杨 程,杨东旭,王长友

（本钢板材股份有限公司发电厂，辽宁本溪 117000）

1 离心水泵应用中的问题

本钢板材发电厂综合车间热电厂5台单级双吸离心循环水泵，由于当初水泵选型时，往往考虑水泵运行管网中最不利的条件，即最大扬程和最大流量等，并且在后续管网节能改造优化中，对部分管网系统进行改造，更加造成了离心水泵性能的偏差。并在未来的生产运行中车间5台循环水泵随着改造逐渐偏离实际工况，造成水泵叶轮的气蚀，电耗的增加，流量的降低，设备损坏率提高等情况。为了提高设备稳定性，降低能耗决定对现有循环水管路上的离心泵进行改造。

2 离心水泵改造方法

本发电机组配有5台单级双吸离心泵，运行3台备用2台，额定转速1480 r/min，功率355kW，扬程46 m。运行检查发现水泵叶轮气蚀严重，每隔3个月就要进行叶轮修复；电机电流较大，电机温度较高；水塔立管上水压力过大，水塔淋水盘经常脱落，水流变大使内部填料经常被冲毁；冷油器水侧压力高流速较快换热效果下降，机组运行只能通过调整出入口阀门进行节流限压，造成局部阻力增大，浪费能源。

泵的节能办法往往有：1、通过安装变频投资较大；2、管网阀门调整损失较大，不是长久之计；3、叶轮切削应用水泵相似定律应用转速不变改变叶轮尺寸。

根据车削节能办法，对各处进行了压力测试，循环水泵出口压力0.4 MPa，凝汽器入口压力0.30 MPa，水塔立管上水压力0.20 MPa，在水塔顶部出口压力较大，使淋水盘、填料损坏严重，水塔换热效果降低，经常进行倒换调整，只能通过调整泵的入口水门限制流量压力。

通过节流限制后，发现循环水泵出口压力降至0.33 MPa，凝汽器入口压力0.24 MPa，水塔立管上水压力0.15 MPa，满足生产需要。由此可见，使用阀门调整，可以实现泵的工况改变，使流量下降，压力降低，很大都消耗在阀门上，造成能源的极大浪费。

（1）车削方法

根据所需的运行数据对水泵叶轮外径进行切削试验，调整离心水泵性能特性，使水泵运行的工况点移到性能曲线的高效区，降低能耗。通常用水泵叶轮切削定律，计算叶轮外径切削量，并逐渐调整完善切削量，利用定律关系如下：

字母意义

Q1--叶轮切削前的流量

H1--叶轮切削前的扬程

P1--叶轮切削前的轴功率

D1--叶轮切削前的叶轮外径；

Q2--叶轮切削后的流量

H2--叶轮切削后的扬程

P2--叶轮切削后的轴功率

D2--叶轮切削后的叶轮外径。

此公式是我国水泵行业经验公式，由公式1可以看出流量和叶轮直径成正比关系，公式2中扬程可以用来校核公式1的叶轮切削直径，因此在车削时要保证叶轮的直径在合理范围内，如果车削量较大，泵内会出现内漏，造成效率大幅下降，在实际车削中要留有一定的余量逐渐试验，校核切削量。车削后可以根据数据对未来备件购置时进行重新选型及标定。

（2）计算车削叶轮外径

流量2000 m3/h降到1900 m3/h

D1＝410×1900/2000＝389.5 mm

H2/H1＝(D2/D1)2

扬程：H2＝（Q2/Q1)）2×40m＝36.1m

逐步减小8～10 mm试验运行，观察电流变化情况,车削对比数据见表1。

表1 车削对比数据表

（3）试验情况

为防止切削过量，实际操作中是按照从大到依次进行切削，每次切削后数据对比见表2。

表2 车削后试验数据

根据试验情况第一次和第二次可以满足运行工艺要求，第三次切削后效率明显降低，无法满足生产情况，流量大幅度降低，在生产中逐渐根据现有数据重新整定叶轮偏向角度和开度，选择更优秀的叶型，见图1。

图1 切削后水泵工况点

通过试验泵的性能曲线与管道性能曲线达到理想区域，现在所有设备阀门开度达到100%，虽然流量下降，但泵的运行工况区后移与管路特性相匹配，因此，对泵的叶轮车削是一种快捷经济的做法，满足了本厂换热设备的工作需要。

3 车削后节能效益

（1）离心泵切削后耗电量明显下降，每台泵电流降低5A计算，5台高压单级双吸离心循环水泵3运2备，每小时每台节约电量55.42 kWh，每台泵全年节能48.55万kWh，3台离心泵运行节能145.65万kWh，按0.55元/kWh，全年节约费用80.11万元。

（2）此次泵的改造应用效果良好避免了泵出现气蚀的情况，降低了电耗，并逐渐完善泵的叶型和后续改造，在全厂得到了大力的推广和应用；离心泵的叶轮车削为以后采购叶轮及选择泵型打下了坚实的基础；合理选择扬程、流量相匹配的水泵，为未来新项目的建设做出了铺垫。

4 结论

由于电厂设计中不能预见运行工况和未来管路的改变，水泵选型时流量和扬程往往偏大，使得在未来的运行中，离心水泵性能偏离最佳工况区域，使电能极大的浪费和未来改造中造成不必要的麻烦。本钢发电厂循环泵改造中，水泵耗能使电厂的很大一部分，离心泵叶轮切削技术是节能改造中简单成本低廉的方法之一，在电厂的节能改造中得以广泛应用。通过合理正确的叶轮车削办法，水泵实际运行性能曲线大幅提高，可大大降低能耗，具有很好的经济效益，为未来建设及改造带来了更好的经验，对车削量及效率，水利损失还需要进一步的认证和实验。

[1]蔡增基.龙天渝.流体力学泵与风机[M].北京:中国建筑工业出版社.1999.12.

[2]施为东.流体力学教程[M].成都：西南交通大学出版社.1996.4.