利用葉輪切削技術降低水泵能耗

馬 麗，向 偉，3，李偉剛，趙廣巖

（1 遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司，遼寧阜新123000；2 遼寧省煤制天然氣工程技術研究中心，遼寧阜新123000；3 遼寧省煤制天然氣工程研究中心，遼寧阜新123000；4 遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司企業(yè)博士后科研基地，遼寧阜新123000）

大慶石化公司化肥廠供水車間熱水站有3臺熱水泵，給臥里屯家屬供應生活熱水，熱水管網(wǎng)是不間斷循環(huán)運行，總管壓力保持在0.3～0.4 MPa，最大循環(huán)流量230 m3／h。3臺熱水泵的型號是CZ100－250B，該泵設計流量250 m3／h，揚程70 m。顯然該泵的設計能力大于現(xiàn)在的總需求，目前只能長期用出口閥控制流量壓力，造成能量浪費。而且根據(jù)臥里屯居民熱水的使用情況來看，熱水的用量不會加大，該泵的能量浪費還會繼續(xù)持續(xù)。

1 改造理由及目標值

1.1 改造理由

2009年11月份對3臺熱水泵運行工況及熱水管網(wǎng)系統(tǒng)運行工況進行統(tǒng)計分析，如表1所示。

表1 各泵循環(huán)水量對比

通過上述統(tǒng)計分析，熱水管網(wǎng)的最大循環(huán)量為218.125 t／h，最小循環(huán)量為111 t／h，循環(huán)量均值為161 t／h，而熱水泵的設計流量為250 t／h，由此可以確定，3臺泵設計流量超出需求流量量35.6%左右，存在能量浪費。繼續(xù)通過統(tǒng)計系統(tǒng)壓力情況對泵的效率進行對比，如表2所示。

表2 泵的運行參數(shù)和熱水管網(wǎng)壓力指標對比

從表2可以看出，泵出口閥全開后熱水管網(wǎng)壓力為0.46 MPa，超出了0.3～0.4 MPa的控制指標范圍。因此，可以得出該泵并未在其最高效率下運行，目前只能長期用關小出口閥控制流量壓力，3臺熱水泵存在較大的流量、揚程浪費，造成能量浪費，成本增加。

1.2 改造目標

根據(jù)流量需求對葉輪進行切削，切削后的水泵滿足實際運行流量降至220 t／h，揚程滿足需要，電流降至100 A以下。

2 切削過程描述

根據(jù)以上分析，制定了兩個方案，即葉輪切削和更換熱水泵，通過查閱資料和計算，認為葉輪切削技術比更換熱水泵效益高，切削葉輪只需約0.3萬元，還能保證系統(tǒng)的正常運行，而更換新泵約需要6萬元左右，成本偏高。

切削計算：該泵葉輪直徑250 mm，揚程70 m，流量250 t3／h。

切削后水泵的流量經(jīng)驗計算公式：

式中，G0、GC為水泵切削前、后的流量，t3／h；C為切削量，%。

按流量220 t3／h計算，可以計算出切削量為12%，即需要切削30 mm。

按切削后水泵的流量經(jīng)驗計算公式：

計算切削后揚程為61.6 m，能滿足工藝需要。

3 切削后效果檢查及效益分析

3.1 效果檢查

從表3中數(shù)據(jù)看，切削后的水泵滿足了生產實際需求，達到了葉輪切削改造的目的。

表3 切削后水泵運行參數(shù)統(tǒng)計表

3.2 效益計算

（1）直接經(jīng)濟效益

每小時節(jié)約電：（115－94）×380／1000＝7.98 k W·h

每年節(jié)約電：7.98×24×365＝69904.8 kW·h

每年節(jié)約資金：69904.8×0.42元／（kW·h）＝29360.016元

（2）間接經(jīng)濟效益 避免因長期利用泵出口閥限流而將泵的出口閥損壞及造成系統(tǒng)超壓的事故，節(jié)約了每年維護更新熱水泵出口閥和系統(tǒng)管網(wǎng)維護的費用。

4 結 論

葉輪切削技術能顯著改善水泵的流量、揚程參數(shù)，提高水泵的運行效率，降低了能耗，經(jīng)濟效益非常可觀。此次葉輪切削是非常成功的。