14淺析長(zhǎng)距離輸油離心泵節(jié)能方法

1、淺析長(zhǎng)距離輸油離心泵的節(jié)能方法【摘要】 離心泵化企業(yè)主要的耗電設(shè)備之一，本文結(jié)合油品公司倉(cāng)儲(chǔ)二分公司油庫(kù)管輸離心泵實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)輸油離心泵能耗浪費(fèi)嚴(yán)重的原因進(jìn)行分析，提出了三個(gè)節(jié)能降耗的方法，并結(jié)合實(shí)際進(jìn)行可行性分析。關(guān)鍵詞：離心泵；特性曲線；能耗；節(jié)能1、油品長(zhǎng)距離管輸情況介紹 日照港油品公司倉(cāng)儲(chǔ)二分公司油庫(kù)是油品公司至瀚坤能源公司22KM長(zhǎng)輸管線的首站，長(zhǎng)輸管線采用DN800的螺紋管，倉(cāng)儲(chǔ)二分公司油庫(kù)內(nèi)配有4臺(tái)離心泵，為管道輸送提供動(dòng)力，4臺(tái)離心泵具體參數(shù)如下：表1：離心泵運(yùn)行參數(shù)流量揚(yáng)程汽蝕余量轉(zhuǎn)速軸功率兩個(gè)喂油泵2200m³/h90m4.8m980r/min635kW兩個(gè)外

2、輸泵2200m³/h240m18.5m2980r/min1525kW 這4臺(tái)離心泵中喂油泵與外輸泵通過串聯(lián)的方式編為一組，兩組又通過并聯(lián)的方式進(jìn)行管輸作業(yè)。工藝流程圖如圖1。圖 1管輸工藝流程圖 在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行中，不管是單組運(yùn)行還是雙組運(yùn)行，運(yùn)行穩(wěn)定后且電流在額定電流內(nèi)，外輸泵的出口閥開度僅為20%左右。長(zhǎng)距離輸油離心泵功率大、耗能多，閥門節(jié)流造成了相當(dāng)嚴(yán)重的能量損失，增加了運(yùn)行電耗，進(jìn)而增加了企業(yè)的運(yùn)行成本。 2、離心泵能耗浪費(fèi)嚴(yán)重現(xiàn)象分析 長(zhǎng)距離輸油離心泵運(yùn)行效率低的主要原因是所選離心泵的揚(yáng)程高于實(shí)際阻力，實(shí)際工況點(diǎn)低于泵的最高效率點(diǎn)。這種情況廣泛的存在于實(shí)踐中，設(shè)計(jì)院在選取長(zhǎng)

3、輸管線離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)時(shí)，通常是已最大流量和最大阻力為依據(jù)，同事考慮生產(chǎn)負(fù)荷的波動(dòng)，產(chǎn)能的擴(kuò)大，以及泵長(zhǎng)期運(yùn)行后的泄露和管道阻力增加等因素的影響，因此往往使輸油泵參數(shù)選的偏大。在恒定轉(zhuǎn)速電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，輸油離心泵只能通過調(diào)節(jié)出口閥門開度改變管路特性來控制外輸流量和壓力。最終因?yàn)殚y門的節(jié)流，造成了嚴(yán)重能量損失，浪費(fèi)了大量電能。3、離心泵節(jié)能降耗解決方法 針對(duì)這種所選用離心泵的揚(yáng)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于系統(tǒng)實(shí)際阻力的情況，由于實(shí)際工況阻力不能改變，可以通過對(duì)離心泵本身的改造來實(shí)現(xiàn)離心泵揚(yáng)程與系統(tǒng)實(shí)際阻力相匹配，避免因閥門節(jié)流而造成的能源浪費(fèi)。3.1通過切割葉輪，改變離心泵的特性曲線 切割離心泵葉輪可以改變離心泵的特

4、性曲線，當(dāng)離心泵葉輪的出口直徑D被車削變小時(shí)，離心泵的流量和揚(yáng)程均相應(yīng)的下降，其特性曲線向原始直徑葉輪的特性曲線的下方，切削量越大（直徑D越?。┨匦郧€下移越遠(yuǎn)，如圖2。圖 2葉輪切割后泵的特性曲線 葉輪的出口直徑D的切割量與泵特性的關(guān)系為離心泵的切割定律： 公式中：，-切割前后的泵流量 ，-切割前后泵揚(yáng)程； ，-切割前后泵的軸功率；a,b,c-切割指數(shù)（對(duì)于中高比轉(zhuǎn)數(shù)的泵，a,b,c一般取1,2,3；對(duì)于低比轉(zhuǎn)數(shù)泵，a,b,c一般取2,2,4）。 但不是所有的泵都能進(jìn)行葉輪切割，因?yàn)槿~輪切割直接影響到葉輪邊緣與蝸殼之間的間隙，同時(shí)還受到泵的比轉(zhuǎn)數(shù)的影響，如果盲目切割，泵的效率會(huì)降低過多，甚至

