叶轮切割定律在尿素循环水泵上的应用

谢会武

(中国石油大庆石化公司化肥厂，黑龙江 大庆 163714)

叶轮切割定律在尿素循环水泵上的应用

谢会武

(中国石油大庆石化公司化肥厂，黑龙江 大庆 163714)

针对尿素循环水泵存在出口阀门不能全开的情况，通过叶轮切割的方法，使泵改变流量、扬程、运行在稳定高效工作区，最终达到减少阀门节流损失，减少电能消耗。

叶轮切割 ； 循环水泵；电机过载 ； 消耗

1 设备的基本概况

中压甲铵冷凝器循环水泵P-502A/B是将中压甲铵冷凝器E-503壳侧来的调温水经CO2冷却器E-107冷却后经P-502A/B进行加压，然后送至循环冷却器E-504将温度降为77～95℃以后再送入中压甲铵冷凝器E-503壳测，循环使用。该泵设计时试验性能偏高，流量和扬程选择偏大，致使泵运行时出现出口阀不能全开(开度为1/4行程左右)、电机电流过载、电机温度高的情况，这种出口阀限定流量控制方式存在的问题是阀门节流损失和管网的阻力损失较大。为了减少阀门节流损失，减少电能消耗, 使泵改变流量、扬程、运行在稳定高效工作区，特采用切割叶轮外径的办法来解决该问题。

2 采取的措施方案

P502A/B泵型号为THZ300-300-5500D，现叶轮外径D1为448mm,工艺设计与实际操作条件、泵性能参数见表1表2所示：

表1 工艺操作条件注：括号内为实际工艺操作条件

表2 泵性能参数(红色)内为实际工艺操作条件

经核算，泵流量应从1500 m3/h调整至992m3/h，扬程应由61m调整至35m,使用叶轮切割定律(叶轮切割前后的性能参数变化关系)：

Q1/Q2=D1/D2(切割前后流量Q与叶轮外径D的关系);

1500/992=448/D2计算出D2=296.27mm

H1/H2=(D1/D2)2(切割前后扬程H与叶轮外径D的关系);

61/35=(448/D2)2计算出D2=339mm

为了保证流量和扬程，选取D2=339mm;

由于泵的不同工况比转速不同，为了便于比较，统一规定只取最佳工况点(即最高效率工况点)的比转速代表泵的比转速。比转速的计算式为：ns=3.65nQ(1/2)/H(3/4),式中流量Q单位为m3/s,扬程H用m,转速n用r/min。

从P502A/B特性曲线图1可以查出：最高效率工况点时Q=992m3/h=0.2756 m3/s，H=61.83m,n=1475r/min，计算出比转速为ns=3.65*1475*0.27561/2/61.833/4=128.17

使用切割定律的切割量不能太大，经验表明，允许的最大相对切割量与比转数ns有关，图2为叶轮外径允许的最大相对切割量。

图1 P502A/B特性曲线

图2 叶轮外径允许的最大相对切割量

则允许最大相对切割量为448×11%=49.28mm,则叶轮外径最大允许切割至448-49.28=398.72mm>339mm,因此D2=339mm不符合要求，则选取D2=400mm;

N1/N2=(D1/D2)3(切割前后功率N与叶轮外径D的关系);

193/N2=(448/400)3计算切割后泵的轴功率为N2=137.374kW

3 切割后运行效果

P502A/B叶轮外径由448mm切割至400mm后，泵的轴功率由193K=kW下降至137.374kW，电机每小时节电55.626KW, 电价按0.56元/ kwh计算，每小时可节约31.15元，年节约费用27.288万元。

(本文文献格式：谢会武.叶轮切割定律在尿素循环水泵上的应用[J].山东化工，2016，45(12)：131-132.)

2016-04-18

谢会武(1968—)，黑龙江青冈人，技师，多年从事动设备检维修工作，现在中国石油大庆石化公司化肥厂从事设备维修工作。

TH3

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1008-021X(2016)12-0131-02