利用叶轮切削技术降低水泵能耗

马 丽，向 伟，3，李伟刚，赵广岩

（1 辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司，辽宁阜新123000；2 辽宁省煤制天然气工程技术研究中心，辽宁阜新123000；3 辽宁省煤制天然气工程研究中心，辽宁阜新123000；4 辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司企业博士后科研基地，辽宁阜新123000）

大庆石化公司化肥厂供水车间热水站有3台热水泵，给卧里屯家属供应生活热水，热水管网是不间断循环运行，总管压力保持在0.3～0.4 MPa，最大循环流量230 m3／h。3台热水泵的型号是CZ100－250B，该泵设计流量250 m3／h，扬程70 m。显然该泵的设计能力大于现在的总需求，目前只能长期用出口阀控制流量压力，造成能量浪费。而且根据卧里屯居民热水的使用情况来看，热水的用量不会加大，该泵的能量浪费还会继续持续。

1 改造理由及目标值

1.1 改造理由

2009年11月份对3台热水泵运行工况及热水管网系统运行工况进行统计分析，如表1所示。

表1 各泵循环水量对比

通过上述统计分析，热水管网的最大循环量为218.125 t／h，最小循环量为111 t／h，循环量均值为161 t／h，而热水泵的设计流量为250 t／h，由此可以确定，3台泵设计流量超出需求流量量35.6%左右，存在能量浪费。继续通过统计系统压力情况对泵的效率进行对比，如表2所示。

表2 泵的运行参数和热水管网压力指标对比

从表2可以看出，泵出口阀全开后热水管网压力为0.46 MPa，超出了0.3～0.4 MPa的控制指标范围。因此，可以得出该泵并未在其最高效率下运行，目前只能长期用关小出口阀控制流量压力，3台热水泵存在较大的流量、扬程浪费，造成能量浪费，成本增加。

1.2 改造目标

根据流量需求对叶轮进行切削，切削后的水泵满足实际运行流量降至220 t／h，扬程满足需要，电流降至100 A以下。

2 切削过程描述

根据以上分析，制定了两个方案，即叶轮切削和更换热水泵，通过查阅资料和计算，认为叶轮切削技术比更换热水泵效益高，切削叶轮只需约0.3万元，还能保证系统的正常运行，而更换新泵约需要6万元左右，成本偏高。

切削计算：该泵叶轮直径250 mm，扬程70 m，流量250 t3／h。

切削后水泵的流量经验计算公式：

式中，G0、GC为水泵切削前、后的流量，t3／h；C为切削量，%。

按流量220 t3／h计算，可以计算出切削量为12%，即需要切削30 mm。

按切削后水泵的流量经验计算公式：

计算切削后扬程为61.6 m，能满足工艺需要。

3 切削后效果检查及效益分析

3.1 效果检查

从表3中数据看，切削后的水泵满足了生产实际需求，达到了叶轮切削改造的目的。

表3 切削后水泵运行参数统计表

3.2 效益计算

（1）直接经济效益

每小时节约电：（115－94）×380／1000＝7.98 k W·h

每年节约电：7.98×24×365＝69904.8 kW·h

每年节约资金：69904.8×0.42元／（kW·h）＝29360.016元

（2）间接经济效益 避免因长期利用泵出口阀限流而将泵的出口阀损坏及造成系统超压的事故，节约了每年维护更新热水泵出口阀和系统管网维护的费用。

4 结 论

叶轮切削技术能显著改善水泵的流量、扬程参数，提高水泵的运行效率，降低了能耗，经济效益非常可观。此次叶轮切削是非常成功的。