5、無法工作影響生產(chǎn)安全。如果泵長(zhǎng)時(shí)間低效率運(yùn)行，所產(chǎn)生的能耗浪費(fèi)甚至超過換一臺(tái)新泵，所以葉輪切割是一種很謹(jǐn)慎使用的節(jié)能方式。3.2通過改變泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)整泵的特性曲線 通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，改變流量可以改變泵的特性曲線。當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速增加時(shí)，泵的特性曲線向右上移動(dòng)；當(dāng)減小泵的轉(zhuǎn)速時(shí)，曲線向左下移動(dòng)，如圖3。圖 3改變轉(zhuǎn)速后泵的特性曲線 此時(shí)根據(jù)比例定律可知： 流量跟揚(yáng)程都是相應(yīng)的與轉(zhuǎn)速近似按照一、二次方的正比例變化的，功率與轉(zhuǎn)速的三次方比例變化，可見降低轉(zhuǎn)速，泵的功率會(huì)降低很多。如果同時(shí)通過增大泵出口閥門開度改變管路特性曲線，最終可以達(dá)到流量不變，揚(yáng)程減小，功率減小，出口閥全開的高效率狀態(tài)，如圖4圖 4改變轉(zhuǎn)

6、速控制閥門后泵的特性曲線3.3減少葉輪級(jí)數(shù)，降低泵的揚(yáng)程 對(duì)于揚(yáng)程過高的多級(jí)離心泵可以采取減少葉輪級(jí)數(shù)的節(jié)能措施。多級(jí)離心泵的特性曲線類似于多臺(tái)離心泵的串聯(lián)操作，減少葉輪級(jí)數(shù)后揚(yáng)程下降，額定流量不變，泵的軸功率下降。倉(cāng)儲(chǔ)二分公司油庫(kù)的兩組離心泵，每組由一臺(tái)低揚(yáng)程泵與高揚(yáng)程泵串聯(lián)構(gòu)成且離心泵均為單級(jí)離心泵，由于設(shè)計(jì)揚(yáng)程遠(yuǎn)高與管路阻力，這樣就可以嘗試只用低揚(yáng)程泵進(jìn)行管輸。實(shí)際運(yùn)行工藝流程如圖5：圖 5單臺(tái)低揚(yáng)程泵運(yùn)行時(shí)流程圖 在倉(cāng)儲(chǔ)二分公司油庫(kù)實(shí)際操作運(yùn)行中，低揚(yáng)程泵就完全可以滿足管路阻力要求，但由于低揚(yáng)程泵出口通過高揚(yáng)程泵DN250的回流進(jìn)行外輸，DN250回流由于管徑較小對(duì)實(shí)際工況管路阻力影響

7、較大，限制了管輸能力。實(shí)際運(yùn)行操作時(shí)單組低揚(yáng)程泵運(yùn)行流量為1700m³/h，雙組低揚(yáng)程泵運(yùn)行流量為2800m³/h，運(yùn)行流量低不能完全滿足管輸作業(yè)要求，DN800的管道輸送能力沒有完全發(fā)揮。4、離心泵節(jié)能降耗方法對(duì)比分析 綜上三種方法分析，葉輪切割這種方法操作復(fù)雜，不可控因素較多；由于采用單級(jí)離心泵，打破泵串聯(lián)方式采用兩臺(tái)低揚(yáng)程泵進(jìn)行管輸，流量不能滿足作業(yè)要求；倉(cāng)儲(chǔ)二分公司油庫(kù)在輸油工藝和輸油泵已經(jīng)確定的情況下，改變輸油泵的轉(zhuǎn)速是滿足各種工況要求并節(jié)電降耗的最有效辦法。常用的改變轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法有變頻調(diào)速、液力耦合器調(diào)速等方式，它們工作穩(wěn)定，節(jié)能效果突出，同時(shí)泵轉(zhuǎn)速下降，管道壓力降低，汽蝕余量降低，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。5、結(jié)論 通過對(duì)比分析，倉(cāng)儲(chǔ)二分公司油庫(kù)外輸泵宜采用通過改變轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法來降低富余揚(yáng)程，實(shí)現(xiàn)泵出口閥門全開，消除