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分支管路离心泵偏离设计工况下使用的性能调节

来源:淄博市博山东方水泵厂    发布时间:2019-02-13    浏览量:83

  经验交流分支管路离心泵偏离设计工况下使用的性能调节李祺张素香孙铁冯春英2,白石2(1.辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;2.河南南阳油田油建公司,河南南阳473132)较多。结合DSH8X10X13M泵实际使用情况,应用离心泵相似原理,对叶轮进行切削改造,改造后离心泵功率下降14.4kW,可节约大量电能。分析结果对石化行业的节能降耗具有。:离心泵;设计工况;叶轮;节能;性能调节离心泵在石油化工行业中应用非常广泛,消耗了大量的电能。设计离心泵时都是以清水为介质的,当离心泵输送粘度和密度不同的化工流体时,其特性曲线随输送介质的不同而发生变化。当生产任务、工艺要求等发生变化时,管路特性曲线随生产工艺流量的波动而发生变化。离心泵的工作点是由泵的特性曲线和管路系统特性曲线共同决定的,因此,改变任何一个特性曲线都会使泵实际使用工况点偏离设计工况点。很多离心泵系统以分支管路形式运转,用同一台泵将流体送至不同的目的地,管路特性较为复杂,每一分支操作情况的变化都会影响泵的性能。因此,研究分支管路离心泵系统的装置特性,对离心泵设计工况进行调节,可以提高泵的实际运行效率,节约大量电能。

  离心泵叶轮外径的大小将直接影响泵的性能参数。在转速固定的条件下,如果离心泵管路系统压力过高即叶轮直径偏大时,可采用叶轮切削的方法改变泵的性能曲线,从而调节泵的设计工况点,降低系统压力,适应管路实际使用需求。笔者结合某装置中DSH8X10X13M泵的实际使用情况,应用离心泵相似原理对叶轮进行切削改造,简介如下。

  1.1实际运行数据分馏塔顶循回流泵P-104型号DSH8X10X13M,设计体积流量458m3/h,设计扬程101m,叶轮直径282mm,转速2970r/min.输送介质顶循油密度P=678.2kg/m3.离心泵在正常运行时质量流量q=281t/h,体积流量qv =414.3m3/h.顶循回流泵常用工艺极限质量流量9 =310t/h,体积流量9巧=457m3/h.电动机的额定转速为分析工艺流程图可知,顶循回流泵管路系统为典型的分支管路。顶循回流泵的吸液端为分馏塔第33层塔盘,排液端路为分馏塔第32层塔盘,操作质量流量qm1=56t/h,体积流量qv1=82.5m3/h,调节阀开度L1=57;排液端第二路为分馏塔第35层塔盘,操作质量流量qm2= 225t/h,体积流量们=331.8m3/h,调节阀开度L2= 58.离心泵吸液面压力汐吸=0. 12MPa,吸液面位高W吸=50m;排液面压力/a=汐排2=0.12MPa,排液面位高分别为H=48.5m和只排2=57m;排出管路分支点位高H分=7m,分支点压力分=101MPa. 1.2管路特性计算1.2.1吸入端至排出管路分支点体积流量qv=414.3m3/h,介质流速1.2m/s,管路摩擦因数0.0185,管路沿程阻力损失和局部阻力损失0.107MPa,扬程损失16.13m,管路特性系数根据列出管路静扬程HPC111公式为:12MPa、力分=1.01MPa及p=678.2kg/m3带入式(1)可得Hp1=90.91m.则吸入端至排出管路分支点管路特性为:1.2.2分支管路1分支管路1指分支点至分馏塔第32层塔盘。

  操作条件:管径DN150mm,管长146m,介质体积流量收1=82.5m3/h,介质流速1. 3m/s,官路摩擦因数0.021,管路沿程阻力损失和局部阻力损失0.016MPa,扬程损失2.45m,管路特性系数只1.2=―92.4以。则排出段分支管路1特性为:1.2.3分支管路2分支管路2指分支点至分馏塔第35层塔盘。

