离心泵节能问题与改造措施分析

宋林 刘文硕

摘 要：经济发展与大量工程项目相继开展，使得离心泵这种流体形式的输送装置在我国得到了广泛的应用，尤其是炼化行业对离心泵应用更加普遍。我国的能源储量十分有限，常规资源正在不断地被消耗，人们对能源的节约加以重视。而离心泵消耗能源十分巨大，其能源耗量占整个泵类的50%。因此，若离心泵的改造可以向着节能和高效的方向开展，可以有效地节约能源，降低工业耗能，提升企业的经济、社会效益。

关键词：离心泵;节能;现状;改造

对离心泵有关节能技术的研发，是未来炼化行业进行发展的重要推动因素。现阶段离心泵的节能设计、理念以及选型等方面仍存在较多问题。本文主要就离心泵节能现状进行分析，并提出相应的改造措施，以期为提升离心泵节能效率做出贡献。

1.离心泵节能的现状

1.1节能设计不够科学

目前我国离心泵的主要设计原理仍然是利用经验公式进行模型换算或者是速度系数这两种方式。以上两种设计都不能有效地进行节能，使得离心泵不能在其效率方面有很大提升。此外，很多厂商仅仅关注于面前的利益，并不愿意加大对节能设计方面的投入，使得离心泵节能方面一直无法进步。同时，国内曾出现过“全扬程”这种避免阀门全开而导致的超功率问题发生的方法，但该方式实际上使得离心泵在很长时间内工作十分低效，从而导致能源过多地浪费。

1.2节能的理念相对落后

与离心泵有关的节能理念很多都是提升其运行的效率，这种理念其实较为落后。实际上对离心泵进行节能并不单单要提升其效率，还要包括其可靠性、对环境的适应程度、使用的寿命等等进行综合地改善。例如，我们从离心泵对环境适应的角度来说，该特点指的是离心泵在不同运行环境下，其密封、水力性能和耐磨等性能会有着不一样的要求。因此节能改造必须根据其对环境适应程度进行设计，从而提升其节能的效益。离心泵节能理念必须对其整体进行考虑，不能仅关注一个方面的指标。

1.3离心泵的使用不合理

随着离心泵使用的时间变长，其各项性能必然会下降。若在使用时不能定期对其进行维护、保养，对其存在的故障不及时地进行检修，很容易使其运行处于“亚健康”状态，导致其运行效率快速下降，造成能源消耗的增加。此外，若布置该系统时不进行全面合理地设计，例如布置的管道距离太长，各种弯道的接头较多，会使能源的损失更为严重，无法满足离心泵工作的要求，为其运行埋下各种隐患。

2.对离心泵进行节能改造的措施

2.1对节能进行优化设计

对离心泵进行设计时，要摒弃传统设计理念，使用诸如水力模型等先进、科学的设计方法。此外，要对各项设计方案进行可靠性分析试验、环境适应程度试验等等。例如当离心泵被应用在潮湿环境中，那么要对其进行耐盐雾、霉菌等的试验，从而保证其使用的效率、寿命，从而降低运行时的资源耗费。此外，对离心泵进行的节能改造要进行技术的创新。同时，离心泵应用于不同的环境，要采用不同种材料。近几年材料学与工艺都得到了极大发展，很多新的材料、工艺都应用在离心泵中，从而有效地提升了其使用寿命、运行效率，加强了其适应环境的能力。此外，也极大地改善了泵的流动性、耐腐蚀、耐磨等特性，其涂覆技术、对材料表面进行处理的技术等都得到了发展。

2.2对离心泵进行合理地选型

选型必须恰当，要留有一定的余量，才能满足用户实际需求。而若余量过大，会使得离心泵的效率下降。因此炼化企业可以与制造商合作，针对本企业特点进行离心泵的定制，充分地参与到其设计、制作的全过程。其节能的设计一般要满足以下方面：首先必须满足工作中最大的流量和杨程。其次，离心泵正常运转时，其工况点必须落入设计高效的区间内。第三，要选取高转速、稳定性强的离心泵。要尽量地避免选择那些性能曲线有“驼峰”的离心泵。此外，炼化企业在选型时应尽量选择那些体积小，质量较轻并且结构简单泵。

