謝會武

(中國石油大慶石化公司化肥廠，黑龍江 大慶 163714)

葉輪切割定律在尿素循環(huán)水泵上的應(yīng)用

謝會武

(中國石油大慶石化公司化肥廠，黑龍江 大慶 163714)

針對尿素循環(huán)水泵存在出口閥門不能全開的情況，通過葉輪切割的方法，使泵改變流量、揚(yáng)程、運(yùn)行在穩(wěn)定高效工作區(qū)，最終達(dá)到減少閥門節(jié)流損失，減少電能消耗。

葉輪切割 ； 循環(huán)水泵；電機(jī)過載 ； 消耗

1 設(shè)備的基本概況

中壓甲銨冷凝器循環(huán)水泵P-502A/B是將中壓甲銨冷凝器E-503殼側(cè)來的調(diào)溫水經(jīng)CO2冷卻器E-107冷卻后經(jīng)P-502A/B進(jìn)行加壓，然后送至循環(huán)冷卻器E-504將溫度降為77～95℃以后再送入中壓甲銨冷凝器E-503殼測，循環(huán)使用。該泵設(shè)計時試驗(yàn)性能偏高，流量和揚(yáng)程選擇偏大，致使泵運(yùn)行時出現(xiàn)出口閥不能全開(開度為1/4行程左右)、電機(jī)電流過載、電機(jī)溫度高的情況，這種出口閥限定流量控制方式存在的問題是閥門節(jié)流損失和管網(wǎng)的阻力損失較大。為了減少閥門節(jié)流損失，減少電能消耗, 使泵改變流量、揚(yáng)程、運(yùn)行在穩(wěn)定高效工作區(qū)，特采用切割葉輪外徑的辦法來解決該問題。

2 采取的措施方案

P502A/B泵型號為THZ300-300-5500D，現(xiàn)葉輪外徑D1為448mm,工藝設(shè)計與實(shí)際操作條件、泵性能參數(shù)見表1表2所示：

表1 工藝操作條件注：括號內(nèi)為實(shí)際工藝操作條件

表2 泵性能參數(shù)(紅色)內(nèi)為實(shí)際工藝操作條件

經(jīng)核算，泵流量應(yīng)從1500 m3/h調(diào)整至992m3/h，揚(yáng)程應(yīng)由61m調(diào)整至35m,使用葉輪切割定律(葉輪切割前后的性能參數(shù)變化關(guān)系)：

Q1/Q2=D1/D2(切割前后流量Q與葉輪外徑D的關(guān)系);

1500/992=448/D2計算出D2=296.27mm

H1/H2=(D1/D2)2(切割前后揚(yáng)程H與葉輪外徑D的關(guān)系);

61/35=(448/D2)2計算出D2=339mm

為了保證流量和揚(yáng)程，選取D2=339mm;

由于泵的不同工況比轉(zhuǎn)速不同，為了便于比較，統(tǒng)一規(guī)定只取最佳工況點(diǎn)(即最高效率工況點(diǎn))的比轉(zhuǎn)速代表泵的比轉(zhuǎn)速。比轉(zhuǎn)速的計算式為：ns=3.65nQ(1/2)/H(3/4),式中流量Q單位為m3/s,揚(yáng)程H用m,轉(zhuǎn)速n用r/min。

從P502A/B特性曲線圖1可以查出：最高效率工況點(diǎn)時Q=992m3/h=0.2756 m3/s，H=61.83m,n=1475r/min，計算出比轉(zhuǎn)速為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，經(jīng)驗(yàn)表明，允許的最大相對切割量與比轉(zhuǎn)數(shù)ns有關(guān)，圖2為葉輪外徑允許的最大相對切割量。

圖1 P502A/B特性曲線

圖2 葉輪外徑允許的最大相對切割量

則允許最大相對切割量為448×11%=49.28mm,則葉輪外徑最大允許切割至448-49.28=398.72mm>339mm,因此D2=339mm不符合要求，則選取D2=400mm;

N1/N2=(D1/D2)3(切割前后功率N與葉輪外徑D的關(guān)系);

193/N2=(448/400)3計算切割后泵的軸功率為N2=137.374kW

3 切割后運(yùn)行效果

P502A/B葉輪外徑由448mm切割至400mm后，泵的軸功率由193K=kW下降至137.374kW，電機(jī)每小時節(jié)電55.626KW, 電價按0.56元/ kwh計算，每小時可節(jié)約31.15元，年節(jié)約費(fèi)用27.288萬元。

(本文文獻(xiàn)格式：謝會武.葉輪切割定律在尿素循環(huán)水泵上的應(yīng)用[J].山東化工，2016，45(12)：131-132.)

2016-04-18

謝會武(1968—)，黑龍江青岡人，技師，多年從事動設(shè)備檢維修工作，現(xiàn)在中國石油大慶石化公司化肥廠從事設(shè)備維修工作。

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