《大型湿法磷酸装置15万吨P2O5/年浓缩轴流泵技术改造》

董云良(云南三环中化化肥有限公司650100)

1.引言

轴流泵运行电流高，主要原因是泵出口石墨换热器过流面积过小，管道阻力增大，导致轴流泵扬程降低、流量增大，围绕叶轮流量设计进行改造，降低轴流泵流量、从而降低运行电流。我们需要对叶轮的设计进行改造进而改变叶轮流量，得到技术的进步和轴流泵的效率得到提升。轴流泵技术改造实质上是对叶轮的改造，根据设计做出对不同石墨换热器的数据比较，调整叶轮轮毂尺寸、修正流量，减小电机运行的电流，增加对电机的保护这样使得电机功率的变化，增加效率。

2 正文

2.1 论点:由于轴流泵运行电流过高，原因分析主要是因为泵出口石墨换热器的过流面积太小，使得管路的阻力增大，根据轴流泵的运行特点，最终导致轴流泵的扬程减小，流量增大。我们需要围绕叶轮的流量来进化设计和改造，降低轴流泵的流量进而降低了运行的电流。

2.2 论据及论证：云南三环中化化肥有限公司目前有国内最大的湿法磷酸浓缩装置4套，这四套装置同时在工况条件一致的情况下（其中轴流泵（泵型HZ1100）、电机、安装高度、介质均相同），转速低的轴流泵（低4r/min），运行电机的电流反而高18A。经过专业人员综合的对浓缩系统进行分析，发现主要在于轴流泵出口的石墨换热器，石墨换热器的过流面积不同，导致阻力降不同。4套石墨换热器中有两套换热器过流面积小、且长，这对电机是极其不利的，另外还有2套的石墨换热器过流面积大且短，这样就造成了阻力降的不均，对于轴流泵来说阻力降对运行电机流量影响是极大的，根据研究扬程-流量性能曲线图大致可以推断电流高的2套轴流泵对运行电机流量已经超出了15%左右，并且叶轮的叶片发生过断裂，这对运行的电机很不利。经过多方核算最终得出通过将叶轮的轮毂外径由340mm改为420mm，这样既修正降低了流量又减小了叶片根部的受力，从而达到减低运行电机的电流（8A）和延长叶轮的使用寿命。

2.3 论证方法与步骤：湿法磷酸生产设备管理和项目建设为大型湿法磷酸装置15万吨P2O5/年浓缩轴流泵收集了许多性能参数，计算主要包括换热器阻力降对比、叶轮轮毂外径尺寸主要是对流量的影响，运行电机的功率变化。

参数如下：

轴流泵：a、Q＝12000m3/h,H=6.2m，叶轮外径Φ1100mm；电机型号：Ykk4505-4,710Kw,1485rpm，功率因数0.89；减速机输出转速371 rpm，传动效率94%。

b、Q＝12000m3/h,H=6.2m，叶轮外径Φ1100mm；电机型号：Ykk4505-4,710Kw,1485rpm，功率因数0.86；减速机输出转速375 rpm，传动效率94%。

石墨换热器：a、过流通道（列管内径）Φ38mm、共1065根列管、列管长6000mm。

b、过流通道（列管内径）Φ36mm、共1339根列管、列管长6640mm。

介质：46%-48%的浓磷酸、温度79℃、比重1.65、粘度16-17 mPa.s。

增机加“换热器阻力降对比、叶轮轮毂外径尺寸主要是对流量影响的计算公式”这里主要介绍通用型轴流泵的石墨换热器阻力降计算公式即：压力降=（流动形态阻力+支承结构流动阻力）*质量流速阻力。

轴流泵的石墨换热器阻力降计算公式在计算上要注意流体的形态，特别是对紊流，因为这个对管路的通道造成很大的阻力损失。

2.4 结论：本次大型湿法磷酸装置15万吨P2O5/年浓缩轴流泵技术改造。

主要通过对泵出口石墨换热器过流面积的不同，分析管路阻力变化的主因，确定轴流泵扬程的降低和流量增加的变化，展开降低流量的改造思路，采取叶轮轮毂外径的改造由原来的340mm改为420mm，改造后达到了既降低流量又减小运行电流的目的。计算了主要包括换热器阻力降对比和叶轮轮毂外径尺寸对流量的影响从而影响电机功率的变化过程。对于主要问题我们采取要因分析法，比如对石墨换热器的阻力降，2套石墨换热器过流面积小且长，还有另外2套石墨换热器过流面积大且短，这就给轴流泵出口造成不同的阻力降。所以说我们应该对存在问题的设备进行改造，改变和测量，始终追求夯实基础拓展创新的目的，为今后的建设和生产管理中对湿法磷酸生产装置国产化和大型化的发展过程中做出重要的贡献。这让我们具备了主持分析的能力和处理及改造的大型设备的能力，也是为国家在湿法磷酸装置生产设备管理和选型的理论及实践知识的发展做出依据。通过以上的总结和概括可见大型湿法磷酸装置15万吨P2O5/年浓缩轴流泵技术改造是多么的重要，这个项目不单单是对轴流泵运行电流高而提出的问题更多的是对类似的问题做出先率，为今后的问题发展带好头；在今后的发现问题能及时的改正提供条件。

云南三环中化化肥有限公司目前有国内最大的湿法磷酸浓缩装置中四套装置中的轴流泵、电机、安装高度、介质都是在工况相同的条件下完成的试验。在试验前对产生的现象进行分析比较，查找要因，针对要因进行技术改造；改造后将运行数据进行比较改造前后的变化，最后得出改造成功的结果。该技术改造为大型湿法磷酸装置浓缩轴流泵的发展和完善提供了条件和依据。

1 张永泉;安志林;;轴流泵叶片的数控加工[A];2011年“天山重工杯”全国机电企业工艺年会暨第五届机械工业节能减排工艺技术研讨会论文集[C];2011年

2 李国荣;周建业;孙寒松;胡盛寿;朱晓东;郝宗超;田步升;陈海丰;;轴流泵全人工心脏的研究[A];中国心脏大会（CHC）2011暨北京国际心血管病论坛论文集[C];2011年

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4 泵站目标电耗节能技术的控制理论介绍[A];2002热烈庆祝全国化工给排水设计技术中心站成立四十周年技术交流会论文集[C];2002年