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KDY型輸油泵葉輪切削與節(jié)能分析

文檔作者：張立曉黃春李山徐文甲文檔來源：中石化管道儲運有限公司濰坊輸油處		點擊數：	更新時間： 2021年10月09日
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Internal Combustion Engine &amp;amp; Parts
0 引言
長輸原油管道開式流程采用多級離心泵并聯運行，運
行中通過輸油泵出口閥進行工況調節(jié)的方式。在實際運行
過程中，由于管道輸量發(fā)生變化導致輸油泵截流較大，造
成能源消耗浪費、企業(yè)成本增加，因此根據管道的實際運
行情況選擇對輸油泵的葉輪進行合理切削，擴大其高效運
行范圍、改善運行的穩(wěn)定性和可靠性，從而大大減少能源
浪費，減小事故發(fā)生率，對提高企業(yè)的經濟效益和社會效
益具有十分重要的意義。
1 概況
某輸油站為開式流程，泵機組并聯運行，輸油泵與輸
油管網之間的匹配不合理，產生較大的泵管壓差，輸油效
率較低，尤其是當輸油工況頻繁變化使管壓發(fā)生變化時，
只能被動地調整輸油泵出口閥開度來響應管壓的變化，造
成較大的截流損失。（表1、表2）
2 葉輪切削方案計算與復核
2.1 節(jié)能潛力
按前五個月的平均數計算，由于輸油泵出口閥截流而
產生的截流損失為：
N 損=P 損Q/泵效
式中：N 損———閥門節(jié)流損失功率，kW；
P 損———閥門節(jié)流損失壓力，Pa；
Q———排量，m3/h。
N損=0.8伊105伊436471伊12/100/3600/0.88/0.78=1695691kW
電價按0.805 元/kWh 計算，年截流損失電費為：
169.57伊104伊0.805=136.5 萬元。
2.2 節(jié)能途徑
根據相似原理，通過改變離心泵葉輪直徑，可以改變
其流量、揚程和軸功率等技術性能。采用切削輸油泵葉輪
直徑，達到節(jié)能降耗目的。
淤KDY550-137伊3 型輸油泵比轉數的計算。
比轉數ns=3.35伊n伊Q1/2/H3/4
n越2980 轉/分Q越550m3/h越0.15m3/s
H=510m/3越170m
比轉數ns=3.35伊2980伊0.151/2/1703/4=82
于KDY370-137伊3 型輸油泵比轉數的計算。
比轉數ns=3.35伊n伊Q1/2/H3/4
n越2980 轉/分
Q越370m3/h越0.103m3/s H=510m/3越170m
比轉數ns=3.35伊2980伊0.1031/2/1703/4=68
盂葉輪切削量的確定。
由于該輸油泵比轉數為82、68，屬于中比轉數泵，當
揚程由H 變化到H1 時，根據切割定律，其葉輪的變化規(guī)
律為：
H1/H越（D1/D）2 D1越（H1/H）1/2伊D
輸油站目前截流壓力為0.866MPa，考慮葉輪定制的因
素和統(tǒng)計數據的偏差，因此該站輸油泵的總揚程需要降低
90m，即每級葉輪降低30m 揚程，因此D1越D（107/137）1/2=
0.884D。
榆葉輪切削后輸油泵其他技術性能的復核。
1）流量的復核。
當葉輪外徑由D 變化到D1 時，根據切割定律，其流量
的變化規(guī)律為：
Q1/Q越（D1/D） Q1越0.884Q
因此，KDY550 型輸油泵切削后的流量為550伊0.884=
486m3/h
KDY370 型輸油泵切削后的流量為370伊0.884=327m3/h
2）軸功率的復核。
當葉輪外徑由D 變化到D1 時，根據切割定律，其流量
的變化規(guī)律為：
N1/N越（D1/D）3 N1越N（D1/D）3=N0.8843=N0.6908
因此，KDY550、KDY370 型輸油泵切削后的軸功率為
要要要要要要要要要要要要 作者簡介院張立曉（1975-），男，山東青島人，工程師，研究方向為
長輸原油管道調控運行與優(yōu)化研究。
KDY 型輸油泵葉輪切削與節(jié)能分析
Impeller Cutting and Energy Saving Analysis of KDY Type Oil Pump
張立曉ZHANG Li-xiao曰黃春HUANG Chun曰李山LI Shan曰徐文甲XU Wen-jia
（中石化管道儲運有限公司濰坊輸油處，濰坊261021）
（Sinopec Pipeline Storage and Transportation Co.，Ltd. Weifang Oil Pipeline，Weifang 261021，China）
摘要院針對輸油站KDY 型輸油泵在日常運行中截流較大，造成能源消耗浪費的現象，提出合理的葉輪切削可以實現減小截流、降
低能耗，并且投資小、見效快。通過葉輪切削前后的運行數據比對，證明了節(jié)能效果明顯。
Abstract: In the daily operation, the closure of KDY type oil pump in the oil transportation station is relatively large, which causes the
waste of energy. It is proposed that the reasonable impeller cutting can reduce the closure, reduce the energy consumption, and the
investment is small, and the effect is fast. By comparing the running data before and after the impeller cutting, it is proved that the energy
saving effect is obvious.
