葉輪切割定律在尿素循環水泵上的應用

謝會武

(中國石油大慶石化公司化肥廠，黑龍江 大慶 163714)

葉輪切割定律在尿素循環水泵上的應用

謝會武

(中國石油大慶石化公司化肥廠，黑龍江 大慶 163714)

針對尿素循環水泵存在出口閥門不能全開的情況，通過葉輪切割的方法，使泵改變流量、揚程、運行在穩定高效工作區，最終達到減少閥門節流損失，減少電能消耗。

葉輪切割 ； 循環水泵；電機過載 ； 消耗

1 設備的基本概況

中壓甲銨冷凝器循環水泵P-502A/B是將中壓甲銨冷凝器E-503殼側來的調溫水經CO2冷卻器E-107冷卻后經P-502A/B進行加壓，然后送至循環冷卻器E-504將溫度降為77～95℃以后再送入中壓甲銨冷凝器E-503殼測，循環使用。該泵設計時試驗性能偏高，流量和揚程選擇偏大，致使泵運行時出現出口閥不能全開(開度為1/4行程左右)、電機電流過載、電機溫度高的情況，這種出口閥限定流量控制方式存在的問題是閥門節流損失和管網的阻力損失較大。為了減少閥門節流損失，減少電能消耗, 使泵改變流量、揚程、運行在穩定高效工作區，特采用切割葉輪外徑的辦法來解決該問題。

2 采取的措施方案

P502A/B泵型號為THZ300-300-5500D，現葉輪外徑D1為448mm,工藝設計與實際操作條件、泵性能參數見表1表2所示：

表1 工藝操作條件注：括號內為實際工藝操作條件

表2 泵性能參數(紅色)內為實際工藝操作條件

經核算，泵流量應從1500 m3/h調整至992m3/h，揚程應由61m調整至35m,使用葉輪切割定律(葉輪切割前后的性能參數變化關系)：

Q1/Q2=D1/D2(切割前后流量Q與葉輪外徑D的關系);

1500/992=448/D2計算出D2=296.27mm

H1/H2=(D1/D2)2(切割前后揚程H與葉輪外徑D的關系);

61/35=(448/D2)2計算出D2=339mm

為了保證流量和揚程，選取D2=339mm;

由于泵的不同工況比轉速不同，為了便于比較，統一規定只取最佳工況點(即最高效率工況點)的比轉速代表泵的比轉速。比轉速的計算式為：ns=3.65nQ(1/2)/H(3/4),式中流量Q單位為m3/s,揚程H用m,轉速n用r/min。

從P502A/B特性曲線圖1可以查出：最高效率工況點時Q=992m3/h=0.2756 m3/s，H=61.83m,n=1475r/min，計算出比轉速為ns=3.65*1475*0.27561/2/61.833/4=128.17

使用切割定律的切割量不能太大，經驗表明，允許的最大相對切割量與比轉數ns有關，圖2為葉輪外徑允許的最大相對切割量。

圖1 P502A/B特性曲線

圖2 葉輪外徑允許的最大相對切割量

則允許最大相對切割量為448×11%=49.28mm,則葉輪外徑最大允許切割至448-49.28=398.72mm>339mm,因此D2=339mm不符合要求，則選取D2=400mm;

N1/N2=(D1/D2)3(切割前后功率N與葉輪外徑D的關系);

193/N2=(448/400)3計算切割后泵的軸功率為N2=137.374kW

3 切割后運行效果

P502A/B葉輪外徑由448mm切割至400mm后，泵的軸功率由193K=kW下降至137.374kW，電機每小時節電55.626KW, 電價按0.56元/ kwh計算，每小時可節約31.15元，年節約費用27.288萬元。

(本文文獻格式：謝會武.葉輪切割定律在尿素循環水泵上的應用[J].山東化工，2016，45(12)：131-132.)

2016-04-18

謝會武(1968—)，黑龍江青岡人，技師，多年從事動設備檢維修工作，現在中國石油大慶石化公司化肥廠從事設備維修工作。

TH3

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1008-021X(2016)12-0131-02