離心泵節(jié)能問題與改造措施分析

宋林 劉文碩

摘 要：經(jīng)濟(jì)發(fā)展與大量工程項(xiàng)目相繼開展，使得離心泵這種流體形式的輸送裝置在我國得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是煉化行業(yè)對離心泵應(yīng)用更加普遍。我國的能源儲量十分有限，常規(guī)資源正在不斷地被消耗，人們對能源的節(jié)約加以重視。而離心泵消耗能源十分巨大，其能源耗量占整個泵類的50%。因此，若離心泵的改造可以向著節(jié)能和高效的方向開展，可以有效地節(jié)約能源，降低工業(yè)耗能，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)、社會效益。

關(guān)鍵詞：離心泵;節(jié)能;現(xiàn)狀;改造

對離心泵有關(guān)節(jié)能技術(shù)的研發(fā)，是未來煉化行業(yè)進(jìn)行發(fā)展的重要推動因素。現(xiàn)階段離心泵的節(jié)能設(shè)計、理念以及選型等方面仍存在較多問題。本文主要就離心泵節(jié)能現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的改造措施，以期為提升離心泵節(jié)能效率做出貢獻(xiàn)。

1.離心泵節(jié)能的現(xiàn)狀

1.1節(jié)能設(shè)計不夠科學(xué)

目前我國離心泵的主要設(shè)計原理仍然是利用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行模型換算或者是速度系數(shù)這兩種方式。以上兩種設(shè)計都不能有效地進(jìn)行節(jié)能，使得離心泵不能在其效率方面有很大提升。此外，很多廠商僅僅關(guān)注于面前的利益，并不愿意加大對節(jié)能設(shè)計方面的投入，使得離心泵節(jié)能方面一直無法進(jìn)步。同時，國內(nèi)曾出現(xiàn)過“全揚(yáng)程”這種避免閥門全開而導(dǎo)致的超功率問題發(fā)生的方法，但該方式實(shí)際上使得離心泵在很長時間內(nèi)工作十分低效，從而導(dǎo)致能源過多地浪費(fèi)。

1.2節(jié)能的理念相對落后

與離心泵有關(guān)的節(jié)能理念很多都是提升其運(yùn)行的效率，這種理念其實(shí)較為落后。實(shí)際上對離心泵進(jìn)行節(jié)能并不單單要提升其效率，還要包括其可靠性、對環(huán)境的適應(yīng)程度、使用的壽命等等進(jìn)行綜合地改善。例如，我們從離心泵對環(huán)境適應(yīng)的角度來說，該特點(diǎn)指的是離心泵在不同運(yùn)行環(huán)境下，其密封、水力性能和耐磨等性能會有著不一樣的要求。因此節(jié)能改造必須根據(jù)其對環(huán)境適應(yīng)程度進(jìn)行設(shè)計，從而提升其節(jié)能的效益。離心泵節(jié)能理念必須對其整體進(jìn)行考慮，不能僅關(guān)注一個方面的指標(biāo)。

1.3離心泵的使用不合理

隨著離心泵使用的時間變長，其各項(xiàng)性能必然會下降。若在使用時不能定期對其進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)，對其存在的故障不及時地進(jìn)行檢修，很容易使其運(yùn)行處于“亞健康”狀態(tài)，導(dǎo)致其運(yùn)行效率快速下降，造成能源消耗的增加。此外，若布置該系統(tǒng)時不進(jìn)行全面合理地設(shè)計，例如布置的管道距離太長，各種彎道的接頭較多，會使能源的損失更為嚴(yán)重，無法滿足離心泵工作的要求，為其運(yùn)行埋下各種隱患。

2.對離心泵進(jìn)行節(jié)能改造的措施

2.1對節(jié)能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計

對離心泵進(jìn)行設(shè)計時，要摒棄傳統(tǒng)設(shè)計理念，使用諸如水力模型等先進(jìn)、科學(xué)的設(shè)計方法。此外，要對各項(xiàng)設(shè)計方案進(jìn)行可靠性分析試驗(yàn)、環(huán)境適應(yīng)程度試驗(yàn)等等。例如當(dāng)離心泵被應(yīng)用在潮濕環(huán)境中，那么要對其進(jìn)行耐鹽霧、霉菌等的試驗(yàn)，從而保證其使用的效率、壽命，從而降低運(yùn)行時的資源耗費(fèi)。此外，對離心泵進(jìn)行的節(jié)能改造要進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新。同時，離心泵應(yīng)用于不同的環(huán)境，要采用不同種材料。近幾年材料學(xué)與工藝都得到了極大發(fā)展，很多新的材料、工藝都應(yīng)用在離心泵中，從而有效地提升了其使用壽命、運(yùn)行效率，加強(qiáng)了其適應(yīng)環(huán)境的能力。此外，也極大地改善了泵的流動性、耐腐蝕、耐磨等特性，其涂覆技術(shù)、對材料表面進(jìn)行處理的技術(shù)等都得到了發(fā)展。

2.2對離心泵進(jìn)行合理地選型

選型必須恰當(dāng)，要留有一定的余量，才能滿足用戶實(shí)際需求。而若余量過大，會使得離心泵的效率下降。因此煉化企業(yè)可以與制造商合作，針對本企業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行離心泵的定制，充分地參與到其設(shè)計、制作的全過程。其節(jié)能的設(shè)計一般要滿足以下方面：首先必須滿足工作中最大的流量和楊程。其次，離心泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，其工況點(diǎn)必須落入設(shè)計高效的區(qū)間內(nèi)。第三，要選取高轉(zhuǎn)速、穩(wěn)定性強(qiáng)的離心泵。要盡量地避免選擇那些性能曲線有“駝峰”的離心泵。此外，煉化企業(yè)在選型時應(yīng)盡量選擇那些體積小，質(zhì)量較輕并且結(jié)構(gòu)簡單泵。

