运用措施减少石油泵设备的消耗

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石油化工企业生产流程中，时刻要处理各种各样的流体介质，所以泵的用量很大，泵产品在化工企业工艺流程中每天都消耗着惊人的能量，是动设备里面耗能最大的设备。老化工企业中，正在使用的泵产品大都存在如老化、锈蚀及功率不匹配等各种问题，使泵的功率浪费严重。即使近年新上项目用泵，也存在个别选型不适当，功率不匹配的现象。泵运行的好坏，直接关系到企业的效益。笔者在实践过程中，主要从泵的选型、改进以及科学化管理等方面做了大量工作，并取得了成效。

1核对参数

对大型泵，尤其是循环水泵逐个按照现有工艺参数，及目前生产量所需冷却水量和扬程，查验运行中的泵的实际流量、扬程，看二者是否匹配。某循环水场有4台新更换的循环泵，设计参数为流量5000m3/h、扬程40m、效率89%，配套功率710kW。但在使用过程中，电机的电流经常超负荷，电机发热，表现出功率明显不足。经过测试发现，系统只需要33m扬程，而实际泵的扬程选择富裕量太多，导致了泵超大流量运行，测试发现泵的实际运行流量为6748m3/h，是设计流量的1.35倍，按设计点效率计算此时泵的轴功率722.4kW，由于泵在大流量运行时效率会降低，因此实际运行功率超过722.4kW。一般情况下，离心泵的使用范围是0.6～1.2倍的设计点流量，如果超出此范围内运行，应该另行选择。笔者经过重新计算，确定水泵的实际参数，对泵的叶轮进行了切割处理，同时把泵的配套功率减低到560kW，更改后的泵在阀门全开的情况下，通过现场检测可得流量4800m3/h、扬程32m、效率88%，此时泵的运行轴功率475.1kW。循环泵一般情况下均是每天24h连续运转，调整前后泵在一个月内节约的电能为178MWh。

2泵体改进

泵产品的主要过流部件泵壳体和叶轮，一般均为形状复杂的铸造件，其内部流道由于型腔复杂狭窄，很难进行车磨等高效机械加工。因此，生产厂家一般都是铸造完毕之后，对泵腔稍做手工打磨，就不再进行其他工序加工，流道内一般都很粗糙，势必降低泵的运行效率。对泵的过流部件进行抛光、打磨，降低摩擦损失，提高泵的水力效率；更换口环使叶轮和泵体之间始终保持较小的间隙，以提高泵的容积效率等，都是节能降耗的有效手段。而对于目前在用的泵，只有采取更换、再加工等手段。笔者曾对一台准备更换叶轮的大型泵进行过一些局部改进，效果很好。首先，购买叶轮时，与厂家沟通协商，要求叶轮外部粗糙度在1.6以下，内部流道清理干净，避免有夹砂、突起等物。叶轮到货后认真清洗叶轮内外表面，均匀地涂上贝尔左纳高分子涂料，使叶轮内部流道粗糙度也降低到6.3以下。通过试验，仅此项改进使泵整体效率提高5%。

3选泵原则

在选泵过程中，通过性能和配套功率的对比，在保证高可靠性的前提下，选择高效节能产品。下单采购新泵之前，一定要掌握好现有系统中的有关数据，并进行详细的计算避免盲目性，做到心中有数。多数化工企业在选泵时，往往只注重可靠性而不管是否经济，或者在数据不十分精确时，宁可选的偏大，或者没有根据地给工艺参数调整预留较大空间，这些都会造成泵容量浪费。事实上泵的性能参数裕量不宜保留过大（除非是新工艺试验阶段）。否则就会造成浪费。另外，还要掌握选泵的一些基本理论。如图1所示，假如实际所需的扬程为HA，流量QA，一般在选泵时会加大富裕量，使得选择的水泵性能为流量QB、扬程HB。B点为此泵的最佳运行点，但是由于富裕量的存在，实际运行中只能通过阀门的节流作用改变系统的阻力特性，使得所选的泵在所需的流量QA对应的C点工作，从而附加节流损失ΔH使之满足最初扬程和流量的要求。由于该泵的实际运行点偏离了最佳点B，效率由原来的1点转移到2点，附加节流损失ΔH又使设计效率2点降到运行效率3点。图1泵的选型原理图富裕量的存在，在保证泵的可靠运行方面是必要的，但由图1可见，富裕量越大，泵的损失越大，所以对泵的富裕量的选择还是有一定限度为好，具体定量为：a.当泵的比转速Ns＞100时，QB＝1.05QA、HB＝1.1HA；b.当泵的比转速Ns＜50时，QB＝1.1QA，HB＝1.05HA；c.当泵的比转速50＜Ns＜100时，QB＝1.05QA，HB＝1.05HA；d.对制造质量差，运行条件恶劣的泵，QB＝1.15QA，HB＝1.15HA。对于裕量较大的泵最为有效降低能耗的方法是对叶轮进行切割或更换更加合理的泵。对于多级泵，可以通过拆除多余叶轮的方法来降低能耗。

4并联泵组系统

对于需要调节的供水系统而言，如何通过对串联系统中不同离心泵进行配套，以达到最佳效果是有难度的。经验表明，对于不同季节，冷却水量变化大的系统，选用几台稍小的泵进行并联运行，其效果要比用单台大泵用阀门调节、变速、设置回流管道的方法更节能。这是因为用单台大泵进行阀门节流运行，必然出现图1所示的低效率运行状态，随着阀门开度的减小，管路系统的阻力损失也明显增加。而用几台小流量的泵进行并联运行，当流量变小时，可以停用其中几台泵，处于运行状态的小泵都将保持在高效率点运行，节能效果明显。对此笔者做过专门的试验。改造前使用的一台大泵的性能是：流量1000m3/h、扬程32m、效率85%，在节流到流量500m3/h时对应的扬程39m、效率61%，这时泵消耗的轴功率87kW。改造后选择了一台小泵，流量500m3/h、扬程32m、效率80%，由于此泵可以在满负荷、高效率的设计点运行，所消耗的功率54.5kW。由于空调循环泵均是24h连续运转，那么使用大泵进行节流调节与使用并联的小泵进行停泵运行的方法进行对比，可以看出在一月内所节约的电能为23MWh。

5维护和保养

对化工企业而言，系统维护就是生产力。对离心泵进行合理的维护和保养，也是节能的重要措施之一，众所周知泵是由转子和泵体等组成，由于叶轮产生的扬程导致泵体内的压力以抛物线形式分布，叶轮出口和叶轮吸入口处压力差最大，在叶轮进口处产生液体的回流。如果泵的运转时间长，叶轮和泵体配合处的间隙增大，将使泵体内部的回流加大，泵的容积效率大大降低，因而需要对其进更换、维护、保养，同时对于叶轮和其他锈蚀严重的零部件也要及时进行更换，以减低泵的摩擦损失，提高泵的效率。

6结束语

随着新技术、新工艺的不断发展，泵的效率和可靠性在不断提高，及时对老设备进行更新换代，是提高泵运行效率、降低能耗的有效手段。同时应根据泵设备的使用说明书，定期对各部件进行保养，以降低机械损耗。