切割葉輪以解決加熱站循環(huán)泵電機(jī)過(guò)載問(wèn)題

劉建成 ,董志乾 ,景 昭,宋遂民

(內(nèi)蒙古京海煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古烏海016000)

1 引言

內(nèi)蒙古京海煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司,廠區(qū)采暖加熱站裝有3臺(tái)上海凱泉水泵廠生產(chǎn)的KQWH-125-250B型熱水循環(huán)泵,二運(yùn)一備。循環(huán)水泵自試運(yùn)以來(lái),由于該泵揚(yáng)程富裕過(guò)多,電機(jī)嚴(yán)重過(guò)載,用鉗形電流表測(cè)得電機(jī)電流高達(dá)80～90A,過(guò)載1.3倍以上,電機(jī)溫度和軸承溫度都很高。為了防止電機(jī)超載,出口閥只開(kāi)4圈,致使熱水循環(huán)不良,部分采暖器不熱。針對(duì)上述問(wèn)題,現(xiàn)場(chǎng)采取切割葉輪的方法解決了加熱站循環(huán)泵電機(jī)過(guò)載的問(wèn)題。

2 加熱站循環(huán)泵甩機(jī)過(guò)載問(wèn)題分析

2.1 設(shè)備參數(shù)

2.1.1 循環(huán)水泵的銘牌參數(shù)

循環(huán)水泵型號(hào)為KQWH-125-250B;流量為Q=166m3/h;揚(yáng)程為 H=55m;葉輪直徑為 D=240mm(實(shí)測(cè)值);轉(zhuǎn)速為n=2 960r/min;效率為η=70%。

2.1.2 循環(huán)水泵電機(jī)銘牌參數(shù)

循環(huán)水泵電壓為380V;電流為67.9A;功率為37kW;轉(zhuǎn)速為2 950r/m in;功率因數(shù)為0.9。

2.2 原因分析

啟動(dòng)時(shí),泵的出口閥全關(guān),出口壓力 P值高達(dá)1.0MPa。出口閥剛開(kāi)啟4～5圈,電機(jī)電流便接近額定值。電機(jī)過(guò)載是因?yàn)閺S商供應(yīng)的泵葉輪直徑過(guò)大,揚(yáng)程太高,泵出口系統(tǒng)阻力小,水泵流量超過(guò)額定流量所致。

2.3 解決方案

為了解決電機(jī)過(guò)載問(wèn)題,同時(shí)也為了節(jié)約用電,車削泵輪直徑不失為解決問(wèn)題的可行方案之一[1]。

2.3.1 循環(huán)水泵的比轉(zhuǎn)速

式中ns為泵的比轉(zhuǎn)速;n=2 960r/min(原型泵的額定轉(zhuǎn)速);Q=160m3/h(原型泵的額定流量);H=80m(原型泵的額定揚(yáng)程)。將已知參數(shù)代入公式中得

2.3.2 計(jì)算泵的揚(yáng)程系數(shù)λH

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：

式中λH為泵的揚(yáng)程系數(shù);ns為泵的比轉(zhuǎn)速。將已知參數(shù)代入式中得：λH=1.858 8+0.007 06×85=2.46。

2.3.3 葉輪切割直徑計(jì)算

為了葉輪直徑切割后,泵的揚(yáng)程為 H′=55m(熱網(wǎng)設(shè)計(jì)值),則葉輪直徑應(yīng)切削到D′,計(jì)算公式為：

式中D=250mm(原型泵葉輪直徑);H=73m(原型泵額定揚(yáng)程)。將已知參數(shù)代入式中得：D′=

2.4 切割量及切割后對(duì)泵性能影響的評(píng)估

為了使葉輪直徑車小后,泵的效率下降不致超過(guò)1%,將葉輪直徑車至225mm。

車削量百分?jǐn)?shù)=(D-D′)/D×100%.

將已知參數(shù)代入式中得：車削量百分?jǐn)?shù)=(250-225)/250×100%=10%。

因葉輪直徑車小后,泵的高效率點(diǎn)基本上是沿著性能二次拋物線往小流量方向移動(dòng),并且隨著葉輪的車小,小流量工況效率還略有提高,而大流量工況下效率雖有所下降,但在二次拋物線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)效率下降很小。切割量只有10%,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),效率下降不會(huì)超過(guò)1%。葉輪切割后,泵的汽蝕性能由于對(duì)應(yīng)點(diǎn)的流量減小,所以NPSH值略有減小,即泵的Q-NPSH曲線不因葉輪切割而改變。

3 結(jié)語(yǔ)

泵葉輪直徑建議由D=240mm車小至D′=225mm。葉輪直徑車小后,循環(huán)泵的揚(yáng)程將由現(xiàn)在的70m(對(duì)應(yīng)葉輪直徑為240mm)降低至55m,且流量不會(huì)低于166m3/h(熱網(wǎng)設(shè)計(jì)值)。葉輪車削后,電機(jī)的電功率仍需37kW,故該循環(huán)泵配置45kW的電機(jī)。葉輪直徑車小后,循環(huán)泵運(yùn)行時(shí)出口閥便可開(kāi)大,以減少節(jié)流損失。而且熱水便可充分循環(huán)起來(lái),使供熱系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

電機(jī)過(guò)載現(xiàn)象基本消失,泵出口門(mén)可開(kāi) 1/2。電機(jī)軸承過(guò)熱現(xiàn)象消失,同時(shí)廠內(nèi)供熱情況好轉(zhuǎn)。由于車削后需配用的電機(jī)功率仍大于現(xiàn)有電機(jī)功率,故出口門(mén)全開(kāi)時(shí),電機(jī)仍有輕微過(guò)載現(xiàn)象,但葉輪切削后的效果基本達(dá)到了要求,解決了全廠供暖問(wèn)題。

[1]郭立君.泵與風(fēng)機(jī)[M].北京：水利電力出版社,1986.