2.3對管路進(jìn)行合理地布置

布置管道時要盡量地將彎管數(shù)量降到最低，在必須要轉(zhuǎn)彎的地方，其彎曲的半徑應(yīng)在管道直徑4倍左右，其轉(zhuǎn)角也應(yīng)超過90°。同時，要將管道長度盡量地降低，并且要減少管道應(yīng)用附件、組件等零部件的數(shù)量，從而降低各項(xiàng)管路的損失。使用離心泵時，一定要定期對該系統(tǒng)進(jìn)行徹底的檢測與養(yǎng)護(hù)，從而保證離心泵表面光滑并且密封性保持在較高水平，從而提升泵的壽命，達(dá)到節(jié)約成本的目的。

3.離心泵效率提升有效方案

3.1更換高效離心泵

想要保證離心泵運(yùn)行效率的切實(shí)提升，工作人員首先應(yīng)對工作區(qū)域內(nèi)部的離心泵效率進(jìn)行詳細(xì)檢查，并要對低效率泵進(jìn)行逐一記錄;其次，要從泵工作要求與工作環(huán)境等綜合因素入手，選擇出與綜合情況完全相符的離心泵，對低效率泵進(jìn)行更換;最后，要對更換前后泵的各項(xiàng)效率與數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，只有各項(xiàng)指標(biāo)都能達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，才算完成更換工作。

3.2降低沖擊損失

由于沖擊損失是造成離心泵運(yùn)行效率低下的主要原因，所以工作人員還需要通過合理手段，對沖擊損失進(jìn)行有效控制。在具體操作過程中，可以將葉片制成扭曲型葉片，這時如果液體流量突然變大，這種扭曲葉片也會有效降低液體對其的沖擊。同時還可以按照流量對葉片寬度進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠達(dá)到對流量沖擊的有效緩沖，進(jìn)而達(dá)到對離心泵工作效率進(jìn)行提升的目標(biāo)。

3.3完善離心泵維護(hù)

為保證離心泵運(yùn)行效率，工作人員還應(yīng)注重對設(shè)備的日常保養(yǎng)與維護(hù)，以降低設(shè)備故障發(fā)生概率。維護(hù)人員一方面要對現(xiàn)行維護(hù)管理方案進(jìn)行檢查與完善，要找到其中存在的缺陷，制定出高質(zhì)量的維護(hù)計劃。同時應(yīng)對波紋管密封技術(shù)進(jìn)行拓展，以完成對泵泄露問題的妥善解決，保證容積效率的切實(shí)提升。此外，還應(yīng)定期對過濾缸進(jìn)行定期清理，并要對管線連接質(zhì)量進(jìn)行檢查，以確保泵進(jìn)液管路的通暢性。

3.4優(yōu)化密封方案

工作人員應(yīng)對現(xiàn)行密封方案進(jìn)行優(yōu)化，以降低離心泵泄露發(fā)生機(jī)率，從而完成對離心泵運(yùn)行效率的提升。在離心泵運(yùn)行過程中，葉輪與殼體間液體會在葉輪旋轉(zhuǎn)離心力的作用之下，形成一定的壓力，進(jìn)而對泄露流動進(jìn)行阻止，進(jìn)而完成對副葉輪的密封。停車密封主要是通過對飛鐵離心力的運(yùn)用，使彈簧能夠在離心力作用之下，保持密封狀態(tài)。這樣可以切實(shí)降低泄漏問題發(fā)生機(jī)率，從而切實(shí)提升設(shè)備運(yùn)行率。

3.5降低流動損失

離心泵過流表面通常呈現(xiàn)為蝸牛殼形狀，因?yàn)閷﹁T件的使用，多數(shù)不會對其展開機(jī)械加工處理，整體外形較為粗糙，能夠切實(shí)提升液體流失量。為降低流動摩擦損失，工作人員一方面要對過流元件外殼進(jìn)行涂刷，以提升外殼表面光滑度，能夠有效提升2%左右的泵運(yùn)行效率;另一方面，要對離心泵泵體粗糙部分以及葉輪蓋板實(shí)施拋光處理，這樣可以提升大概3%的泵運(yùn)行效率。

3.6規(guī)范離心泵使用操作

工作人員應(yīng)對離心泵進(jìn)行合理使用與操作，要嚴(yán)格對各項(xiàng)操作章程進(jìn)行遵守，并要在進(jìn)行離心泵進(jìn)行啟動前，先實(shí)施盤泵工作，且要在打開進(jìn)口閥門時，第一時間對出口閥門進(jìn)行關(guān)閉。在對排氣防控程序操作過程中，要對離心泵出口壓力進(jìn)行檢查，確保其壓力數(shù)值能夠與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合，以避免因供液流量與供液壓力方面的問題，導(dǎo)致離心泵出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象。

4.結(jié)論與認(rèn)識

離心泵是流體輸送的主要裝置，在煉化企業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。但其運(yùn)轉(zhuǎn)確實(shí)會消耗過多的能源。煉化企業(yè)要對離心泵存在的節(jié)能問題進(jìn)行分析，應(yīng)用更先進(jìn)的節(jié)能理念、設(shè)計對離心泵進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)降低能耗的目的。

參考文獻(xiàn)：

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