機泵運行優化的節能改造

宋捍東　崔明杰　苗 毅

（吉化集團吉林市錦江油化廠，吉林　吉林　132021）

機泵運行優化的節能改造

宋捍東崔明杰苗 毅

（吉化集團吉林市錦江油化廠，吉林吉林132021）

介紹了某廠5套裝置的機泵運行現狀，提出了節能改進措施。在10臺機泵上進行了葉輪切削改造，取得了顯著的節電效果。

機泵；運行狀態；節能改造

一、現狀

機泵運行節能優化的基礎工作是進行機泵運行現狀的調查分析。調查分析的對象是吉化錦江油化廠5套裝置的160臺機泵，將主要根據機泵的使用情況，分別進行現狀的調查分析。經過核算統計，篩選確定95臺機泵進行運行狀態分析，如表1所示。

表1　各裝置機泵優化目標數量統計表

二、運行狀態分析

1.電機運行狀態分析

當電機滿額運行時，電機的有功消耗和無功消耗都最小。當負載減小時，電機效率和功率因數都要下降。電機負載率(β)在60%以上時，效率可認為基本不變，等于額定值。當負載率為40%～60%時，效率緩慢下降；當負載率低于40%時，效率將急劇下降。負載率直接影響電機效率，是判斷電機是否經濟運行的主要標志。

負載率計算公式為：負載率（%）=實際電流（A ÷額定電流（A）×100%

計算列入調查分析范圍內95臺機泵所配電機的負載率，將電機負載率低于60%的機泵數據列入表2。

表2　低負載率運行電機統計表

由表2可以看出：一套MTBE裝置的P-103A/B、異丁烯裝置的P-9110A/B電機的負載率嚴重下降。由此得出P-103A/B、P-9110A/B的4臺電機內部耗能較大，運行效率較低，屬于嚴重不合理運行狀態。表2中其余16臺電機處于40%～60%的負載率運行狀態，運行效率處于較低狀態，屬于不合理運行狀態。

2.泵運行狀態分析

如果工作所需流量、揚程與泵的額定值相近，這臺泵工作點位于高效區。此時，泵的功率損失取決于它本身實際效率。

如果工作所需揚程、流量小于泵的額定值，機泵的實際工作點將偏離泵運行的高效區。不但泵效下降，還會導致在出口閥門管道上節流，造成較大的能量損耗。因此，管道出口閥上壓力降是否過大，是判斷泵運行狀態是否經濟合理的重要標志。

根據柏努利公式和效率定義，經過推導和簡化，可以得到實際效率和實際揚程計算公式。

實際效率公式:η=Pe/P；Pe=qγρgH。

式中：Pe——有效功率，W；

P——軸功率；

qγ——泵的流量，m3/s；

ρ——液體密度，kg/m3；

H——泵的揚程，m；

g——重力加速度（9.81）。

實際揚程公式：H=h0+(PM-PV)/ρg+ΣHf。

式中：h0——終點壓力表與泵入口壓力間的垂直距離，m；

PM——終點壓力表讀數，Pa；

PV——入口壓力表讀數，Pa；

ΣHf——管路中壓頭損失，可按經驗值計算，

即系統管路總長度的15%，m。

根據上述公式，核算目標機泵的實際流量、揚程和實際效率。篩選出實際流量、揚程與設計流量、揚程偏差較大的機泵46臺，將其計算結果列入表3中。

三、節能改造措施

機泵系統的節能改造就是通過調整電機、泵以及泵出口管道之間的匹配，以達到機泵輸送一定量介質時所消耗的能量最小。因此，對系統的每個部分進行節能改造，才能達到系統運行節能效果最佳的目的。

1.電機的節能措施

根據電機的運行狀態分析，最佳節能措施就是提高電機負載率。負載率與電機效率和功率因數成正比例相關，負載率提高就可降低電機的無功消耗。根據現場實測與理論計算結果，可采取3項節能措施。第一、可將表2中低于40%負載率電機更換成新型節能電機，且要求選用電機的額定功率略高于泵工作的軸功率。第二、其余16臺低于60%負載率電機，可根據企業實際狀況，靈活確定更新改造的時機。第三、實際工作流量變化較大的機泵，選用變頻調速電機調整電機轉速，可達到運行節能的目的。

表3　實際流量揚程偏差較大機泵的實際效率計算結果

2.泵的節能措施

泵節能改造方法很多，歸納起來有切削葉輪、改變泵的轉速、堵塞葉輪流道、重新設計葉輪或整體更新等。節能改造措施應結合每臺泵的實際工作狀況具體而定，其中，異丁烯裝置的異丁烯泵P-9103的實際需要揚程為-2.52m，可進行停運試驗。表3中篩選的機泵均可進行切削葉輪模擬計算，并根據計算結果確定是否進行切削葉輪的節能改造。

切削葉輪模擬計算步驟：第一、依據離心泵切每年平均節電18.01kW×8000h=144080kW·h，約合15萬元,效果顯著。

[1]李文廣，蘇發章等.離心油泵葉輪切割試驗[J].水泵技術，2001（5）.

[2]李文廣等.離心液壓泵葉輪切割后效率分析[J].技術與應用，2003（11）.

[3]魏桂生，江立文.葉輪切割律在調節水泵運行中的應用[J].華東交通大學學報，2002（3）.

[4]于建基.離心泵葉輪變徑實踐[J].甘肅科技，2010（22）.

[5]顧建明，陸明琦.離心泵葉輪切割對性能的影響[J].流體機械1994（5）.

（三等獎獲獎征文）

TH17

B

1671-0711（2015）06-0067-03