离心泵改造实践的体会-上海意海水泵设计部推荐
摘要：当水泵运行工况点处于低效区时，在不适宜更换新泵和叶轮切削的情况下，采用非标叶轮法对水泵进行改造，可达到改善水泵运行工况和提高水泵运行效率的作用。
关键词：离心泵 水泵特性曲线 叶轮切削 非标叶轮法
1、前言
离心泵在抽送液体的过程中，须要消耗一定的能量。在离心泵的实际使用过程中，常常由于各种原因，部分离心泵实际运行工况点偏离高效区，造成离心泵能耗过高和运行状态不理想的情况。为改善这一现象，需对离心泵进行必要的技术改造，在满足供水系统需要的水量、扬程的前提下，进一步提高离心泵的运行效率。
2、水泵改造课题的提出
惠州市自来水总公司某水厂吸水泵站设计取水规模为60万m3/d，首期建成20万m3/d，吸水泵站取水设备是两台44SAP—14型离心清水泵，其铭牌参数为Q=9000m3/h，H=28.5m，n=425r/min，η=88%,比转速为140 r/min，叶轮直径ф=1110mm。两台水泵在运行3000小时后，水泵叶轮有较明显的汽蚀破坏现象，泵体振动加剧，轴承出现不正常温升。水泵运行效果不理想主要是由于水泵的选型是以远期60万m3/d为依据，故所选扬程高于首期实际所需扬程，因而导致水泵运行工况点偏离高效区，处于低扬程、低效率和汽蚀性能差的区域运行。2002年6月6日，该泵实际运行工况点（Q、H）为（11800，18），运行效率仅为η,=75%左右。为解决上述问题，2002年7月，惠州市自来水总公司决定对其进行准对性的改造。
热油泵,油泵,耐高温油泵,RY型风冷式热油泵
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上海意海耐腐蚀泵制造有限公司生产的上海意海牌热油泵,该泵结构合理、性能优良,使用可靠。适用于输送不含固体颗粒的高温溶剂化物体。其耐腐蚀程序和使用温度取决于与介质接触的主要零件的材料（分三类：Ⅰ.HT200;Ⅱ.ZG230-450;Ⅲ.1Cr18Ni12-Mo2Ti.） 二、适用范围：1、石油及化学工业2、油脂工业3、合成纤维工业4、纺织印染工业5、塑料及橡胶工业6、造纸工业7、木材工业8、建筑工业.另外,还在机械工业、食品工业、医药生产、热油炉供油循环系统、热油取暖循环系统中广泛应用。结构简介RY型热油泵为单级悬臂式结构分为脚支撑和中心支撑,泵的进口为轴向吸入,出口为中心垂直向上。泵和驱动电机通过弹性联轴器合装于同一底座上。整个机组无需加冷动系统。主要由壳体、转子、轴承、密封等部分组成,采用填料密封结构,附加耐温油封,起辅助密封的作用。泵与电动机采用三年爪型弹性联轴器联接。该泵从设计上改变了传统的热油泵结构,采用自然散热的冷却试,减少了泵的体积,使结构简单节约运行费用,安全可靠。RY型风冷式热油泵型号有RY15-15-100热油自吸泵,RY15-15-100A耐高温油泵,RY15-15-100B热油泵,RY20-20-100,RY20-20-125热油泵,RY40-32-160热油泵,RY25-25-160耐高温油泵,RY32-32-160热油泵,RY50-32-160风冷式热油泵,RY50-32-200风冷式热油泵,RY50-32-200A风冷式热油泵,RY50-32-250耐高温油泵
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3、离心泵改造方案的确定及改造效果
方案一：更换新泵是最彻底的解决办法。新泵可选取44SAP—25型离心泵，该泵设计参数为：Q=10800m3/h，H=20m，n=425r/min，η=90%。虽然换该泵时电机可使用原有水泵电机，但由于该方案代价较高，且耗时费力，不可避免的影响到水厂生产，故不采用。
方案二：当水泵扬程过高时，切削叶轮外径是一种调整水泵性能、降低水泵功率消耗的简便易行的方法。考虑该厂的首期供水规模及两个泵站的机组匹配情况，经叶轮切削后水泵宜在QB=9700m3/h，HB=18m工况点工作，即图二的B点处。通过B点作切削抛物线H‘=K（Q‘）2，与原水泵特性曲线Q-H相交于A点。A点处即为满足切削律要求的B点的对应工况点：QA=10900m3/h，HA=22.7m。
叶轮经过切削后，其性能参数Q，H的变化与切削后的轮径D存在以下关系：QB/ QA=DB/DA，HB /HA =（DB/DA）2其中DA为原叶轮直径，DB 为切削后的叶轮直径。将A、B两个工况点代入上式，得DB/DA=89%，即原叶轮的切削量为11%，临界于比转速为140r/min的叶轮最大允许切削量14%。此外，根据切削定律，在切削限度内，切削抛物线H‘=K（Q’）2又称等效率线，即在该曲线上的A、B两点的相应效率可视为相等。由于A点工况点效率为81%，处于水泵特性Q-H曲线的低效率区，叶轮切削后的B点的运行效率也将处于低效率运行区。本方案对水泵运行效率提高不多，故也不采用。
方案三：采用非标叶轮法对水泵叶轮进行改造，即设计制造非标准叶轮并装配在原有的泵体上运行，以达到有效改变水泵性能参数的目的。根据这一思路，能过对44SAP—25型水泵的叶轮进行切削及参数整合，使之符合44SAP—14型水泵的要求。同时把原有水泵的比转速由140 r/min提高到250 r/min，以使改造后的水泵达到降低扬程、提高运行效率的效果。2002年11月，按此方案对其中一台水泵进行了改造。改造后的44SAP—14/25型水泵运行工况点QD=9700m3/h，HD=18m处于水泵运行高效区，运行效率在88%左右。
44SAP—14型水泵经过非标叶轮改造后，水泵运行中的振动显著减轻，噪声降低，汽蚀现象得到很好的改善。原水泵配套电机的运行电流也由原65.5A降至59.5A，使吸水泵站电耗有了大幅的下降。以每天取水量20万吨计算,改造后每天节约电量9.6×200=1920度,半年可节约电量达35万度。水泵改造前后能耗对比如下：
4、结论
在不适宜更换新泵和进行叶轮切削的情况下，采用非标叶轮法对离心泵进行改造，可以达到如下效果：
（1）额定参数可按实际需求重新确定，受原水泵参数的限制更小；
（2）改造后新泵运行参数能更加符合生产需求，水泵运行效率可以适当提高，改造后节能效果显著；
（3）可以有针对性的改善水泵的某些特定性能。
作者简介：
姜乃昌，金锥.水泵及水泵站.中国建筑工业出版社.1993年6月第三版.
容振辉(1975年— )，男，汉，工学学士，工程师。1998年毕业于湖南省湖南大学土木工程系给水排水专业，现任惠州市自来水总公司江北水厂厂长，负责水厂生产和技术研究工作。
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