中外能源●100SINO-GLOBAL ENERGY2010年第 15卷三元流技術(shù)在循環(huán)水泵改造中的應(yīng)用熊偉(中國石化洛陽分公司,河南洛陽471012)摘要洛陽石化化纖裝置循環(huán)水站的6臺離心式清水泵,其葉輪是依據(jù)-.元流理論設(shè)計(jì)制造的，但二元流理論并不完善，造成泵的實(shí)際運(yùn)行T.況偏離額定T.況.同時由于存在不同程度的汽蝕現(xiàn)象,致使6臺清水泵在較低的效率(75%~80%)下運(yùn)行。為此,應(yīng)用三元流技術(shù)對清水泵的葉輪進(jìn)行改造:不改變電機(jī)、泵殼體、進(jìn)出水管路等現(xiàn)有水泵系統(tǒng)，對葉片的進(jìn)出安放角、葉片數(shù).扭曲葉片各截面形狀等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并采用鑄燁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加I.制造,從而避免葉片T.作面的流動分離,減少流動攢失.提高葉輪的T.作效率.最終達(dá)到提高水泵效率、節(jié)能降耗的日的。改造后的運(yùn):行情況表明:機(jī)泵運(yùn)行平穩(wěn),噪音堿小,汽蝕現(xiàn)象明顯減少,泵組效率由改造的的80%提高88.6%;改造后單臺泵(流量為500m/h)電流降低13A.每年可節(jié)電168.48x10kw.h, 節(jié)省電費(fèi)67.392萬元。關(guān)鍵詞元流循環(huán)水梨葉輪改造節(jié)能1前言出安放角、葉片數(shù)、扭曲葉片各截面形狀等要素進(jìn)中國石化洛陽分公司化纖裝置循環(huán)水站有6行優(yōu)化,從而避免葉片工作面的流動分離,戰(zhàn)少流臺離心式清水泵,設(shè)備位號為1~6號,并聯(lián)于全封動損失,提高葉輪的工作效率,最終達(dá)到提高水泵閉式循環(huán)水系統(tǒng),母管制運(yùn)行。6臺泵均為水平中效率.節(jié)能降耗的目的。該方法特點(diǎn)21主要有:①保開式雙吸水泵，型號為SM602-720,2000年投用。留電機(jī)、泵殼體、進(jìn)出水管路等現(xiàn)有水泵系統(tǒng);②可.設(shè)計(jì)參數(shù):揚(yáng)程47m,流量5000m/h,轉(zhuǎn)速970r/根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì),達(dá)到“量體裁衣”的目.min,電機(jī)功率900kW ,額定電流107A。的;③工期短,效率高,見效快。6臺清水泵的葉輪是按20世紀(jì)70年代提出的3改造實(shí)施情況二元流理論設(shè)計(jì)的,但二元流理論并不完善,造成洛陽化纖裝置在2008年應(yīng)用三元流技術(shù)對1~泵的實(shí)際運(yùn)行工況偏離額定工況,單臺泵的流最僅3號水泵葉輪進(jìn)行改造。葉輪改造采用鑄焊結(jié)構(gòu),為4428m2/h。在夏季，化纖裝置高峰期用水量為即葉輪的葉片、側(cè)蓋板及轉(zhuǎn)輪體分別鑄造。葉片采2.7x10*m/h，需要同時開6臺水泵來滿足生產(chǎn)要用專用機(jī)床按給定的三維坐標(biāo)點(diǎn)精確加工,側(cè)蓋板求。此外,由于存在不同程度的汽蝕現(xiàn)象,致使6臺和轉(zhuǎn)輪體過流表面利用機(jī)床精確加工。葉片按特定清水泵在較低的效率(75%~80%)下運(yùn)行,增大了能的工藝定位于轉(zhuǎn)輪體上,并進(jìn)行組焊。葉輪外形尺耗和檢修維護(hù)費(fèi)用。為此,決定采用三元流技術(shù)對寸在完成正火加回火處理后加T.到位。葉輪尺寸偏1~3號清水泵進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造。差按IEC497(蓄能泵模型驗(yàn)收試驗(yàn)國際規(guī)程)中有2三元流技術(shù)改造原理關(guān)規(guī)定執(zhí)行。新葉輪葉片型線最大誤差0.8mm;三元流理論是吳仲華院士于上世紀(jì)50年代提60%的過流表面粗糙度達(dá)到3.2μm,其余不低于出的。該理論將葉輪內(nèi)部的三元立體空間無限分6.3μm;葉輪最大外緣上的不平衡質(zhì)量不大于30g。割,通過對葉輪流道內(nèi)的各工作點(diǎn)的分析,建立起1~3號水泵在2008年8月份投用。投用至今,完整真實(shí)的葉輪內(nèi)流動的數(shù)學(xué)模型。劉殿魁!I提中國煤化工出了射流-尾跡模型，利用三元流動理論來求解泵葉輪內(nèi)的流速分布,進(jìn)而得出水泵葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)的MYHCNM H G四川大學(xué)化工設(shè)備與機(jī)械專業(yè)，目前主要從事石化企業(yè)發(fā)展規(guī)劃、生產(chǎn)工藝和機(jī)械設(shè)方法:根據(jù)葉輪內(nèi)部流動特性的要求,對葉片的進(jìn)備的技術(shù)改造工作。E-mail:xiongw@ypc.com.cn第3期熊偉.三元流技術(shù)在循環(huán)水泵改造中的應(yīng)用機(jī)泵運(yùn)行平穩(wěn),噪音減小,汽蝕現(xiàn)象明顯減少,節(jié)能按0.4元/(kW.h)計(jì)算，則每年節(jié)省電費(fèi)67.392萬元。