電流I運行=109A

當泵在出口閥門全開狀態(tài)下運行時：

實際運行電流I'=124-126A，實際電壓U=6300V

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

根據(jù)葉輪切割定理，計算如下：

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

電機最佳輸出功率：P=1.732×U×I運行×cosΦ×μ≈980KW；

切削量為：D1-D2=40mm

4.1.3 解體檢修，實施葉輪切削

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)水泵逐一進行了解體檢修，并對葉輪實施了切削。

4.1.4 葉輪切削后泵和管網(wǎng)的聯(lián)合運行曲線

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

4.2 電機增設(shè)冷卻風扇

每臺循環(huán)水泵設(shè)計了一臺冷卻風扇，并配備單獨電機驅(qū)動。電機定子溫度設(shè)置了六個聯(lián)鎖點，當任何一點溫度超過145℃，泵即聯(lián)鎖停車。因電機長期在滿負荷狀態(tài)下運行，電機定子溫度居高不下。為防止溫度高而聯(lián)鎖停機，延長電機使用壽命，避免電機故障頻發(fā)，我們在原冷卻風扇的對側(cè)，增加了一臺冷卻風扇，同時也單獨配備一臺功率為4KW的電機驅(qū)動風扇。

4.3 實施開二備二，提高水泵運行效率

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

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)冷卻風扇改造及實施開二備二方案后，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。提高了循環(huán)水系統(tǒng)的備機能力，延長了設(shè)備的使用壽命，增強了裝置的安全穩(wěn)定運行能力。

［1］高慎琴，化工機器［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?？茖W(xué)?；C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。