叶轮切削节电技术应用

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【摘 要】炼化企业机泵由于设计中留有较大的富裕量，同时实际加工负荷往往低于额定负荷，存在较严重的“大马拉小车”现象，机泵或者风机出口依靠阀门或者挡板来实现降压节流，造成扬程损失、能量浪费。根据实际工况需要可通过机泵叶轮切削技术对机泵叶轮进行切削，以使机泵与系统更匹配，减少不必要的扬程损失，降低电耗，本文通过几台机泵的叶轮切削实例探讨如何开展叶轮切削工作，并同时对切削后的节电效果进行了对比分析，可供兄弟企业参考。

【关键词】叶轮切削；原理；分析

1. 前言

机泵是炼化企业最常见的过程设备，其作用是为提高流体的压力能使流体获得流动功，以驱动流体流动或保证流体在需要的压力等级下操作，绝大多数为电机拖动。由于设计中有些电机选型留有较大的富余量，同时实际工作负荷偏离额定负荷较多，机泵扬程过剩明显，需要由机泵出口阀门或者风机挡板调节，存在大量的节流损失，机泵处于工作低效区，效率下降明显。目前炼化企业机泵节能最常见的方法有变频调速技术和叶轮切削技术，但变频调速技术适宜用于流量变化频繁的场合，而叶轮切削技术适用于以上扬程明显过剩的机泵。本文即针对如何开展叶轮切削技术进行探讨。

2. 叶轮切削技术原理

2.1 改变泵特性曲线的方法主要有改变泵轴转速、切削叶轮外径两种。改变泵轴转速一般需要通过增加变频器等中间传动装置来实现，投资较大，主要用于流量变化范围较大而且频繁的系统。叶轮切削技术相对简便实用，试验研究表明，叶轮切削在5%以内，泵效基本不变；叶轮切削到10%时，泵效下降1%～2%左右，而且泵的比转速越低，叶轮切削对泵效的影响相对较小，可切削的范围就越大。因此，对低比转速的离心泵，可以采用切削叶轮直径的方法来改变泵的特性曲线，从而实现节能的目的。

3. 典型机泵叶轮切削实例

（1）下面以动力二循环水机泵为例说明如何实际开展叶轮切削工作（见表1）。

（2）从表1可以看出，动力一循环水场机泵P203出口阀开度仅为25%，前后压差达到0.08兆帕，扬程损失明显。同时该泵流量大，功率高，如果实施叶轮切削节电效果比较明显。

根据额定流量及扬程可以计算出该机泵的比转数

ns= 3.65nQH3/4=134

（3）从表2可以看出，P203叶轮切削量在15%以下时泵效基本不变或者降低较小，根据简单切削定律，如果该泵切削后扬程为45米，已知叶轮切削前叶轮直径为465mm，可推算出切割后叶轮直径为428mm。

参考瑞士苏尔寿公司提出的修正公式ΔD2=0.75（D2- D2 '）=0.75×37=27.75mm

（4）为了保证实际生产需要，实际切割按照438mm取值，每边切割13mm。切割后实际运行电流降低到27A，出口压力为0.47MPa，可以满足生产需要，出口阀开度达到90%。

（5）根据以上方法，陆续对动力一循环水场P202、动力加压站P3、轻烃装置脱戊烷塔塔顶回流泵P604、油品一站柴油外输泵P304、污水处理站提升泵P1-2等5台泵实施了叶轮切削，既能满足生产需要，同时降低了电耗。

4. 节电效果分析

（1）节电效果测算见表3。

（2）从表3可以看出，6台泵实施叶轮切削后每小时全厂可节电129KW，年度运行按照8000h计算，可节电103万KWh，每度电按照0.77元计算，年可节约电费79万元。

5. 结论

通过以上方法对总厂存在节电潜力的机泵进行了叶轮切削，实际效果与理论测算效果基本相符，说明叶轮切削是一项简单实用的节电技术，有些机泵存在二次切削的可能，需要根据实际情况做出具体判断，同时叶轮进行切削修正后，需要对叶轮进行静平衡、动平衡的测试，以消除因叶轮切削造成的叶轮不平衡超差。

参考文献

[1] 俞伯炎 吴照云 孙德刚主编 《石油工业节能技术》北京 石油工业出版社，2000.5.

[2] 陈安民 王铁甲主编 《石油化工用能标定与核算》 中国石化集团职工培训教材编审工作委员会办公室发行 1999.10.

[3] 虞之日 《离心泵叶轮切割量的确定》 1997年2月《流体机械》第25卷 第2期.

[4] 陈敏 《论述离心泵叶轮切割方法》 2010年5月 《广东科技》总第237期.

[5] 杨琳 《离心泵叶轮切割计算公式的推导》 2003年 《新疆农业大学学报》第1期.