機(jī)泵運(yùn)行優(yōu)化的節(jié)能改造

宋捍東　崔明杰　苗 毅

（吉化集團(tuán)吉林市錦江油化廠，吉林　吉林　132021）

機(jī)泵運(yùn)行優(yōu)化的節(jié)能改造

宋捍東崔明杰苗 毅

（吉化集團(tuán)吉林市錦江油化廠，吉林吉林132021）

介紹了某廠5套裝置的機(jī)泵運(yùn)行現(xiàn)狀，提出了節(jié)能改進(jìn)措施。在10臺(tái)機(jī)泵上進(jìn)行了葉輪切削改造，取得了顯著的節(jié)電效果。

機(jī)泵；運(yùn)行狀態(tài)；節(jié)能改造

一、現(xiàn)狀

機(jī)泵運(yùn)行節(jié)能優(yōu)化的基礎(chǔ)工作是進(jìn)行機(jī)泵運(yùn)行現(xiàn)狀的調(diào)查分析。調(diào)查分析的對(duì)象是吉化錦江油化廠5套裝置的160臺(tái)機(jī)泵，將主要根據(jù)機(jī)泵的使用情況，分別進(jìn)行現(xiàn)狀的調(diào)查分析。經(jīng)過核算統(tǒng)計(jì)，篩選確定95臺(tái)機(jī)泵進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)分析，如表1所示。

表1　各裝置機(jī)泵優(yōu)化目標(biāo)數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

二、運(yùn)行狀態(tài)分析

1.電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)分析

當(dāng)電機(jī)滿額運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的有功消耗和無功消耗都最小。當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，電機(jī)效率和功率因數(shù)都要下降。電機(jī)負(fù)載率(β)在60%以上時(shí)，效率可認(rèn)為基本不變，等于額定值。當(dāng)負(fù)載率為40%～60%時(shí)，效率緩慢下降；當(dāng)負(fù)載率低于40%時(shí)，效率將急劇下降。負(fù)載率直接影響電機(jī)效率，是判斷電機(jī)是否經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要標(biāo)志。

負(fù)載率計(jì)算公式為：負(fù)載率（%）=實(shí)際電流（A ÷額定電流（A）×100%

計(jì)算列入調(diào)查分析范圍內(nèi)95臺(tái)機(jī)泵所配電機(jī)的負(fù)載率，將電機(jī)負(fù)載率低于60%的機(jī)泵數(shù)據(jù)列入表2。

表2　低負(fù)載率運(yùn)行電機(jī)統(tǒng)計(jì)表

由表2可以看出：一套MTBE裝置的P-103A/B、異丁烯裝置的P-9110A/B電機(jī)的負(fù)載率嚴(yán)重下降。由此得出P-103A/B、P-9110A/B的4臺(tái)電機(jī)內(nèi)部耗能較大，運(yùn)行效率較低，屬于嚴(yán)重不合理運(yùn)行狀態(tài)。表2中其余16臺(tái)電機(jī)處于40%～60%的負(fù)載率運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行效率處于較低狀態(tài)，屬于不合理運(yùn)行狀態(tài)。

2.泵運(yùn)行狀態(tài)分析

如果工作所需流量、揚(yáng)程與泵的額定值相近，這臺(tái)泵工作點(diǎn)位于高效區(qū)。此時(shí)，泵的功率損失取決于它本身實(shí)際效率。

如果工作所需揚(yáng)程、流量小于泵的額定值，機(jī)泵的實(shí)際工作點(diǎn)將偏離泵運(yùn)行的高效區(qū)。不但泵效下降，還會(huì)導(dǎo)致在出口閥門管道上節(jié)流，造成較大的能量損耗。因此，管道出口閥上壓力降是否過大，是判斷泵運(yùn)行狀態(tài)是否經(jīng)濟(jì)合理的重要標(biāo)志。

