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海水泵改造與節(jié)能運行

文檔作者：樊培節(jié) 馬奉偉畢寶正費立國文檔來源：青島堿業(yè)股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月18日
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純堿工業(yè)
海水泵改造與節(jié)能運行
樊培節(jié)，馬奉偉，畢寶正，費立國
(青島堿業(yè)股份有限公司，山東青島266043)
摘要：通過理論計算、比較分析，并結(jié)合實踐經(jīng)驗，對泵的葉輪進(jìn)行切割，實現(xiàn)節(jié)能并保障生產(chǎn)運
行。
關(guān)鍵詞：泵；葉輪切割；節(jié)能
中圖分類號：TQ 051．21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號-1005—8370(2012)02—10一O2
1 海水泵概況
我公司現(xiàn)有2套干法加灰蒸吸系統(tǒng)，配備3臺
并聯(lián)運行的冷卻用海水泵。1 海水泵(14SH一13)
為大泵，流量1 260 m。／h、揚程43．8 m、電機(jī)功率
220 kW；2 、3 海水泵(12SH一13A)為小泵，流量
720 m。／h、揚程26 m、電機(jī)功率75 kW。實際運行
2 原因分析
中需要按照不同的工況選擇設(shè)備匹配方式。當(dāng)單套
蒸吸系統(tǒng)運行時，開1臺12SH一13A 小泵就可以
滿足流量和壓力要求；當(dāng)兩套蒸吸系統(tǒng)同時運行時，
需要開1臺大泵運行或者開2臺小泵并聯(lián)運行。
1 海水泵的運行電流為360～370A，而兩臺小泵的
運行電流臺計為135A，由此開大泵比開小泵多用
90A 電流，造成電耗偏高，需要進(jìn)行改造。
表1 改造前海水泵性能參數(shù)表
海水泵的性能參數(shù)如表1所示，14SH一13泵
的揚程為43．8 m，而12SH一13A泵揚程為26 in，
差別很大。因為海水系統(tǒng)人口背壓較高(0．15～
0．25 MPa)，12SH一13A泵的揚程就能滿足要求，
14SH一13泵出現(xiàn)了“水頭損失”的現(xiàn)象。另外，揚
程不一樣的泵在并聯(lián)系統(tǒng)中的效率很低，不利于泵
性能的發(fā)揮。因此需要將14SH一13泵的揚程降低
到26 m。
3 節(jié)能改造方案
3．1 改造方案的選擇
有兩種方法可以降低泵的揚程：一是降低泵的
轉(zhuǎn)速，二是切割葉輪直徑。變頻調(diào)速和改變電機(jī)極
8 5 l 3 3 5 1 1 5 5
2012年第2期 樊培節(jié)，等：海水泵改造與節(jié)能運行
對數(shù)都是降低轉(zhuǎn)速的有效方式，但是需要購置變頻
器和電機(jī)，改造費用較高；若采取切割葉輪直徑的方
式，需要配上合適功率的電機(jī)，因為公司小功率電機(jī)
有庫存，不需要新購置，所以改造費用較低；因此我
們選擇切割葉輪的方式。
3．2 相關(guān)計算
若對同一型號的泵，換用直徑較小的葉輪，而其
他幾何尺寸不變，這種現(xiàn)象稱為葉輪的“切割”。根
據(jù)切割定律口]，當(dāng)葉輪直徑變化不大，而轉(zhuǎn)速不變
時，葉輪直徑和流量、揚程、軸功率之間的近似關(guān)系
為：
一
L]l
，流量與葉輪直徑的一次方成正比；
H I一＼ D,)2，揚程與葉輪直徑的平方成正比；
魯一( )3，功率與葉輪直徑的立方成正比。
式中D 和D。分別為車削前、后的葉輪外徑
Q 、H 、P 為泵在車削葉輪前的流量、揚程和
軸功率；
Q：、H。、Pz為泵在車削葉輪后的流量、揚程和
軸功率。
通過查找該泵生產(chǎn)廠家的樣本，我們發(fā)現(xiàn)該泵
葉輪經(jīng)第一次切割(14SH一13A泵)后的性能參數(shù)
如表2所示，因為揚程H=36 ITI，仍然高于需要值，
需要進(jìn)行第二次切割。
表2 l4SH一13A泵性能參數(shù)表
流量Q
型號— —
m ／h L／s
轉(zhuǎn)數(shù) 功率N，kW 額定電流效率7／
r／rain 軸功率電機(jī)功率 A
葉輪名義直徑
m m
因此將Dl一410 mm，Ql一1 260 m。／h，Hl=
43．8 m，Pl一177 kW，H2—26 rn，代人上式得：D2
—316 mm，Q2—972 rn。／h，P2—81 kW。
因為理論計算值與實際數(shù)據(jù)之間有差距，需要
進(jìn)行修正。
1)根據(jù)實踐經(jīng)驗，葉輪直徑的實際切割量要按
照理論切割量的75％進(jìn)行切割，經(jīng)修正后的葉輪直
徑為340 mm。
2)根據(jù)葉輪直徑的允許切割量與比轉(zhuǎn)數(shù)7／5的
關(guān)系(見表3)所示：nS--130時， 的允許值為
o．11，而實際的 一 -o．17，這樣使
得泵的效率下降較大，因此選擇132 kW 的電機(jī)。
表3 葉輪直徑的允許切割量與比轉(zhuǎn)數(shù)，ls的關(guān)系表
0-2 0．15 o．ii 0．09 0．07
經(jīng)修正后葉輪第二次切割(14SH一13B泵)后
的性能參數(shù)如表4所示。
表4 改造后泵的性能參數(shù)表
流量Q 揚程H 轉(zhuǎn)數(shù)n 功率N，kW 額定電流效率 葉輪直徑
型號— — — — — — — — — — ———— — —
