金海龍(遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司)

前言

大慶石化公司化肥廠熱水裝置有三臺熱水泵，主要負責供給廠內和廠外家屬區(qū)熱水，24h不間斷循環(huán)運行。在長期的運行過程中，要保持總管安全運行壓力在0.3-0.4MPa，最大循環(huán)流量在230m3/h左右。在此控制前提下，出口閥開度只能達到30%左右，不能再開大，否則造成總管超壓，引起管線泄漏。從上述現(xiàn)象初步分析，熱水泵產(chǎn)能可能過大，長期運行期間熱水泵不在最優(yōu)性能曲線條件下，將導致大量能量浪費。因此，切削葉輪成為現(xiàn)有條件下最合適的處理此類問題的方式。

一、切削可行性分析

1.改造理由：

熱水泵的設計能力大于現(xiàn)在的總需求，目前只能長期用關小出口閥控制流量壓力，造成能量浪費，成本增加。

2.改造目標：

通過葉輪切削技術，降低熱水泵的運行成本，爭取達到將熱水泵運行每小時節(jié)電5度以上，且水量壓力滿足用戶需求。

3.現(xiàn)狀原因分析

分析各種可能的因素得圖如下：(圖-1)

根據(jù)上述因果分析圖和生產(chǎn)的實際情況分析，設計流量大于需求量是影響熱水泵運行效率和成本的主要因素：目前熱水管網(wǎng)最大循環(huán)流量230m3/h，而三臺熱水泵的型號是CZ100-250B，該泵設計流量250 m3/h，揚程70h。顯然該泵的設計能力大于現(xiàn)在的總需求，只能長期用出口閥控制流量壓力，造成能量浪費，所以確定它是造成熱水泵運行效率低成本高的主要因素。

為進一步確定主要因素，2009年11月19日—27日對熱水熱水泵及其熱水管網(wǎng)的進行了詳細的跟蹤驗證，驗證結果如下表1、表 2：(圖 2)

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通過上述統(tǒng)計分析，熱水管網(wǎng)的最大循環(huán)量為218.125t/h，最小循環(huán)量為111.5t/h，循環(huán)量均值為162t/h；泵出口閥全開后熱水管網(wǎng)壓力為0.46MPa，超出了0.3-0.4MPa指標范圍。熱水泵的設計流量為250t/h，揚程為70h，由此可以確定，設計流量大于需求量是造成熱水泵運行效率低、成本高的主要因素。

二、葉輪切削技術方案

根據(jù)以上分析結果，決定采取先切削一臺水泵葉輪，切削成功后，再切削一臺水泵，留一臺水泵保持原工況。

經(jīng)測量，熱水泵葉輪直徑為250mm，揚程70h，流量250 m3/h

切削后水泵的流量經(jīng)驗計算公式：

式中G0、GC——水泵切削前、后的流量，單位m3/h

C——切削量，單位%。

按流量220 m3/h計算，可以計算出切削量為12%，即需要切削30mm。

按切削后水泵的流量經(jīng)驗計算公式：HC=H0(100%-C%)2m H2O

計算切削后揚程為61.6m，基本能滿足工藝需要。

根據(jù)上述計算結果，并請教了一些比較有經(jīng)驗的專業(yè)鉗工后，大膽實施了上述切削方案，即對葉輪切削了30mm后，將水泵恢復。

三、切削后的效果論證

切削后，熱水泵出口閥門的開關狀態(tài)對管網(wǎng)的壓力變化及水泵本身電流變化如下表所示：

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從上表中可以看出，切削后水泵出口閥在全開的狀態(tài)下，熱水管網(wǎng)壓力達到了0.3-0.4MPa的控制指標范圍，水泵電流從115A下降至94A，水泵流量下降至215t/h，切削后水泵參數(shù)與切削時計算結果基本一致，切削目的達到，切削獲得成功。

五、經(jīng)濟效益計算

直接經(jīng)濟效益估算

每小時節(jié)約電：(115-94)×380/1000=7.98 度

每年節(jié)約電：7.98×24×365=69904.8度

每年節(jié)約資金：69904.8×0.42元/度=29360.016元

間接效益

避免因長期利用泵出口閥限流而將泵的出口閥損壞，節(jié)約了每年維護更新熱水泵出口閥的費用；避免熱水管網(wǎng)系統(tǒng)超壓帶來的危害，為裝置平穩(wěn)運行提供了保障。

1、《水泵的類型和構造》，張衛(wèi)著，機械工業(yè)出版社.

2、《切削理論》，機械制造工藝及設備教研室著，西安交通大學出版社.