第12期(上)苗興東:三元流技術(shù)在循環(huán)水泵上的應(yīng)用三元流技術(shù)在循環(huán)水泵上的應(yīng)用苗興東(中國石油遼河石化分公司,遼寧盤錦124022)摘要:遼河石化公司循環(huán)水泵的葉輪是在二元流理論基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造的,該理論并不完善,導(dǎo)致泵的實(shí)際運(yùn)行工況偏離最優(yōu)工況,同時(shí)存在不同程度的汽蝕現(xiàn)象,致使水泵運(yùn)行效率較低。為此,公司應(yīng)用三元流技術(shù)對(duì)水泵的葉輪進(jìn)行改造,通過三元“射流一尾跡”流動(dòng)定量分析,對(duì)葉片的進(jìn)出安放角、葉片數(shù)、扭曲葉片各截面形狀等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),改善葉輪內(nèi)流體的流動(dòng)狀態(tài),減少進(jìn)口沖擊和岀口尾跡脫流程度。通過對(duì)比改造前后的實(shí)際運(yùn)行情況,機(jī)泵運(yùn)行平穩(wěn),噪音減小,汽蝕現(xiàn)象明顯減少,節(jié)電率達(dá)到15%~20%,提高了水泵效率,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。關(guān)鍵詞:水泵;葉輪;三元流;節(jié)能;降耗中圖分類號(hào):TQ050.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1003-3467(2012)23-0051-02司決定采用三元流技術(shù)對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行技術(shù)改造。0前言在能源日趨緊張的今天,在國家“十二五”規(guī)劃1三元流技術(shù)改造原理分析的要求下,節(jié)能降耗成為當(dāng)今的主流,而廣泛應(yīng)用于1.1三元流技術(shù)原理工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域的離心泵,其每年吳仲華院士于20世紀(jì)50年代就提出了三元流電耗占全國總電耗的21%以上,因此離心泵的節(jié)能理論。該理論將葉輪內(nèi)部的三元立體空間無限分問題就引起了人們的關(guān)注,各種節(jié)能措施也越來越割,通過對(duì)葉輪流道內(nèi)的各工作點(diǎn)的分析,建立起完受到人們的重視。如何提高離心泵的運(yùn)行效率,實(shí)整、真實(shí)的葉輪內(nèi)流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。劉殿魁于80現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化運(yùn)行成為用戶的主要研究對(duì)象。隨年代提出了“射流一尾跡”模型,通過三元“射流著三元流動(dòng)理論逐步成熟,以及該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用尾跡”流動(dòng)計(jì)算,對(duì)因流體黏性和泵體內(nèi)部壓力梯中的廣泛推廣,泵的效率得到了極大提高,與傳統(tǒng)的度引起的流體流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行定量分析,利用三元流元流、二元流技術(shù)相比,泵節(jié)電率可達(dá)到15%動(dòng)理論來求解泵葉輪內(nèi)的流速分布,進(jìn)而得出水泵20%葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法,根據(jù)葉輪內(nèi)部流動(dòng)特性的要目前,遼河石化公司東循環(huán)水場有6臺(tái)離心式求,對(duì)葉片的進(jìn)出安放角、葉片數(shù)、扭曲葉片各截面水泵,設(shè)備位號(hào)為1~6號(hào),并聯(lián)于全封閉式循環(huán)水形狀等要素進(jìn)行優(yōu)化,改善葉輪內(nèi)流體的流動(dòng)狀態(tài),系統(tǒng),母管制運(yùn)行,循環(huán)水泵均是采用傳統(tǒng)的二元流從而避免葉片工作面的流動(dòng)分離,減少流動(dòng)損失,提理論設(shè)計(jì)制造的泵型,已運(yùn)行10年以上,通過現(xiàn)場高葉輪的工作效率,最終達(dá)到提高水泵效率、節(jié)能降測算,水泵運(yùn)行效率較低。由于水泵的運(yùn)行效率與耗的目的。該方法特點(diǎn)主要有:①保留電機(jī)、泵殼泵體內(nèi)部流體流動(dòng)狀況是密不可分的,而傳統(tǒng)的二體、進(jìn)岀水管路等現(xiàn)有水泵系統(tǒng);②可根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際元流理論不能準(zhǔn)確地反映泵體內(nèi)液體的真實(shí)流動(dòng)狀情況進(jìn)行設(shè)計(jì),達(dá)到“量體裁衣”的目的;③工期短、態(tài),因此受泵的設(shè)計(jì)制造水平和現(xiàn)場運(yùn)行工況變化效率高、見效快的影響,水泵實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)嚴(yán)重偏離其高效區(qū),造1.2三元流葉輪與傳統(tǒng)葉輪的比較成水泵效率低,能耗高。