  操作条件:管径DN250mm,管长200m,介质体积流量你2=331.8m3/h,介质流速1. 88m/s,管路摩擦因数0.019,管路沿程阻力损失和局部阻力损失0.81MPa,扬程损失39.34m,管路特性系数2kg/m3带入式(5)得Hp3=83.91m.则排出段分支管路2特性为:1.3管路特性曲线性曲线,由计算结果绘出泵改造前分支管路装置特性曲线图,见。并联管路总扬程等于各支路扬程、总流量等于各支路流量相加,将吸入段管路、排出管路1和排出管路2特性曲线进行合并,得到总管路特性曲线,见。

  11改造前回流泵分支管路特性曲线休积流心/irr'改造前回流泵总管路特性曲线1.4泵比转数确定泵比转数计算公式为:流量,m3 /s(双吸式泵应取qv/2);H为泵的额定扬带入相关数据可求得比转数=85.离心泵叶轮的允许大切割量与比转数有关,比转数s越高,允许切割量就越小,大切割量与的关系见表1.表1大切割量与比转数关系大切割量/ 1.5管路特性分析由管路特性曲线图可以看出,该回流泵管路在体积流量为414m3/h时,如果调节阀全开,所需泵提供的扬程仅为36m.考虑工艺流量的波动,按照调节阀开度80计算,所需泵提供的扬程为68m.按照泵实际设计工况,泵此时提供的扬程为105m,所以离心泵扬程有很大一部分损失在调节阀上。为提高泵实际工作效率,节约能源,有必要对该泵进行改造。

  2回流泵改造方案由于工艺流程和工艺流量由生产任务决定,所以管路特性曲线是确定的,只能改变泵特性曲线。改变泵特性曲线的方法主要有转速调节和切削叶轮调节。降低离心泵转速,泵的流量、扬程和功率随之降低,尤其功率降低更多,并且可以有效降低泵汽蚀余量,减小泵发生汽蚀的可能性。但改变泵的转速需要通过米用变频技术来改变电动机的转速,原理复杂、投资较大,流量调节范围小。切削叶轮调节在泵的生产制造中已大量应用,其改造工艺简单、成本较低,但是一旦切削不可恢复,所以适用于工艺流量比较稳定的工况。

  该回流泵叶轮直径282mm,工艺流量比较稳定,所以适合采用叶轮切削调节的方法进行改造。

  按照离心泵叶轮的允许大切割量与比转速的关系,确定切削的小叶轮直径为240mm.按照极限工况体积流量457m3/h考虑,利用叶轮切削定律,确定小叶轮外径为257.45mm,为留出余量,向上圆整为265mm,按照265mm对叶轮进行切削。切削叶轮时采用由外向内逐步切削的方法,保留叶轮前后盖板不动。

  叶轮改造后的回流泵管路特性曲线见。

  叶轮改造后回流泵管路特性曲线3节能计算3m3/h时,改造前泵扬程=105m、效率=74,改造后泵扬程= 90.8m、效率<=73.5,由此可得叶轮改造后节约的轴功率AP为:实际生产中共有2台回流泵,运行时间8760h/a,每年可节约用电122 4结语通过对分支管路离心泵系统管路特性的计算和分析,对叶轮进行了切割改造,改变了泵的设计工况炼化装置热交换器腐蚀与防护赵敏,康强利,张郡(中国石油独山子石化分公司研究院,新疆克拉玛依833600)泄漏,甚至引起装置停工,影响长周期高效运行,造成严重经济损失。要确保装置安全长周期生产,就必须加强热交换器防腐工作。综合介绍了目前国内炼化装置热交换器的腐蚀现状、热交换器防护技术应用情况及效果,并提出了建议及展望。

  点,提高了泵的实际工作效率。改造后泵功率下降14.04kW,每年降低运行成本6万多元。计算结果证明,对于在偏离设计工况下工作的离心泵,应用叶轮切削的方法调节泵的性能对于节能是非常有效的,对石化行业节能降耗具有意义。

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