效果明顯(相當(dāng)于停開一臺900kW的SM602 -720可以看出,該項(xiàng)目投資回報(bào)期約la左右,同時水泵),達(dá)到了改造的預(yù)期目標(biāo)(見表1)。葉輪只需5個月就能完成加工制作并投產(chǎn),因此該項(xiàng)目屬于短平快項(xiàng)目,經(jīng)濟(jì)效益顯著。表1改造前后泵的參數(shù)對比.5結(jié)語項(xiàng)目改造前方案實(shí)際效果總流量(m'.h")50004500應(yīng)用三元流技術(shù)改造后,改善了水泵的運(yùn)行狀臂匯壓力/MPa0.470.49況,減輕了汽蝕破壞程度,降低了運(yùn)行電耗,達(dá)到了單泵電流/A87(平均) _7974(平均)預(yù)期目的。目前,改造后的機(jī)泵在運(yùn)行過程中仍存軸功率/kW731.867泵組效率,%80888.6在一些問題需在以后改進(jìn):①泵體格蘭箱排水孔徑小，容易堵寒或溢流;②在設(shè)計(jì)中水泵沒有配備出4經(jīng)濟(jì)效益分析成本:單臺葉輪的加工制造費(fèi)用在9~10萬元/口排氣管線,建議增加泵出口排氣管線。臺(包括設(shè)計(jì)費(fèi)、制造加工費(fèi)及運(yùn)輸費(fèi))。另外,3臺參考文獻(xiàn):水泵在改造前進(jìn)行解體拆裝測繪、改造后在現(xiàn)場組(川劉殿魁.離心泵內(nèi)具有射流-尾跡模型的三元流動計(jì)算[I].T.裝測試的費(fèi)用約18萬元。項(xiàng)目總投資為45萬元。程熱物理學(xué)報(bào), 1986,7(1):5-6.效益:改造后單臺泵(流量為5000m/h)電流降[2]張有責(zé).全二三元流技術(shù)在循環(huán)水泵改造巾的應(yīng)用[小]上海節(jié)低13A,每臺泵平均運(yùn)行300d,改造3臺泵每年可能,2009(4):32-33.節(jié)電: 13x3x24x300x6000=168.48x10(kW.h)。電價(編輯陳玨)Application of 3-Dimensional Flow Technology in Modificationof Circulating Water PumpsXiong Wei(SINOPEC Luoyang Company , Luoyang Henan 471012)[Abstract] The impellers of six centifugal pumps in the ceirculating waler station for chemical fiber plants inSinopec Luoyang Company were designed and manufactured based on 2 -dimensional flow theories.Due toflaws in 2-dimensional flow theories , the actual operating conditions of these pumps deviated from their ratedoperating conditions.In addition ,due to the existence of different degrees of cavitation , all the six pumps hadbeen operating with low eficiencies (ranging from 75% to 80% ).Technicians revamped the impellers of thepumps using 3- dimensional flow technology :making no changes to the existing pump system including motors,the shell of pumps and water inlets and outlets ;optimizing design for the inlet and outlet angles of im-pellers, ,the number of impellers and the shapes of all sections of twisted impellers ; adopting castweld construc-tions in processing.These measures could reduce the flow separation on the working face of impellers , reduceflow loss and raise the working fficiency of impellers , thereby raising the eficiency of these pumps and re-ducing energy consumption.After the revamp , the pumps operaled very well with lower noises and significanlyreduced cavitation.The eficiency of the pump set rose to 88.中國煤化工叩curent droppedby 13A (the flow rate was 5000m'/h) and 168.48x 10kW●fYHCNMHGcould be savedannually. .[Keywords] 3-dimensional flow technology ;circulating water pump ; impeller ; modification ; energy- saving