离心泵叶轮切割方法的应用

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1、离心泵叶轮切割方法的应用摘要：离心泵使用过程中，由于泵选型不当或工艺发生改变，导致泵的扬程偏大，扬程富余太多，泵出口阀门开度非常小，节流损失大，排量受到限制，造成工况不稳，调节困难，轴承振动大，机械密封泄漏次数增多。为使泵满足现场工艺要求，可采用切割叶轮的方法进行调整，离心泵采用切割叶轮的方法，可以改变泵的性能参数，解决泵的匹配性。适当减小叶轮外径，在转速不变的条件下降低泵的流量、扬程和功率，改变泵的性能参数，从而使泵在适当流量下使用，有利于降低检修率及起到节能效果。关键词：离心泵；叶轮切割；机械性能曲线0引言

2、某炼厂硫磺收回装置半贫液泵为单级离心泵，泵的设计出口压力为0.7MPa，但运行压力为1.0MPa，实际泵出口压力5kg/cm2即可满足要求，设计流量Q=222m3/h，实际200m3/h即可满足要求。但该泵平时运行流量为80m3/h，由于达不到泵的最小稳定连续流量要求，造成泵运行状态恶化，主要表现为：泵出口阀卡量过小，泵振动过大，密封泄漏频繁，造成能耗浪费等。为了优化操作，消除设备隐患，节能降耗，需针对该情况增变频电机或者进行叶轮切割。1、叶轮切割计算1.1、设计条件工作与实际条件工况的对比泵的设计条件和性能参

3、数设计运行参数设计性能参数流量Q＝222m3/h扬程H＝60m温度T＝119℃叶轮直径D＝460mm出口压力P出＝0.7MPa效率η＝72％入口压力P入＝0.3MPa功率N＝50.38KW介质密度ρ＝961kg/m3泵转速n＝2950r/min泵实际的运行的条件和性能参数实际运行参数实际性能参数流量Q＝80m3/h扬程H＝60m温度T＝119℃叶轮直径D＝460mm出口压力P出＝1.0MPa效率η＝72％入口压力P入＝0.3MPa功率N＝50.38KW介质密度ρ＝961kg/m3泵转速n＝2950r/min由此

4、参数可以看出，变化最大的为流量和入口压力，流量的偏低导致泵实际运行工况的改变。2、计算泵叶轮切割后的性能(或叶轮的切割量)的计算通常用大家所熟知的切割定律式来计算如下式或（1）或（2）或（3）式中Q、H、N、D分别为叶轮切割前泵的流量、扬程、功率、叶轮外径；Q'、H'、N'、D'分别为叶轮切割后的流量、扬程、功率、叶轮外径。2.1比转速ns的计算表-1叶轮切割量与比转速的关系ns(D-D')/D效率下降值ns(D-D')/D效率下降值ns(D-D')/D效率下降值≤6020%每切割10%，效率下降0.9%120

5、~20011%每切割4%，效率下降1%250~3507%无60~12015%200~2509%350~4505%对于比转速在120～200之间的泵，叶轮最大切割量为11％，即：Dmin=460×(100-11)%=410mm验证D＝410mm验证流量是否满足要求。根据切割定律即Q'＝198m3/h根据装置开停工时的该泵的最大流量为200m3/h，因此，不能满足工艺负荷的生产要求，必须按流量来进行切割计算。2.2根据流量的切割计算根据切割定律即＝414mm验证泵出口压力是否满足要求根据切割定律即＝48.6m由于原

6、型泵的比转数为124，按表-1的要求核算切割率(D-D`)/D＝(460-414)/460＝10％，小于11％，故满足切割量要求。2.2.1泵出口压力核算P=Hγ＝48.6×100×961×10-6＝4.67kg/cm2P出=P+P入＝4.67+0.3×10＝7.67kg/cm2泵的出口大于5kg/cm2，仍有较大余量，故满足工艺生产要求。2.3机械性能曲线的变化及相似工况点的确定根据式（1）、（2）导出：，令=常数，则（4）根据（4）式确定K值：=48.6/2002=0.001215为了得到切割抛物线方程的曲

7、线，根据上述计算的K值的结果对不同流量取值，并计算出曲线上相应的量程值H，则根据，见表-2表-2相似曲线方程数据表Q(m3/h)H(m)Q(m3/h)H(m)Q(m3/h)H(m)Q(m3/h)H(m)20048.620852.621656.722460.920450.621254.622058.822863.2方程（4）为切割抛物线方程，即相似曲线方程，如图-1所示，绘制出抛物线方程与原型泵的Q-H曲线，可以看出两者相交于B（Q、H）点，则B点为A点的相似工况点，A点为实际切割后的工况点。现场测试切割后泵的流

8、量、压力，根据2.2.1出口压力核算公式，计算扬程如表-3表-3泵叶轮切割后实测数据表实测点Q（m3/h）P(kg/cm2)H(m)a1208.4757b1608.0953c2007.6448.3d2407.0442.1在图内画出切割叶轮后Q-H曲线以虚线表示，发现该性能曲线近似经过A点，现场测试值与理论值较为接近，所以本次叶轮改造是成功的。2.4叶轮切割后的机械效率根据表-1计算泵的