离心泵叶轮切割的节能改造方案

离心泵叶轮切割的节能改造方案

郭文斌

洛阳三隆安装检修有限公司 471012

摘要：离心泵是一种广泛适用于化工生产领域的流体输送设备，它能够利用叶轮在旋转时所产生的离心力来达成输送液体的效果，因此，对叶轮切割进行节能改造，一方面能够大幅提升离心泵的工作效率，另一方面也可以有效降低离心泵的运行能耗，从而在全面保障离心泵运行实效的同时进一步增强离心泵的环保性能。基于此，本篇文章将以X化工厂所使用的离心泵为例，从叶轮、离心泵级数、机电设备以及离心泵叶轮故障处理这四个方面针对离心泵叶轮切割的节能改造方案展开探究。

关键词：离心泵；叶轮切割；节能改造

引言：离心泵是一种常用于化工生产领域的重要设备，它主要由叶轮、泵体、泵轴、轴承、密封环以及填料函共同构成，其中，叶轮是离心泵的核心，具有转速高且出力大的主要特点。由于叶轮的直径、出水角度、叶片分散程度、叶片光洁程度以及翼型等各项因素都会对离心泵的运行效率及质量造成不同程度的影响，因此，要保障离心泵的运行实效就应当深入探索优化并改造叶轮的有效路径，以便将离心泵的应用价值最大化，切实提高化工厂的生产实效。

一、案例概况

    X化工厂中共计配备了二百六十九台离心泵，该类设备的设计流量为245立方米每小时、转速为1475转每分钟、扬程为117米、入口压为0.58兆帕、出口压为1.18兆帕、叶轮直径为210毫米。在离心泵正常运转时，其体积流量为200立方米每小时，出口阀开度能够达到百分之四十，入口压为0.7兆帕，出口压为1.3兆帕。工艺最大流量为250立方米每小时，出口阀开度达到百分之五十，电动机额定转速功率为55千瓦，吸液面高度大约为6.2米，排液面压位为1.1兆帕，排液面高度大约为45.2米。

二、离心泵叶轮切割节能改造方案

1. 确认离心泵的比转数

    通常情况下，离心泵的流量会随着比转数的上升而增大，扬程则会随着比转数的上升而下降，因此，离心泵的运行效率与比转数的变化情况密切相关，确认离心泵的比转数是促使离心泵叶轮切割达成节能改造效果的关键步骤[1]。离心泵比转数的计算公式为：比转数=，其中有一点需要注意，如果离心泵中有多级泵，那么在确定额定扬程时也应当取相应的级数。由于叶轮的相关系数是影响离心泵比转数的重要因素，并且叶轮切割量与比转数之间又存有联系，因此，当我们确认出离心泵的比转数之后就可以得出比转数与叶轮切割量之间的负相关关系，即，叶轮最大切割量会随着比转数的提升而下降。

2. 优化离心泵叶轮的具体参数及工作模式

    首先，我们应当以离心泵的三坐标数据为基础对叶轮的直径、叶片面积、流道宽度以及出口角度进行调整，以便确定出离心泵叶轮的最适参数，其次，我们应当利用相应的科学技术手段对叶轮调整后的参数进行推导，计算出最优的叶轮切割数值，以便为离心泵叶轮的节能改造方案提供有力依据[2]。在优化离心泵叶轮的具体参数及工作模式中主要应当注意以下四点：其一，由于叶轮的直径、外径以及入口直径等参数都会对叶轮的外形造成影响，因此，在调整叶轮外形时应当注意对各项参数数据进行同步调整。其二，由于叶轮的外形发生改变之后，离心泵的相关数值会跟随叶轮直径和流道宽度的变化而产生相应的变化，因此，在优化过程中应当通过调整叶轮的几何尺寸的方式来确保离心泵在运转过程中所产生的相关数据与之前的数值相一致，以免因叶轮外形发生改变后离心泵的扬程和流量减少而导致离心泵无法正常工作。其三，在安装铸造叶轮时应当对叶轮表面进行仔细打磨，确保叶轮表面光洁平滑，以便有效避免叶轮在运转过程中出现卡壳故障。其四，在加工叶轮内部时，应当对叶轮内部进行喷涂处理，利用光滑喷剂来减少叶轮在运转过程中所受到的摩擦力，这样不但能够显著提高流体经过叶轮的流量，而且也有利于降低流体通过损失，从而在有效节约资源的同时进一步提升叶轮的工作效率。