關鍵詞院輸油泵；葉輪切削；節(jié)能分析
Key words: oil pump；impeller cutting；energy saving analysis
·47·
萬方數據
內燃機與配件
輸油泵配用電機
備注
型號流量m3/h 揚程
m
NPSH
m
效率
% 型號
電流
A
功率
kW
電壓
V 轉速r/min
KDY550-137伊3
KDY550-137伊3
KDY370-137伊3
550
550
370
410
410
410
4.5
4.5
4.5
78
78
78
YAKK500—2
YAKK500—2
YAKK450—2
108.4
108.4
71.3
900
900
630
6000
6000
6000
2980
2980
2980
1#
2#
3#
表1 某輸油站輸油泵參數表
表2 2#堯3# 泵葉輪切削前運行數據統(tǒng)計淵葉輪切削前冤
日期油品輸量/噸
泵壓/MPa 出站壓力/MPa 截流/MPa 耗電/kW 加劑量2# 泵3# 泵
2013.2.1
2013.2.2
2013.2.3
2013.9.22
2013.9.25
2013.9.26
2013.10.6
2013.10.7
2013.10.8
2013.10.9
2013.10.14
2013.10.15
沙中+沙重（1:1）
沙中+沙重（1:1）
沙中+沙重（1:1）
瑪雅+伊重（1:1）
瑪雅+伊重（1:1）
瑪雅+伊重（1:1）
沙重+沙中（1.5:1）
沙重+沙中（1.5:1）
沙重+沙中（1.5:1）
沙重+沙中（1.5:1）
伊重+卡斯提拉（1:1）
伊重+卡斯提拉（1:1）
16745
17990
17204
18324
18153
18566
18936
18852
18770
19393
17976
18167
3.92
3.84
3.75
3.87
3.83
3.68
3.75
3.81
3.85
3.54
3.7
3.69
3.68
3.71
3.73
3.7
3.75
3.61
3.6
3.59
3.63
3.63
3.85
3.79
2.27
2.43
2.55
2.43
2.59
2.78
2.52
2.53
2.58
2.71
2.54
2.6
1.53
1.35
1.19
1.36
1.20
0.87
1.16
1.17
1.16
0.88
1.24
1.14
33600
36400
35000
35000
35700
35700
35000
36400
35700
36400
35000
37100
0%
0%
0%
0%
0%
100%
0%
0%
0%
0%
50%
0%
原功率的0.6908 倍。
3）泵效的復核。
當葉輪切削量過大時會影響輸油泵的效率，但是，葉
輪允許切削量與比轉數有直接關系，比轉數為80 左右的
輸油泵其葉輪切削系數小于0.15，輸油泵的效率基本不
變。葉輪外徑由D 變化到D1 時，其切削系數為：1-0.884=
0.116。
本切削系數遠小于0.15，輸油泵的效率不會受到影響。
3 輸油泵葉輪切削與運行數據比對
根據節(jié)能改造方案，對該兩臺泵的特性曲線及切削后
相關參數進行了復核，并制定詳細的切削方案：KDY550-
137伊3 輸油泵的次級葉輪外徑由367mm 切削到330mm，
流量為500m3/h，揚程320m。KDY370-137伊3 輸油泵的次
級葉輪由352mm 切削到315mm，流量為350m3/h，揚程
320m。
輸油泵將葉輪切削前后運行數據進行比對、分析如表
3、表4。
4 節(jié)能效果分析
經數據對比表明，切削葉輪后，相似工況下，2#、3# 泵
泵壓下降明顯，截流損失減少，耗電大幅減少。
初步估算每輸送1 萬噸原油節(jié)約耗電4500 度，如果
按該中間輸油站每月50 萬噸原油外輸計劃，每月節(jié)省電
費約=4500 度/萬噸*50 萬噸*0.8 元/度=18 萬元，一年節(jié)
約電費216 萬左右，取得了明顯的經濟效益。
參考文獻院
[1]侯蘇明，樊江濤.輸油泵葉輪切削技術在生產中的應用[J].
管道技術與設備，2008（02）.
[2]張龍飆.葉輪切削節(jié)電技術應用[A].2014 年3 月建筑科技
與管理學術交流會論文集[C].2014.
[3]楊程，楊東旭，王長友.離心泵葉輪切削節(jié)能改造應用[J].
冶金動力，2014（09）.
表3 昌邑站2#堯3# 泵葉輪切削后運行數據統(tǒng)計淵葉輪切削后冤
日期油品輸量/噸
泵壓/MPa 出站壓力/MPa 截流/MPa 耗電/kW 加劑量2# 泵3# 泵
2014.11.9
2014.11.10
2014.11.11
2014.11.13
2014.11.17
沙重+馬力布（3:1）
沙重+馬力布（3:1）
沙重+馬力布（3:1）
沙重+沙中（1.5:1）
伊重+卡斯提拉（1:1）
18000
18137
17173
18775
18229
2.8
2.91
2.9
2.84
2.89
3.08
3.04
2.99
2.91
2.97
2.02
2.23
2.24
2.19
2.28
0.78
0.68
0.66
0.69
0.65
25000
27820
27140
27670
26892
0%
0%
0%
0%
0%
表4 相關油品參數表
油品名稱標準密度g/cm3 粘度m2/s（溫度50益） 凝點益
沙重
沙中
瑪雅
伊重
卡斯提拉
馬力布
0.8835
0.8664
0.8759
0.8699
0.935
0.7866
19（37益），37（21.1益）
6.535
17.95
122.6（40益）
2.005
-28.9（傾點）
-31
-16
+30（傾點）
﹤-42
·48·

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