水厂送水泵机组的优化改造与成果

水厂送水泵机组的优化改造与成果钱江水利开发股份有限公司丽水市供排水有限责任公司【摘要】造成水泵运行效率偏低，配水电耗过大的原因有很多，比如水泵叶轮损坏或不匹配，水泵振动和噪声过大都对配水电耗产生负面影响。水泵叶轮出现某种损坏或叶轮尺寸与低流量不匹配会使水泵运行在低效区，振动和噪声的原因可能是水泵机组同轴度的各项指标偏差可能过大(包括轴向偏差和径向偏差)，进而造成水泵机组消耗的额外功率加大。【关键词】叶轮同轴度联轴器振动配水电耗经济效益一、前言水阁水厂送水泵房4台SLOW型高压双吸水泵机组，自2008年安装完成并投入使用，大泵(3台)额定流量为2400m／h，扬程为0．48MPa，配套电动机功率为400kW；小泵(1台)流量为1260m／h，扬程为0．48MPa，配套电动机功率为250kW，电压lOkV，设计总日供水能力100O00m，主要承担着丽水经济开发区区块供水任务，为水厂关键性设备。水阁水厂自从2012年开始创现代化水厂以来，对关键性设备开展了全面体检，经多次检i~l4台水泵不同程度的存在振动、噪声、综合配水电耗超标现象。为保证水泵的运行状况达到现代化水厂标准要求，也为保障水泵的安全可靠运行和有效降低能耗，对水阁水厂送水泵机组开展了叶轮、同轴度的调整，并估算了调整后的经济效益。二、问题分析及整改1．振动的问题分析造成水泵运行效率偏低，配水电耗过大的原因有很多，首先考虑水泵振动和噪声过大对配水电耗产生的GM通用朝麓www．etyjX．corfl2015f第1O期(浙江杭州310013)沈松土(浙江323000)汪智锋负面影响，使水泵带病运行，振动和噪声的原因可能是水泵机组同轴度的各项指标偏差可能过大(包括轴向偏差和径向偏差)，进而造成水泵机组消耗的额外功率加大。水泵机组的同轴度是指水泵轴和电动机轴的装配偏差，而联轴器是电动机和水泵传动的联接部件，机泵的配合偏差也就是联轴器的配合偏差，联轴器装配后都存在着配合偏差，联轴器的配合偏差过大会造成水泵机组的振动增大，是影响轴承、联轴器损坏的主要原因。因此，为了减少水泵机组的振动和噪声就必须减少联轴器的配合偏差，把偏差调整到允许的范围内，才能有效地保证机组的机械寿命。在机泵的运行过程中，因机组自身的振动或基础与管路的沉降等原因都会造成联轴器配合偏差变化，所以定期对水泵机组同轴度的测量与校正是机泵维护中的重要项目。联轴器在轴向和径向会出现偏差或倾斜，可能出现四种情况，如图1所示。-I．a-●__l2一●(b)一孕刁＼／1．一(c)(d)图1联轴器配合可能遇到的四种情况旃扰Z．耋城GM城建／水Il监通用机械IGMf”CityConstruction＆WaterInfstrv标准要求，为此分析可能还存在水泵自身的问题，比如水泵叶轮损坏或不匹配，水泵振动和噪声过大都对配水电耗产生负面影响。水泵叶轮出现某种损坏或叶轮尺寸与低流量不匹配会使水泵运行在低效区。4．叶轮问题的分析1)叶轮损坏包括叶轮表面出现裂纹、孔眼，叶轮盖板及叶片变薄，影响机械强度，叶轮的扣环轮毂发生较严重的偏磨现象。在检查中发现4台水泵的叶轮都出现了不同程度的磨损性故障，其04水泵叶轮的故障较为突出，出现了较多裂纹及孔眼。2)水阁水厂供水机组低负荷运转，使得水泵运行效率难以提高。设计日供水能力为10万t，1泵(工频)设计日送水能力为3万t，2泵(工频)、3泵(工频)、4泵(变频)设计Et送水能力均为5．8万t。由于受市场经济背景的影响，开发区供水量骤减，日均供水量2013年为3．7万t／d，2014年为3．3万t／d，2015年则为3．2万t／d。虽然供水量的持续下降，由于时段性供水流量的不均衡，1泵无法满足现有的供水需求，只开4变频送水泵，高压变频水泵又处于60％～65％额定负荷状态下，虽然理论上变频器的调节频率为0～50Hz，但在变频调速过程中，需要综合考虑水泵机组的安全经济运行情况，一般而言，变频调速不宜低于额定转速的50％，最佳调速区间为75％～95％。实际的供水量和水泵的配置无法达到高效匹配区间，这种情况下改造办法只有更换送水泵或者更换叶轮尺寸，以便使水泵运行在高效区，才能解决配水电耗过高的问题。考虑到公司的实际财务状况和预算，采取了更换小尺寸叶轮的办法使4水泵运行尽可能达到高效区(依据2013年的实际供水量及递增量选择更换的叶轮型号)。5．叶轮的修复与整改具体操作时，对1、2、3水泵叶轮进行修复，对4水泵叶轮更换了小一个规格的叶轮。水泵叶轮更换后，再次实测了配水电耗，经过调整配水电耗下降至391kW·h／km3．MPa，达到了现代化水厂标准要求。三经济效益估算1．理论计算调整前配水电耗435kW·h／km3．MPa，调整后为391kW·h／km3．MPa。水阁水厂年供水以15007jt计算，78嘲送水泵房年平均出厂压