离心泵节能改造课件

泵与压缩机案例研究—离心泵节能2离心泵节能泵是通用机械，配套电机功率占总功率的45%，是电能的主要消耗者之一。据统计，泵的电能消耗为总耗电量21%以上。目前，我国各企业所选泵与国际水平相比，存在着效率低、耗能大、寿命短的问题，尤其运行效率较低。对运行的离心泵进行节能改造：①改善老式泵的水力特性②更换电机③车削叶轮，更换叶轮④拆除叶轮⑤变速调节⑥提高加工制造质量，提高光洁度

3离心泵节能改造

4离心泵节能改造

5离心泵节能

6一、运行状况分析常减压装置常底油泵P102A/B，为FLOWSERVE制造的单级双吸卧式泵，型号8HDS-274，额定点流量为846.9m3/h，扬程150m，驱动电机功率450kw。P102A/B将常底重油输送至减压炉F102。实际操作中，泵出口压力在1.45MPa左右，调节阀阀后压力为0.7MPa，此时泵效率为77%，在高效区内工作。满负荷操作时调节阀阀后压力为0.8MPa左右，泵效率为79.2%。该泵调节阀压降损失较大，具有节能改造的潜力。

7一、运行状况分析序号项目数值备注1起始设备位号C1022起始设备压力/MPa常压3泵吸入压力/MPa0.254泵排出口压力pd/MPa1.455调节阀位号/厂家1101-FV11201KOSO6调节阀阀前阀后压力/MPa/0.77当前阀的开度≈45%8阀与进料口位差/m179终点设备位号F102减压炉11终点设备压力p2/MPa0.7随流量改变12工作介质常底重油13泵质量流量m/T/h631/h14工作介质温度℃35615工作介质密度

777.38二、目标参数确定

对于图示输送系统，分别取泵入口处1-1断面和泵出口处2-2断面，则管路所需扬程可计算为

式中：

—1-1截面和2-2截面之间，需要泵供给的液体能头，m；—考虑换热器、空冷器、过滤器等设备的管路系统总损失，m；—排出管路的平均速度，

；—吸入管路的平均速度，

。

式中：

—管路摩擦系数；—管路长度，

；—输送管路直径，

；—除调节阀外的其他局部阻力系数之和；

△pf—调节阀的压降，为调节阀阀前压力与阀后压力之差。

9二、目标参数确定根据现场压力显示估算可得：

参数流量t/h阀门开度%压降△P/MPa与设计压降差值/MPa设计参数最大流量90.5正常82.30.2最小49.7实际参数最大流量98正常81当前流量79450.720.5调节阀FV11201运行参数与设计参数对比据表可知，在流量为79t/h工况下，阀门FV11201压力降约为0.2MPa；而现场实际情况开度为45%，压力降高出0.5MPa，故可考虑采取节能改造措施。10二、目标参数确定

最大流量780t/h时，泵P102A/B所需最小出口压力可根据下列流程来确定：

式中：PT—调节阀FV11201阀后压力，最大流量时PT=0.80MPa；△Pf—调节阀FV11201压降，0.30MPa；∑hf—管路阻力损失，0.05MPa；△z—位差，α—裕量，10%。最大流量时，泵P102A/B出口压力应大于1.25MPa。

铭牌（额定）参数实际运行参数目标参数流量m3/h扬程m流量m3/h扬程m最大流量m3/h扬程m846.9150836.3159.91003.513511三、泵节能改造方案分析

3.1叶轮切割

3.2转速调节12三、泵节能改造方案分析13三、泵节能改造方案分析3.1叶轮切割

切割改造的方法是依据是离心泵相似理论中的切割定律。叶轮切割后泵流量、扬程及轴功率减小，效率和吸入特性基本不变。

（5）

14三、泵节能改造方案分析3.1叶轮切割

切割前，管路特性与泵的性能曲线的交点（M）为原来的工作点。叶轮切割后，泵的工作点变为W；泵新的工作点W由切割后泵的特性曲线和新的管路特性曲线共同确定；同时，W点应与泵原来性能曲线上的M’在同一切割抛物线上，W点与M’点的工作参数满足切割定律。依据切割定律进行计算即可得到叶轮切割量。

（5）

叶轮切割改造原理15三、泵节能改造方案分析3.1叶轮切割切割后泵的工作点参数首先要能够满足工艺流量要求，即QW为最大流量目标参数。则泵的预期工作点W的参数应为流量QW=1003.5m3/h、扬程HW=135m。

（5）

切割抛物线和原泵流量-扬程特性曲线M’（1030.5m3/h，142.5m）切割抛物线：

16三、泵节能改造方案分析3.1叶轮切割

（5）

需要将该泵现有叶轮切割至624.8mm。

该泵属于低比转数泵，叶轮允许切割范围为20%。=43.2叶轮直径切割至642.8mm时切割率为8.2%，切割可行。

17三、泵节能改造方案分析3.1叶轮切割

（5）

切割后泵的流量-扬程特性曲线叶轮直径为642.8mm对应的工作点为（1003.5m3/h，扬程135.3m)叶轮切割至642.8mm后，泵的扬程高于目标参数很小，因此一定要注意加工精度，以防止出现切割后泵出口压力不能满足需要的情况。18三、泵节能改造方案分析3.1叶轮切割

（5）

切割后泵流量-功率特性曲线切割后泵流量-效率特性曲线19三、泵节能改造方案分析3.1叶轮切割按照工业用电0.52元/度、年均运行8500小时进行计算切割方案的经济效益。

（5）

叶轮直径/mm泵运行功率/kW节约功率/kW节能效益万元/年经济性评价节能率%66038000差0642.83572310.2较好6.1当叶轮按照642.8mm方案切割改造时，节能效益可达6.1%。改造费用约2万元，4个月可收回成本。采用切割叶轮的方法进行改造，经济效益较好。不同叶轮直径时泵运行轴功率及节能情况20三、泵节能改造方案分析3.2转速调节

增设高压变频装置，通过降低泵转速来降低出口压力，在保证生产流量的情况下，可将泵出口压力控制在尽可能低的水平上，从而实现有效节能。这一方案节能效果最明显，且在生产上调节灵活。

变频调速节能的基本原理是离心泵的相似定律中的比例定律（与叶轮切割原理类似）。依据工艺确定为工作点为（流量1003.5m3/h，扬程135m），此时切割抛物线系数变为相似抛物线系数，与预期工作点相似的原性能曲线上的点也为（1030.5m3/h，142.5m）。

（5）

转速调节改造原理21三、泵节能改造方案分析3.2转速调节

（5）

转速n’=1442rpm变频调速流量-扬程性能曲线22三、泵节能改造方案分析3.2转速调节

（5）

变频调速流量-功率性能曲线变频调速流量-效率性能曲线变频调速流量-必须汽蚀余量性能曲线23三、泵节能改造方案分析3.2转速调节按照工业用电0.52元/度、年均运行8500小时进行计算额定流量下采取变频调节的经济效益。

（5）

实际运行过程中，泵P102A/B采用两泵并联、开一备一运行方式，电机功率为132kW。变频改造可以选择2台泵共用一台变频器，工作时灵活切换的方案。不同转速时泵运行轴功率及节能情况转速/rpm流量m

泵运行功率/kW节约功率/kW节能效益/万元/年节能率/%n=1480650338000n=1442780358229.75.824四、泵节能改造方案对比