海水泵改造与节能运行

樊培节，马奉伟，毕宝正，费立国

（青岛碱业股份有限公司，山东青岛 266043）

海水泵改造与节能运行

樊培节，马奉伟，毕宝正，费立国

（青岛碱业股份有限公司，山东青岛 266043）

通过理论计算、比较分析，并结合实践经验，对泵的叶轮进行切割，实现节能并保障生产运行。

泵；叶轮切割；节能

1 海水泵概况

我公司现有2套干法加灰蒸吸系统，配备3台并联运行的冷却用海水泵。1＃海水泵（14SH－13）为大泵，流量1 260m3／h、扬程43.8m、电机功率220kW；2＃、3＃海水泵（12SH－13A）为小泵，流量720m3／h、扬程26m、电机功率75kW。实际运行中需要按照不同的工况选择设备匹配方式。当单套蒸吸系统运行时，开1台12SH－13A小泵就可以满足流量和压力要求；当两套蒸吸系统同时运行时，需要开1台大泵运行或者开2台小泵并联运行。1＃海水泵的运行电流为360～370A，而两台小泵的运行电流台计为135A，由此开大泵比开小泵多用90A电流，造成电耗偏高，需要进行改造。

2 原因分析

表1 改造前海水泵性能参数表

海水泵的性能参数如表1所示，14SH－13泵的扬程为43.8m，而12SH－13A泵扬程为26m，差别很大。因为海水系统入口背压较高（0.15～0.25MPa），12SH－13A泵的扬程就能满足要求，14SH－13泵出现了“水头损失”的现象。另外，扬程不一样的泵在并联系统中的效率很低，不利于泵性能的发挥。因此需要将14SH－13泵的扬程降低到26m。

3 节能改造方案

3.1 改造方案的选择

有两种方法可以降低泵的扬程：一是降低泵的转速，二是切割叶轮直径。变频调速和改变电机极对数都是降低转速的有效方式，但是需要购置变频器和电机，改造费用较高；若采取切割叶轮直径的方式，需要配上合适功率的电机，因为公司小功率电机有库存，不需要新购置，所以改造费用较低；因此我们选择切割叶轮的方式。

3.2 相关计算

若对同一型号的泵，换用直径较小的叶轮，而其他几何尺寸不变，这种现象称为叶轮的“切割”。根据切割定律［1］，当叶轮直径变化不大，而转速不变时，叶轮直径和流量、扬程、轴功率之间的近似关系为：

式中D1和D2分别为车削前、后的叶轮外径；

Q1、H1、P1为泵在车削叶轮前的流量、扬程和轴功率；

Q2、H2、P2为泵在车削叶轮后的流量、扬程和轴功率。

通过查找该泵生产厂家的样本，我们发现该泵叶轮经第一次切割（14SH－13A泵）后的性能参数如表2所示，因为扬程H＝36m，仍然高于需要值，需要进行第二次切割。

表2 14SH－13A泵性能参数表

因此将D1＝410mm，Q1＝1 260m3／h，H1＝43.8m，P1＝177kW，H2＝26m，代入上式得：D2＝316mm，Q2＝972m3／h，P2＝81kW。

因为理论计算值与实际数据之间有差距，需要进行修正。

1）根据实践经验，叶轮直径的实际切割量要按照理论切割量的75%进行切割，经修正后的叶轮直径为340mm。

2）根据叶轮直径的允许切割量与比转数ns的关系（见表3）所示：ns＝130时，的允许值为0.11，而实际的，这样使得泵的效率下降较大，因此选择132kW的电机。

表3 叶轮直径的允许切割量与比转数ns的关系表

经修正后叶轮第二次切割（14SH－13B泵）后的性能参数如表4所示。

表4 改造后泵的性能参数表

3.3 改造方案

为方便生产设备配置和泵的相互备用，并且有效降低电耗，经与技术部门和生产厂家相关人员讨论确定改造方案如下：

1）将泵叶轮直径车削到340mm，改为14SH－13B型。

2）将电机换为Y315M－4／132kW型。

3）更换电机底座、联轴器。

4）对电气控制系统进行配套改造。

4 改造效果与效益

改造后1＃海水泵的运行电流为180～200A，比切割前降低170～180A，下降明显。实现了泵的节能运行，方便了设备的优化配置。

效益计算如下：

［1］ 机械工程师手册编委会.机械工程师手册（第三版）［M］.北京：机械工业出版社，2007.1

TQ 051.21

B

1005－8370（2012）02－10－02

2011－11－01

樊培节（1976—），1999年毕业于青岛化工学院高分子材料加工机械专业。青岛碱业股份有限公司重碱车间设备主任，主要从事设备管理工作。