m。／h L／s ITI r／min 軸功率電機(jī)功率 A mm
葉輪名義直徑
74
14SH一13B 972 270 26 1 470 81 132 235 340 316
86
7
6
u
O
8
u
O 4 0
8 8 8
0
9
2
0
6
1
1 0 6
2 3 3
i
O
7
4
1
1 6 0
4 3 3
0 0 0
4 1 7
2 3 3
6 2
l 3
6 1 3
8
1 1
A
3
l —
H
S
l
純堿工業(yè)
60萬t／a聯(lián)堿DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用及常見故障淺析
姜 彬 ，王健。
(1．大化集團(tuán)大連化工股份有限公司，遼寧大連 116308；2．大化集團(tuán)硝銨廠，遼寧大連 116308)
摘要：簡要介紹了我公司6O萬t／a聯(lián)堿DCS控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特性、應(yīng)用、作用效果，分析了系統(tǒng)
使用中出現(xiàn)故障的原因，且給出了處理方法和建議。
關(guān)鍵詞：DCS控制系統(tǒng)；應(yīng)用；實施效果；故障分析
中圖分類號：TP 273；TO 114．162 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1005—8370(2012)02—12—03
2009年底，我公司在搬遷改造后投運DCS控
制系統(tǒng)，現(xiàn)已成為生產(chǎn)、運行、操作的主要手段。我
公司采用的是浙江中控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的
ECS-100集散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)滿足了對碳化、濾
過、壓縮、煅燒、農(nóng)銨、精銨、冰機(jī)、干銨、鹽水等主輔
設(shè)備運行實現(xiàn)集中管理和分散控制。該系統(tǒng)自動化
程度高，人機(jī)對話界面友好，自投運以來系統(tǒng)整體優(yōu)
化比較穩(wěn)定，保證了設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運行。本文就
DCS控制系統(tǒng)的特點、應(yīng)用、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行論述
和解釋，并就投運以來出現(xiàn)的部分故障進(jìn)行初步分
析，簡要說明了處理方法。
1 DCS控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及特點
1．1 ECS一1 00控制系統(tǒng)硬件組成
ECS--100控制系統(tǒng)硬件主要由工程師站、操作員
站、控制站、交換機(jī)、電源箱、打印機(jī)、服務(wù)器、控制網(wǎng)、操
作網(wǎng)、光纖、雙絞線、光纖接續(xù)盒、機(jī)柜、機(jī)籠、電源柜、端
子柜、各種I／O卡件及相關(guān)的端子排等組成。且采用
雙重化的冗余設(shè)計，冗余的通信網(wǎng)絡(luò)、冗余的供電系
統(tǒng)、互為備用的操作員站、冗余的主控制卡和高可靠性
的輸入和輸出組件(I／O卡)保證了系統(tǒng)的可靠性。
I◆ III◆?I◆?_◆ ¨◆ ll¨◆ 川◆ ?I◆ I川◆ llil~ ll11~ 11114"llII"Pll114"?l◆ ?I◆?I◆川l◆ ?I◆ ?l◆ I¨◆ ?l◆ ?I◆ ?l◆ ◆ IIIl◆ ? ◆ ?I◆?I◆ ?I+ limb"?I◆ ?l◆ 川l◆? l◆ + ?I◆ llI1~ ?l◆?I◆ ?I◆ ?I◆ ?I◆ llI1~?I◆ ◆ ll114Pll114"t111~ I
3．3 改造方案
為方便生產(chǎn)設(shè)備配置和泵的相互備用，并且有
效降低電耗，經(jīng)與技術(shù)部門和生產(chǎn)廠家相關(guān)人員討
論確定改造方案如下：
1)將泵葉輪直徑車削到340 mm，改為14SH一
13B 型。
2)將電機(jī)換為Y315M一4／132kW 型。
3)更換電機(jī)底座、聯(lián)軸器。
4)對電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行配套改造。
4 改造效果與效益
改造后1 海水泵的運行電流為180～200 A，
比切割前降低170～180 A，下降明顯。實現(xiàn)了泵的
節(jié)能運行，方便了設(shè)備的優(yōu)化配置。
效益計算如下：
效益一0．25×√3×U×I×COS(p+1 000
一O．25× × 380× 170X 0．89÷ 1 000
—24．87元／h
參考文獻(xiàn)
FI-I 機(jī)械工程師手冊編委會．機(jī)械工程師手冊(第三版)
[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007．1
收稿日期：2Ol1—11一Ol
作者簡介：樊培節(jié)(1976一)，1999年畢業(yè)于青島化工學(xué)院高分子材
料加工機(jī)械專業(yè) 青島堿業(yè)股份有限公司重堿車間設(shè)備主任，主要
從事設(shè)備管理T作。

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