根據(jù)柏努利公式和效率定義，經(jīng)過推導(dǎo)和簡化，可以得到實(shí)際效率和實(shí)際揚(yáng)程計(jì)算公式。

實(shí)際效率公式:η=Pe/P；Pe=qγρgH。

式中：Pe——有效功率，W；

P——軸功率；

qγ——泵的流量，m3/s；

ρ——液體密度，kg/m3；

H——泵的揚(yáng)程，m；

g——重力加速度（9.81）。

實(shí)際揚(yáng)程公式：H=h0+(PM-PV)/ρg+ΣHf。

式中：h0——終點(diǎn)壓力表與泵入口壓力間的垂直距離，m；

PM——終點(diǎn)壓力表讀數(shù)，Pa；

PV——入口壓力表讀數(shù)，Pa；

ΣHf——管路中壓頭損失，可按經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算，

即系統(tǒng)管路總長度的15%，m。

根據(jù)上述公式，核算目標(biāo)機(jī)泵的實(shí)際流量、揚(yáng)程和實(shí)際效率。篩選出實(shí)際流量、揚(yáng)程與設(shè)計(jì)流量、揚(yáng)程偏差較大的機(jī)泵46臺(tái)，將其計(jì)算結(jié)果列入表3中。

三、節(jié)能改造措施

機(jī)泵系統(tǒng)的節(jié)能改造就是通過調(diào)整電機(jī)、泵以及泵出口管道之間的匹配，以達(dá)到機(jī)泵輸送一定量介質(zhì)時(shí)所消耗的能量最小。因此，對(duì)系統(tǒng)的每個(gè)部分進(jìn)行節(jié)能改造，才能達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能效果最佳的目的。

1.電機(jī)的節(jié)能措施

根據(jù)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)分析，最佳節(jié)能措施就是提高電機(jī)負(fù)載率。負(fù)載率與電機(jī)效率和功率因數(shù)成正比例相關(guān)，負(fù)載率提高就可降低電機(jī)的無功消耗。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測與理論計(jì)算結(jié)果，可采取3項(xiàng)節(jié)能措施。第一、可將表2中低于40%負(fù)載率電機(jī)更換成新型節(jié)能電機(jī)，且要求選用電機(jī)的額定功率略高于泵工作的軸功率。第二、其余16臺(tái)低于60%負(fù)載率電機(jī)，可根據(jù)企業(yè)實(shí)際狀況，靈活確定更新改造的時(shí)機(jī)。第三、實(shí)際工作流量變化較大的機(jī)泵，選用變頻調(diào)速電機(jī)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，可達(dá)到運(yùn)行節(jié)能的目的。

表3　實(shí)際流量揚(yáng)程偏差較大機(jī)泵的實(shí)際效率計(jì)算結(jié)果

2.泵的節(jié)能措施

泵節(jié)能改造方法很多，歸納起來有切削葉輪、改變泵的轉(zhuǎn)速、堵塞葉輪流道、重新設(shè)計(jì)葉輪或整體更新等。節(jié)能改造措施應(yīng)結(jié)合每臺(tái)泵的實(shí)際工作狀況具體而定，其中，異丁烯裝置的異丁烯泵P-9103的實(shí)際需要揚(yáng)程為-2.52m，可進(jìn)行停運(yùn)試驗(yàn)。表3中篩選的機(jī)泵均可進(jìn)行切削葉輪模擬計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定是否進(jìn)行切削葉輪的節(jié)能改造。

切削葉輪模擬計(jì)算步驟：第一、依據(jù)離心泵切每年平均節(jié)電18.01kW×8000h=144080kW·h，約合15萬元,效果顯著。

[1]李文廣，蘇發(fā)章等.離心油泵葉輪切割試驗(yàn)[J].水泵技術(shù)，2001（5）.

[2]李文廣等.離心液壓泵葉輪切割后效率分析[J].技術(shù)與應(yīng)用，2003（11）.

[3]魏桂生，江立文.葉輪切割律在調(diào)節(jié)水泵運(yùn)行中的應(yīng)用[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（3）.

[4]于建基.離心泵葉輪變徑實(shí)踐[J].甘肅科技，2010（22）.

[5]顧建明，陸明琦.離心泵葉輪切割對(duì)性能的影響[J].流體機(jī)械1994（5）.

（三等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)魑模?/p>

TH17

B

1671-0711（2015）06-0067-03