2.3对管路進行合理地布置

布置管道时要尽量地将弯管数量降到最低，在必须要转弯的地方，其弯曲的半径应在管道直径4倍左右，其转角也应超过90°。同时，要将管道长度尽量地降低，并且要减少管道应用附件、组件等零部件的数量，从而降低各项管路的损失。使用离心泵时，一定要定期对该系统进行彻底的检测与养护，从而保证离心泵表面光滑并且密封性保持在较高水平，从而提升泵的寿命，达到节约成本的目的。

3.离心泵效率提升有效方案

3.1更换高效离心泵

想要保证离心泵运行效率的切实提升，工作人员首先应对工作区域内部的离心泵效率进行详细检查，并要对低效率泵进行逐一记录;其次，要从泵工作要求与工作环境等综合因素入手，选择出与综合情况完全相符的离心泵，对低效率泵进行更换;最后，要对更换前后泵的各项效率与数据进行对比，只有各项指标都能达到相应标准，才算完成更换工作。

3.2降低冲击损失

由于冲击损失是造成离心泵运行效率低下的主要原因，所以工作人员还需要通过合理手段，对冲击损失进行有效控制。在具体操作过程中，可以将叶片制成扭曲型叶片，这时如果液体流量突然变大，这种扭曲叶片也会有效降低液体对其的冲击。同时还可以按照流量对叶片宽度进行调节，能够达到对流量冲击的有效缓冲，进而达到对离心泵工作效率进行提升的目标。

3.3完善离心泵维护

为保证离心泵运行效率，工作人员还应注重对设备的日常保养与维护，以降低设备故障发生概率。维护人员一方面要对现行维护管理方案进行检查与完善，要找到其中存在的缺陷，制定出高质量的维护计划。同时应对波纹管密封技术进行拓展，以完成对泵泄露问题的妥善解决，保证容积效率的切实提升。此外，还应定期对过滤缸进行定期清理，并要对管线连接质量进行检查，以确保泵进液管路的通畅性。

3.4优化密封方案

工作人员应对现行密封方案进行优化，以降低离心泵泄露发生机率，从而完成对离心泵运行效率的提升。在离心泵运行过程中，叶轮与壳体间液体会在叶轮旋转离心力的作用之下，形成一定的压力，进而对泄露流动进行阻止，进而完成对副叶轮的密封。停车密封主要是通过对飞铁离心力的运用，使弹簧能够在离心力作用之下，保持密封状态。这样可以切实降低泄漏问题发生机率，从而切实提升设备运行率。

3.5降低流动损失

离心泵过流表面通常呈现为蜗牛壳形状，因为对铸件的使用，多数不会对其展开机械加工处理，整体外形较为粗糙，能够切实提升液体流失量。为降低流动摩擦损失，工作人员一方面要对过流元件外壳进行涂刷，以提升外壳表面光滑度，能够有效提升2%左右的泵运行效率;另一方面，要对离心泵泵体粗糙部分以及叶轮盖板实施抛光处理，这样可以提升大概3%的泵运行效率。

3.6规范离心泵使用操作

工作人员应对离心泵进行合理使用与操作，要严格对各项操作章程进行遵守，并要在进行离心泵进行启动前，先实施盘泵工作，且要在打开进口阀门时，第一时间对出口阀门进行关闭。在对排气防控程序操作过程中，要对离心泵出口压力进行检查，确保其压力数值能够与相关标准相符合，以避免因供液流量与供液压力方面的问题，导致离心泵出现气蚀现象。

4.结论与认识

离心泵是流体输送的主要装置，在炼化企业中应用十分广泛。但其运转确实会消耗过多的能源。炼化企业要对离心泵存在的节能问题进行分析，应用更先进的节能理念、设计对离心泵进行改造，从而实现降低能耗的目的。

参考文献：

[1]高军甲，司先锋.输油离心泵叶轮流道表面的电解抛光节能改进设计[J].石油工程建设，2009年06期.

[2]王石.输油离心泵的运行回归模型建立及参数优化[J].油气田地面工程，2008年02期.