當(dāng)水泵運(yùn)行工況點(diǎn)處于低效區(qū)時，在不適宜更換新泵和葉輪切削的情況下，采用非標(biāo)葉輪法對水泵進(jìn)行改造，可達(dá)到改善水泵運(yùn)行工況和提高水泵運(yùn)行效率的作用。 
    關(guān)鍵詞：離心泵　 水泵特性曲線　 葉輪切削　 非標(biāo)葉輪法

    1、前言

    離心泵在抽送液體的過程中，須要消耗一定的能量。在離心泵的實際使用過程中，常常由于各種原因，部分離心泵實際運(yùn)行工況點(diǎn)偏離區(qū)，造成離心泵能耗過高和運(yùn)行狀態(tài)不理想的情況。為改善這一現(xiàn)象，需對離心泵進(jìn)行必要的技術(shù)改造，在滿足供水系統(tǒng)需要的水量、揚(yáng)程的前提下，進(jìn)一步提高離心泵的運(yùn)行效率。



    2、水泵改造課題的提出

    惠州市自來水總公司某水廠吸水泵站設(shè)計取水規(guī)模為60萬m3/d，首期建成20萬m3/d，吸水泵站取水設(shè)備是兩臺44SAP—14型離心清水泵，其銘牌參數(shù)為Q=9000m3/h，H=28.5m，n=425r/min，η=88%,比轉(zhuǎn)速為140 r/min，葉輪直徑ф=1110mm。兩臺水泵在運(yùn)行3000小時后，水泵葉輪有較明顯的汽蝕破壞現(xiàn)象，泵體振動加劇，軸承出現(xiàn)不正常溫升。水泵運(yùn)行效果不理想主要是由于水泵的選型是以遠(yuǎn)期60萬m3/d為依據(jù)，故所選揚(yáng)程高于首期實際所需揚(yáng)程，因而導(dǎo)致水泵運(yùn)行工況點(diǎn)偏離區(qū)，處于低揚(yáng)程、低效率和汽蝕性能差的區(qū)域運(yùn)行。2002年6月6日，該泵實際運(yùn)行工況點(diǎn)（Q、H）為（11800，18）（圖一中的Z點(diǎn)），運(yùn)行效率僅為η,=75%左右。為解決上述問題，2002年7月，惠州市自來水總公司決定對其進(jìn)行準(zhǔn)對性的改造。

    3、離心泵改造方案的確定及改造效果

    方案一：更換新泵是zui*的解決辦法。新泵可選取44SAP—25型離心泵，該泵設(shè)計參數(shù)為：Q=10800m3/h，H=20m，n=425r/min，η=90%。雖然換該泵時電機(jī)可使用原有水泵電機(jī)，但由于該方案代價較高，且耗時費(fèi)力，不可避免的影響到水廠生產(chǎn)，故不采用。



    方案二：當(dāng)水泵揚(yáng)程過高時，切削葉輪外徑是一種調(diào)整水泵性能、降低水泵功率消耗的簡便易行的方法。考慮該廠的首期供水規(guī)模及兩個泵站的機(jī)組匹配情況，經(jīng)葉輪切削后水泵宜在QB=9700m3/h，HB=18m工況點(diǎn)工作，即圖二的B點(diǎn)處。通過B點(diǎn)作切削拋物線H‘=K（Q‘）2，與原水泵特性曲線Q-H相交于A點(diǎn)。A點(diǎn)處即為滿足切削律要求的B點(diǎn)的對應(yīng)工況點(diǎn)：QA=10900m3/h，HA=22.7m。

    葉輪經(jīng)過切削后，其性能參數(shù)Q，H的變化與切削后的輪徑D存在以下關(guān)系：QB/ QA=DB/DA，HB /HA =（DB/DA）2其中DA為原葉輪直徑，DB 為切削后的葉輪直徑。將A、B兩個工況點(diǎn)代入上式，得DB/DA=89%，即原葉輪的切削量為11%，臨界于比轉(zhuǎn)速為140r/min的葉輪zui大允許切削量14%。此外，根據(jù)切削定律，在切削限度內(nèi)，切削拋物線H‘=K（Q’）2又稱等效率線，即在該曲線上的A、B兩點(diǎn)的相應(yīng)效率可視為相等。由于A點(diǎn)工況點(diǎn)效率為81%，處于水泵特性Q-H曲線的低效率區(qū)，葉輪切削后的B點(diǎn)的運(yùn)行效率也將處于低效率運(yùn)行區(qū)（見圖一特性曲線）。本方案對水泵運(yùn)行效率提高不多，故也不采用。



    方案三：采用非標(biāo)葉輪法對水泵葉輪進(jìn)行改造，即設(shè)計制造非標(biāo)準(zhǔn)葉輪并裝配在原有的泵體上運(yùn)行，以達(dá)到有效改變水泵性能參數(shù)的目的。根據(jù)這一思路，能過對44SAP—25型水泵的葉輪進(jìn)行切削及參數(shù)整合，使之符合44SAP—14型水泵的要求。同時把原有水泵的比轉(zhuǎn)速由140 r/min提高到250 r/min，以使改造后的水泵達(dá)到降低揚(yáng)程、提高運(yùn)行效率的效果。2002年11月，按此方案對其中一臺水泵進(jìn)行了改造。改造后的44SAP—14/25型水泵運(yùn)行工況點(diǎn)QD=9700m3/h，HD=18m（圖中D點(diǎn)）處于水泵運(yùn)行區(qū)，運(yùn)行效率在88%左右。（其水泵特性曲線如圖三）

    44SAP—14型水泵經(jīng)過非標(biāo)葉輪改造后，水泵運(yùn)行中的振動顯著減輕，噪聲降低，汽蝕現(xiàn)象得到很好的改善。原水泵配套電機(jī)的運(yùn)行電流也由原65.降至59.，使吸水泵站電耗有了大幅的下降。以每天取水量20萬噸計算,改造后每天節(jié)約電量9.6×200=1920度,半年可節(jié)約電量達(dá)35萬度。水泵改造前后能耗對比如下： 



    4、結(jié)論

    在不適宜更換新泵和進(jìn)行葉輪切削的情況下，采用非標(biāo)葉輪法對離心泵進(jìn)行改造，可以達(dá)到如下效果：

    （1）額定參數(shù)可按實際需求重新確定，受原水泵參數(shù)的限制更小；

    （2）改造后新泵運(yùn)行參數(shù)能更加符合生產(chǎn)需求，水泵運(yùn)行效率可以適當(dāng)提高，改造后節(jié)能*；

    （3）可以有針對性的改善水泵的某些特定性能。