而通常采用的車削葉輪、更三元流葉輪與傳統(tǒng)葉輪除安裝尺寸相同外,其換新泵或者安裝變頻器等辦法都有較大的局限性,葉片形狀發(fā)TYHE中國煤化工圖2所示(2)。不能從根本上解決低效率、能耗高的問題。為此,公CNIMH G收稿日期:2012-11-04作者簡介:苗興東(1978-)男,碩士學(xué)位,工程師,從事工藝管理工作,E-mlil;miaoxd]978@yahoo.com,cn河南化工52HENAN CHEMICAL INDUSTRY2012年第29卷m,流量5000m3/h,電機(jī)功率1000kW,電流116A。3臺(tái)水泵改造后投用至今,機(jī)泵運(yùn)行平穩(wěn),噪音減小,汽蝕現(xiàn)象明顯減少,節(jié)能效果明顯,達(dá)到了改造的預(yù)期目標(biāo)。具體參數(shù)如表1所示表1改造前后參數(shù)對(duì)比改造前改造后項(xiàng)目1號(hào)4號(hào)6號(hào)1號(hào)4號(hào)6號(hào)元流一一三元流流量/m3·h1200030005000200030005000壓力/MPa0.50.50.50.50.50.5圖1葉輪葉片的子午面視圖電流/A55611164352由表1可以看出,在泵改造后滿足各用水點(diǎn)工藝參數(shù)的前提下,1號(hào)泵節(jié)電率為20.37%,4號(hào)泵節(jié)電率為16%,6號(hào)泵節(jié)電率為15.52%。電費(fèi)按0.58元/度計(jì)算,3臺(tái)泵每年節(jié)電費(fèi)用分別為44.3945.52和78.85萬元。因此該項(xiàng)目屬于短平快項(xiàng)目,投入產(chǎn)出比最佳,經(jīng)濟(jì)效益顯著。3結(jié)束語元流公司應(yīng)用三元流技術(shù)對(duì)循環(huán)水泵改造后,在保圖2葉片前視圖證系統(tǒng)的工藝參數(shù)沒有發(fā)生變化的情況下,改善了由圖1和圖2可以看出:①三元流葉輪葉片加水泵的運(yùn)行狀況,減輕了汽蝕破壞程度,提高了泵的寬了許多,特別是輪轂減少,使流通能力增大;②三運(yùn)行效率,降低了運(yùn)行電耗,達(dá)到了改造目的。三元元流葉輪直徑減少了,而出口寬度增大;③三元流葉流葉輪實(shí)際上將原泵改變成一種全新的泵,其泵效片的扭曲度大很多;④三元流葉片進(jìn)口邊向來流進(jìn)率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)用戶所需的流量揚(yáng)程等實(shí)際工況,使口伸展,減少了進(jìn)口損失。泵效率得到科學(xué)充分的提高。由于不動(dòng)電機(jī)、泵體、反映到水泵的效率曲線和特性曲線上就是三泵軸、管線等,改造工作容易實(shí)施,實(shí)用性強(qiáng)。與上元流可以根據(jù)現(xiàn)有的運(yùn)行狀態(tài),設(shè)計(jì)時(shí)改變水泵的變頻、換泵或電機(jī)等方法比,投資省、見效快。更換特性曲線,使其變得平滑同時(shí)可以將效率曲線向右三元流動(dòng)理論設(shè)計(jì)的高效率葉輪,無論對(duì)工頻泵或平移,以適應(yīng)工況發(fā)生變化時(shí)需要,效率達(dá)到最大變頻泵都是行之有效的節(jié)能技改方案,其投入產(chǎn)出化。因此,葉輪的這種變化實(shí)際上使原泵變?yōu)橐环N比最佳。綜上所述,在水泵實(shí)際工況與設(shè)計(jì)工況不全新的泵,其效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)于目前實(shí)際運(yùn)行工況吻合的情況下,或隨著生產(chǎn)需要增減水量的情況下,時(shí)的流量和揚(yáng)程,而這是靠選取現(xiàn)有規(guī)格的泵或切利用三元流葉輪技術(shù),達(dá)到新工藝要求和節(jié)能目的,割葉輪等方法無法達(dá)到的。是投資少,見效快,便于實(shí)施的水泵節(jié)能新舉措,值2改造實(shí)施情況及效益分析得借鑒和推廣。同時(shí),對(duì)其他老的循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)能改造有良好的借鑒意義。公司于2012年3月份應(yīng)用三元流技術(shù)對(duì)東循參考文獻(xiàn)環(huán)水站的1號(hào)4號(hào)、6號(hào)水泵進(jìn)行改造,現(xiàn)場實(shí)測參[1]劉殿魁離心泵內(nèi)具有射流一尾跡模型的三元流動(dòng)計(jì)數(shù)為:1號(hào)泵,揚(yáng)程46m,流量2000m3h,電機(jī)功率算[J].工程熱物理學(xué)報(bào),1986,7(1):5-6460kW,電流55A;4號(hào)泵,揚(yáng)程46m,流量30002]王建立,張小玲三無流葉輪在循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用m3/h,電機(jī)功率560kW,電流61A;6號(hào)泵,揚(yáng)程45TYH任化工H G