水泵叶轮切削的能效分析

2011年第10卷第15期产业与科技论坛2011.（10）.15Industrial&ScienceTribune水泵叶轮切削的能效分析□岳建祥【摘要】在供暖行业中，因为实际负荷与设计负荷偏差较大，使得很多水泵扬程、流量选型偏大，造成在实际使用中能耗过高，而通过简便的低成本的水泵叶轮切削可以极大改善这种情况，本文重点介绍了水泵叶轮切削数据的确定以及切削方法对效率的影响。【关键词】水泵;叶轮切削;节能;效率【作者单位】岳建祥，包头市热力总公司一、背景资料包头市青山热源厂供热面积140万m2，装备有4台29MW的锅炉，设计安装5台12SH－6热网循环泵;水泵参数:H=94m，Q=790t/h，叶轮直径=540mm;配用电机:6kv，300kw;转速:n=1456r/min二、问题的提出该热源厂设计供热面积140万m2，设计流量2，000吨/小时，而实际运行过程中，所需流量为1，200吨/小时，所需扬程70m。水泵处于节流状态，阀门只能开1/4开度，电机满载，吨水电耗0．34kwh/吨·小时，循环水电耗偏高，占热源厂总电耗60%。三、方案确定可以选用的办法有:一是更换水泵;二是安装高压变频调速设备;三是切削叶轮。对于方案一:因为远期供热负荷不确定，暂不能更换水泵;况且更换水泵需重新投资100多万元，涉及改动的设施多，施工周期长，故不适用;对于方案二:需要投入400万元购置调速设备，改造投资大周期长，故也不适用;对于方案三:如果切削量计算得当、切削方法恰当，是投资小，周期短，见效快的可以采用的方案。四、切削理论(一)泵的性能曲线。泵的性能曲是指泵的流量Q、扬程H、功率P、效率η之间的相互变化关系的性能曲线。通常循环水泵多用单级单吸或单级双吸且叶轮角度为后弯式的离心水泵。水泵生产厂家提供的循环水泵的性能曲线，一般为两种形式(图1)。图1中性能曲线a代表的水泵的特点是当水泵的扬程变化很大时流量变化很小;性能曲线b代表的水泵的特点是当水泵的扬程变化很小时，流量变化很大。在锅炉供暖行业中，供暖单位都力求在不增加装机容量的条件下，用降低水泵扬程(即降低整个系统阻力)来增加水泵的流量，弥补供暖系统失调的问题。因此图1中性能曲线b代表的扬程变化小，流量变化大的水泵适用于供暖循环水泵。图1图2在应用叶轮切割技术的过程中发现，图1中曲线a代表的泵不适合进行叶轮的切割，因为这类水泵的叶轮切割后，即使降低了系统的阻力，水泵的流量也不会增加，反而有可能降低，不能达到水泵叶轮切割的目的。(二)叶轮切割理论。在一定条件下，叶轮切割后，泵的性能参数、流量、扬程、功率(Q、H、N)存在下列关系:Q＇Q=D2＇D2H＇H=［D2＇D2］2N＇N=［D2＇D2］3的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢，采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。七、结语高层住宅地下室混凝土施工裂缝牵涉到诸多方面，如设计疏忽、施工低劣、监理不严等，均可能使墙体出现裂缝。因此必须严格按照国家技术标准，进行设计、施工，对于裂缝的发生原因以及处理措施，一定要在施工中重视砼振捣、砼养护等，加强原材料控制，选用低水化热、细度不宜过细的水泥;墙体混凝土砂宜用中粗砂，控制坍落度，同时在具体施工过程中要多观察，多总结，结合各种预防措施，进一步加强质量管理，发现问题及时处理，这些裂缝还是可以避免的。【参考文献】1．余志成．地下室混凝土施工技术［M］．北京:中国建筑工业出版社，20092．益得清．地下室混凝土工程实例［M］．北京:中国建筑工业出版社，2004·96·产业与科技论坛2011年第10卷第15期2011.（10）.15Industrial&ScienceTribune式中Q、H、N、D2分别为泵流量、扬程、轴功率、叶轮直径;Q'、H'、N'、D2'为泵切割后的流量、扬程、轴功率、叶轮直径。以上三式称为水泵的叶轮切割定律。它是由试验总结得来的，在实际当中存在一定的误差。叶轮的切割必须在一定的范围内，否则会大大降低水泵的效率，甚至使切割后的水泵失效，不能正常工作。水泵的切割量与比转数有关。(三)切割抛物线、管路特性曲线。实际当中，由于水泵叶轮切割前后改变了系统的阻力，因此导致切割抛物线和管路特性曲线发生变化，如图2所示。图2中a、b分别代表切割前切割抛物线和管路特性曲线;a＇、b＇分别代表降阻切割后的切割抛物线和管路特性曲线。五、切削后理想水泵扬程的确立根据现场实测:外网阻力PW=0．45mPa，Q=1200吨/小时;锅炉阻力PG=0．15mPa，Q=420吨/小时;车间内管网阻力PN=0．10mPa，Q=1200吨/小时;水泵管件阻力PP=0．05mPa，Q=790吨/小时;合计所需最小扬程P=0．75mPa，Q=1200吨/小时六、比转速的计