3. 减少离心泵级数

    对于多级离心泵而言，由于该类设备的叶轮数量较多，在实际运行过程中所产生的阻力相对更大，所以，与单一层级的离心泵相比，多级离心泵的耗电量更多，由此我们不难看出，要促使离心泵叶轮切割改造方案达成节能效果，就应从减少离心泵级数入手[3]。但是，如果直接通过减少离心泵叶轮数量的方式来降低离心泵的层级，就会导致离心泵的扬程下降，从而对离心泵的工作效率造成严重影响，因此，在实际改造过程中，我们应当利用离心泵在正常运转时所产生的基础数值准确计算出能够保持离心泵正常工作效率的基准叶轮数量，然后以此为依据针对离心泵进行降级处理，以便在保障离心泵工作效率的同时进一步减少其运行能耗，达成节能降耗的改造目标。

4. 升级改造电机设备

    电机设备是为离心泵提供运行动力的主要装置，升级改造电机设备不仅有利于降低离心泵的运行能耗，而且也能够对离心泵的工作效率起到一定的促进作用，就目前而言，增设变频器是升级改造电机设备的主要方式。变频器能够通过调节电机频率的方式来降低离心泵的比转数，从而有效减少离心泵的耗电量。在此改造过程中，我们应当首先利用流量和比转数之间的倍率关系计算出离心泵的实际转速，然后再利用额定转速、实际转速以及额定扬程计算出离心泵的实际扬程，最后根据离心泵的实际扬程和实际流量对具体的电机变频数值进行估算，就能够确定出最为合适的变频器参数，从而达成节约电力能源的改造效果。经试验证明，在电机电流变频30赫兹的条件下，离心泵的运行电流量下降了百分之七十三，在电机电流变频25赫兹的条件下，离心泵的运行电流量下降了百分之八十五，而在电机电流变频20赫兹的条件下，离心泵的运行电流量的下降比例高达百分之八十八。

三、改造对比

    在改造前，X化工厂所使用的离心泵其叶轮与泵轴之间的距离为二百四十七米，调节阀的开度为百分之四十八，经离心泵叶轮切割节能改造后，该设备的叶轮与泵轴之间的距离缩短至一百九十三米，调节阀的开度调整为百分之四十七。经改造后，在输送电流为82.3安、输入功率为47.2千瓦的条件下，叶轮的流量数值可达195立方米每小时，电机电流为66.8安，电机输入功率为37.4千瓦，由此可以看出，改造后的电机电流明显下降，与节能改造目标相一致。此外，经改造后，由于离心泵生产效率提升了约百分之二十五左右，所以，X化工厂在日常运行中每次工作所开启的离心泵数量也由原来的六台降低至四台，大大降低了X化工厂的运行成本。

结束语：综上所述，离心泵叶轮切割节能改造不仅有助于大幅提升离心泵的运行质量及效率，而且也能够有效降低离心泵的运行能耗，在达成节能减排目标的同时进一步节省运行成本，从而对化工生产起到极大的促进作用。因此，化工生产企业应当充分认识到离心泵叶轮切割节能改造的优势作用与应用价值，树立起良好的节能环保可持续发展理念，深入探索离心泵叶轮切割节能改造方案的有效路径，以便不断增强企业自身的核心竞争力，为推动我国化工生产领域的上升发展夯实基础。

参考文献：

[1] 王亮,王辉. 离心泵叶轮切割的计算及其节能改造的应用[J]. 石油化工设计,2021,38(2):25-27.

[2] 油田离心泵优化改造技术研究与应用[J]. 中国科技成果,2021,22(12):62-64.

[3] 樊昊民,李永龙,刘宇宁. 多级离心泵叶轮切割后的性能影响分析[J]. 流程工业,2021(3):34-36.

姓名：郭文斌 （1994.11）

性别：男  籍贯：河南省孟州市 民族：汉族 

学历：本科  毕业于郑州轻工业大学

现有职称：助理工程师  研究方向：化工机械

单位及邮编：洛阳三隆安装检修有限公司 471012 单位所在地：河南省 孟津区