《大型濕法磷酸裝置15萬噸P2O5/年濃縮軸流泵技術改造》

董云良(云南三環中化化肥有限公司650100)

1.引言

軸流泵運行電流高，主要原因是泵出口石墨換熱器過流面積過小，管道阻力增大，導致軸流泵揚程降低、流量增大，圍繞葉輪流量設計進行改造，降低軸流泵流量、從而降低運行電流。我們需要對葉輪的設計進行改造進而改變葉輪流量，得到技術的進步和軸流泵的效率得到提升。軸流泵技術改造實質上是對葉輪的改造，根據設計做出對不同石墨換熱器的數據比較，調整葉輪輪轂尺寸、修正流量，減小電機運行的電流，增加對電機的保護這樣使得電機功率的變化，增加效率。

2 正文

2.1 論點:由于軸流泵運行電流過高，原因分析主要是因為泵出口石墨換熱器的過流面積太小，使得管路的阻力增大，根據軸流泵的運行特點，最終導致軸流泵的揚程減小，流量增大。我們需要圍繞葉輪的流量來進化設計和改造，降低軸流泵的流量進而降低了運行的電流。

2.2 論據及論證：云南三環中化化肥有限公司目前有國內最大的濕法磷酸濃縮裝置4套，這四套裝置同時在工況條件一致的情況下（其中軸流泵（泵型HZ1100）、電機、安裝高度、介質均相同），轉速低的軸流泵（低4r/min），運行電機的電流反而高18A。經過專業人員綜合的對濃縮系統進行分析，發現主要在于軸流泵出口的石墨換熱器，石墨換熱器的過流面積不同，導致阻力降不同。4套石墨換熱器中有兩套換熱器過流面積小、且長，這對電機是極其不利的，另外還有2套的石墨換熱器過流面積大且短，這樣就造成了阻力降的不均，對于軸流泵來說阻力降對運行電機流量影響是極大的，根據研究揚程-流量性能曲線圖大致可以推斷電流高的2套軸流泵對運行電機流量已經超出了15%左右，并且葉輪的葉片發生過斷裂，這對運行的電機很不利。經過多方核算最終得出通過將葉輪的輪轂外徑由340mm改為420mm，這樣既修正降低了流量又減小了葉片根部的受力，從而達到減低運行電機的電流（8A）和延長葉輪的使用壽命。

2.3 論證方法與步驟：濕法磷酸生產設備管理和項目建設為大型濕法磷酸裝置15萬噸P2O5/年濃縮軸流泵收集了許多性能參數，計算主要包括換熱器阻力降對比、葉輪輪轂外徑尺寸主要是對流量的影響，運行電機的功率變化。

參數如下：

軸流泵：a、Q＝12000m3/h,H=6.2m，葉輪外徑Φ1100mm；電機型號：Ykk4505-4,710Kw,1485rpm，功率因數0.89；減速機輸出轉速371 rpm，傳動效率94%。

b、Q＝12000m3/h,H=6.2m，葉輪外徑Φ1100mm；電機型號：Ykk4505-4,710Kw,1485rpm，功率因數0.86；減速機輸出轉速375 rpm，傳動效率94%。

石墨換熱器：a、過流通道（列管內徑）Φ38mm、共1065根列管、列管長6000mm。

b、過流通道（列管內徑）Φ36mm、共1339根列管、列管長6640mm。

介質：46%-48%的濃磷酸、溫度79℃、比重1.65、粘度16-17 mPa.s。

增機加“換熱器阻力降對比、葉輪輪轂外徑尺寸主要是對流量影響的計算公式”這里主要介紹通用型軸流泵的石墨換熱器阻力降計算公式即：壓力降=（流動形態阻力+支承結構流動阻力）*質量流速阻力。

軸流泵的石墨換熱器阻力降計算公式在計算上要注意流體的形態，特別是對紊流，因為這個對管路的通道造成很大的阻力損失。

2.4 結論：本次大型濕法磷酸裝置15萬噸P2O5/年濃縮軸流泵技術改造。

主要通過對泵出口石墨換熱器過流面積的不同，分析管路阻力變化的主因，確定軸流泵揚程的降低和流量增加的變化，展開降低流量的改造思路，采取葉輪輪轂外徑的改造由原來的340mm改為420mm，改造后達到了既降低流量又減小運行電流的目的。計算了主要包括換熱器阻力降對比和葉輪輪轂外徑尺寸對流量的影響從而影響電機功率的變化過程。對于主要問題我們采取要因分析法，比如對石墨換熱器的阻力降，2套石墨換熱器過流面積小且長，還有另外2套石墨換熱器過流面積大且短，這就給軸流泵出口造成不同的阻力降。所以說我們應該對存在問題的設備進行改造，改變和測量，始終追求夯實基礎拓展創新的目的，為今后的建設和生產管理中對濕法磷酸生產裝置國產化和大型化的發展過程中做出重要的貢獻。這讓我們具備了主持分析的能力和處理及改造的大型設備的能力，也是為國家在濕法磷酸裝置生產設備管理和選型的理論及實踐知識的發展做出依據。通過以上的總結和概括可見大型濕法磷酸裝置15萬噸P2O5/年濃縮軸流泵技術改造是多么的重要，這個項目不單單是對軸流泵運行電流高而提出的問題更多的是對類似的問題做出先率，為今后的問題發展帶好頭；在今后的發現問題能及時的改正提供條件。

云南三環中化化肥有限公司目前有國內最大的濕法磷酸濃縮裝置中四套裝置中的軸流泵、電機、安裝高度、介質都是在工況相同的條件下完成的試驗。在試驗前對產生的現象進行分析比較，查找要因，針對要因進行技術改造；改造后將運行數據進行比較改造前后的變化，最后得出改造成功的結果。該技術改造為大型濕法磷酸裝置濃縮軸流泵的發展和完善提供了條件和依據。

1 張永泉;安志林;;軸流泵葉片的數控加工[A];2011年“天山重工杯”全國機電企業工藝年會暨第五屆機械工業節能減排工藝技術研討會論文集[C];2011年

2 李國榮;周建業;孫寒松;胡盛壽;朱曉東;郝宗超;田步升;陳海豐;;軸流泵全人工心臟的研究[A];中國心臟大會（CHC）2011暨北京國際心血管病論壇論文集[C];2011年

3 陳堅;劉德祥;丘傳忻;鄭玉春;;帶前置導輪的軸流泵裝置模型試驗結果及分析[A];中國水利學會2001學術年會論文集[C];2001年

4 泵站目標電耗節能技術的控制理論介紹[A];2002熱烈慶祝全國化工給排水設計技術中心站成立四十周年技術交流會論文集[C];2002年