凝液泵失效分析及节能改造.pdf

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1、僦石油／化I通用机械GMillPelroteum＆Chemic(1llndust姆安徽沃特星水处理运营有限公司(合肥230031)冯品柱【摘要】针对某丁二烯装置水蒸气凝液泵在运行过程中存在着阀门开度小和泵容易出现振动、抽空以及汽蚀等的现象进行分析。在计算理论值的基础上，结合实际检修与运行情况，得出了工况下，临界汽蚀点的汽蚀余量的安全余量。通过对叶轮等部件的改造，不仅满足使用要求，并且能节约了大量能源。此节能改造对于凝液泵的设计具有指导意义。【关键词】凝液泵汽蚀余量叶轮节能改造一、前言丁二烯装置水蒸气凝液泵是zE200—5560型单级单吸悬臂卧式中心支撑离心泵。该

2、泵在运行过程中存在着阀门开度小和泵容易出现振动、抽空以及汽蚀等现象，造成生产流程的不稳定，给生产带来隐患。同时还损耗了大量的能源。该泵参数如表1所示。表1泵设计性能参数流量／(m3／h)310扬程，m76转速，(r，rnin)1450效率(％)64NPSHjm1．5电动机功率／kW132常温下泵使用现场水联运时，没有发生汽蚀。但是当水温度上升到80℃以后就出现振动、噪声加剧，电动机输入电流增加、泵性能下降等现象，上述现象是在热水泵中是较为典型的汽蚀现象。在97．6℃时运行参数如表2所示。因此，提供足够的ⅣPs日。(装置汽蚀余5引然嬲：叭糊期量)与^僻sE(泵汽蚀

3、余量)之间的安全余量，使该安全余量足以在所有流量下(从最小连续稳定流量到最大预期运转流量)保护泵免遭回流、脱流及汽蚀引起的损坏。按APl610之规定，该安全余量值应不小于0．6m。’表2泵实测性能参数流量／(m3m)210扬程／m80转速，(r／min)1450效率(％)50NPsHIm2．15电动机功率瓜w132二、原因分析zE200—5560型泵的ⅣPsH。(临界汽蚀余量)为1．47m，按JBl040及相关标准之规定，泵的ⅣPs日，=^限，也+0．3m，因此该泵的』v：只媚应为1．8m，而非泵数据表中提供的1．5m，ⅣPs日。按提供的工艺参数计算为2．15m

4、，因此该泵的实际汽蚀安全余量仅为0．35m，远低于0．6m的规定安全余量。在进行常温水联运时，由于其饱和蒸汽压仅为2．4kPa，与97．6℃热水的饱和蒸汽压相差超过90kPa，因此会造成冷热水工况的Ⅳ：PsH。不同，输送97．6℃热水时的ⅣPS见为2．15m的话，环境温度下水联运时确定的ⅣPS见应在3m以上，其汽蚀安全余量不低于1．2m，因此在低温水联运时根本不可能发生汽蚀。但随着水温的提高及流量的加大，必然会存在一个临界汽蚀点，一旦超过此点，就会出现逐渐加剧的汽蚀现象，按目前的监测状况在水温超过80℃时出现振动、噪声加剧现象。因此认为80℃时形成了泵的临界汽蚀

5、点，超过此温度时设备将无法满足汽蚀安全余量的要求，这是B—GA一3118刖B泵运行不正常的根本原因。三，改造方案在装置及工艺参数无法变动的情况下，ⅣPS只已经无法变动，因此只能通过降低泵的ⅣPS日，来提高汽蚀安全余量，可通过更换叶轮或增加诱导轮来实现。在叶轮入口处加装诱导轮，虽然可以降低泵的胛s日，(根据泵比转速、流量及诱导轮设计之不同，其降低幅度一般可达0．6～4．5m)，但加装诱导轮可能会引起泵轴功率升高，通常会增加3％一8％的功耗。因此应严格计算后确定是否采用诱导轮，如只通过改造叶轮减低ⅣJ哈皿就能实现泵的不汽蚀，则应避免使用诱导轮，否则会降低其效率和能耗

6、指标。现役(位号B—GA一3118A／B)zE200—5560型泵叶轮的备件，保证改造叶轮在安装尺寸、间隙密封尺寸与备件叶轮完全一致，同时确保叶轮外轮廓不超出备件叶轮。通过水力设计的优化及制造过程的控制可有效降低M?S!E，其主要措施如下：1)选择合适的进口直径。2)合适的叶轮叶片数及叶片进口宽度。3)增大前盖板曲率半径。4)改变叶片进口位置、形状。5)适合的叶片进口冲角。6)改善叶轮制造工艺，降低流道表面粗糙度值。此外，原装置泵存在问题的主要原因是原泵选用的流量和扬程偏大，造成大泵小用现象，泵严重偏离设计工况点运行、效率低，造成泵能耗指标与同参数泵相比明显偏大

7、。本方案在不影响生产的条件下采取逐台改造，主要对叶轮、密封环、叶轮口环及主轴等传动部件进行改造。为提高泵的抗汽蚀能力给每台泵加装一个诱导轮，使得泵在高效的最佳效率点运行，同时降低泵的扬程到实际工况所需要的扬程，减少浪费，让泵在最佳状态下运行。阀门开度达到60％以上(现有30％)并因为汽蚀余量的改善而使得泵更平稳的运行，在不采用诱导轮可实现的话，其能耗可降低10％以上。实施条件和平时泵的检修要求条件相当。四、泵设计性能参数1．设计性能参数GMinPenoletll轧＆ChcmicntIHdus抒y表3设计性能参数流量，(m3m)210扬程／m81转速／(“IIli

8、n)1450效率(％)5