给水泵特性曲线在水泵运行管理中的应用.pdf

2 4 有色冶金节能 口设备节能 给 水 泵 特 ，陛 曲 线 在 水 泵 运 行 管 理 中 的 应 用 高中华 ( 中电投青铜峡迈科铝业有限公 司，宁夏 银川 7 5 1 6 3 0 ) 摘 要 通过对锅炉 多级离心 给水泵 的特性 曲线 的分 析 ， 总结 出水泵 的主要 参数间 的内部规 律 ， 可 指导生产 过 程 中水泵的经济合理使用。 关键词 离心泵 ；特性曲线 ； 应用 中图分类号 T H 3 1 文献标识码B 文章编号1 0 0 8 5 1 2 2 ( 2 0 1 0 ) 0 3 0 0 2 4 0 3 Ap p l i c a t i o n o f Fe e d W a t e r Pu mp Ch a r a c t e r i s t i c Cu r v e o n Op e r a t i o n a nd M a n a g e m e nt o f Pu m p s GAO Zh o ng h u a Ab s t r a c t ：I n t h i s p a pe r ， mu l t i s t a g e c e n t r i f ug a l b o i l e r f e e d wa t e r p u mp c h a r a c t e r i s t i c c u r v e i s a n a l y z e d，t h e r e l a t i o n s h i p a mo n g p r i ma r y p a r a me t e r s o f p u mp s i s s u mma r i z e d，I t c a n g ui de t h e e c o no mi c a l a n d r a t i o n a l ut i l i z a t i o n o f wa t e r p u mp s i n t h e p r o d u c t i o n Ke y wo r d s：c e nt r i f ug a l p u mp；c ha r a c t e r i s t i c c u r v e；u t i l i z a t i o n 锅炉给水泵是确保锅炉安全运行的重要设备 ， 它的作用是将除氧器的凝结水升压后经省煤器等设 备送人锅炉汽包。随着汽轮机单机容量 的增大 ， 蒸 汽参数的提高 ， 要求 给水泵具有高扬程 、 大流量、 大 功率 、 高效率、 运行平稳 、 安全可靠 的特点 。离心泵 的特性 曲线对于用户 了解水泵的性能及经济合理地 使用水泵起着非常重要的作用。 1 离心泵特性 曲线概述 离 心泵 特性 曲线就 是 当水 泵 的转 速 ( r t ) 为某 一 定值 时 ， 扬 程 ( 日) 和 流量 ( q ) 的关 系 曲线 、 效 率 ( 卵 ) 和流量 ( q ) 的关系 曲线 、 功率 ( P) 和 流 量 ( q ) 的关 系 曲线 。 离心泵 的特性曲线是液体在泵内运动规律的外 在表 现形式 ， 这 三 条 曲线 需 要 根 据 试 验 的方 法 ( 采 用离 心泵特 性 曲线 的测 定 装 置 ， 逐 渐 开启 水 泵 出 口 阀 门改 变其 流量 ， 测 得 一 系列 的流 量及 相 应 的压 头 收稿 日期2 0 0 91 02 4 作者简介高 中华 ( 1 9 7 3一) ， 男 ， 河南淮 阳人 ， 大学本 科 ， 工程师 ， 长期从 事炉 窑大修质量 、 施工管理和采暖系统给 排水 运行 管理工作 。 和轴功率 ， 然后将 日一q 、 Pq 、 卵一q曲线绘制在 同 一 张坐标纸上 ， 即为一定型式离心泵在一定转速下 的特性 曲线 ) ， 不同的水泵特性曲线不同， 水泵 的特 性 曲线 由设 备生 产 厂 家 提供 。严 格 意义 上 讲 ， 每 一 台水泵 都有 特定 的特性 曲线 。 在水泵特性 曲线上， 对应任意流量点都可以找 到一组与其相对应的扬程 、 功率和效率值 ， 通常把这 一 组相对应的参数称 为工况 ， 其对应最高效率点的 一 组工 况称 为最 佳 工 况 。在 生 产 实践 中 ， 水 泵 的运 行 工况 点是通 过 管路 的特性 曲线 与水 泵 的特性 曲线 确 定 的 ( M 工况 点 ， 见 图 1 ) 。在选 择和 使用 泵时 ， 使 水泵在高效区运行 ， 以保证运转的经济和安全。 图 1 水泵运行工况 图 2 0 1 0年 6月第 3期 给水泵特性曲线在水泵运行管理 中的应用 高中华 2 5 2 影响离心泵特性 曲线 的因素 离心 泵 的 特 性 曲线 与 很 多 因素 有 关 ， 如 液体 的 粘 度 与密 度 、 叶轮 出 口宽度 、 叶片 的 出 口安 放角 与 叶 片数及 离 心泵 的压 出 室形状 等 均会 对 离心 泵 的特性 曲线 产生影 响 ， 本 文 重 点 对 叶 轮 出 口直 径 和水 泵 转 速对 水泵 特性 曲线 的影 响进行 论述 。 2 1 叶轮 出 口直径 对 性能 曲线 的影 响 在叶轮其它 几何形 状 相 同的情 况下 ， 如 果改 变叶 轮 的出口直径 ， 则离心泵的特性曲线平行移动 ， 见 图 2 。 图 2 水 泵叶轮 出口直径 变化后水泵工况点 根 据这 一 特 性 ， 水 泵 制 造 厂 和使 用单 位 可 以采 用车 削离 心泵 叶 轮外 径 的方法 改 变一 台 泵 的性 能 范 围， 以使泵 的性能更适合实际运行需要 。例如 ， 某厂 的一台离心式循环 泵 ， 其运 行压力 偏高 ， 为降低 压 力 ， 将 叶轮 外 径 由 3 3 0 m m 车 削 到 3 1 0 mm 后 ， 在 流 量相同的情况下 ， 压力下 降， 给水泵 的电机 电流 减 小 ， 满 足 了运行 的 要求 。 2 2 转速与性能曲线的关系 同一 台离 心 泵输 送 同一 种 液 体 ， 泵 的各 项性 能 参数与转速之间的关系式为 ： Q q 2 = n 。 n 2 ( 1 ) 1 H 2 =( l n 2 ) ( 2 ) P l P 2 =( n 1 n 2 ) ( 3 ) 式 中Q 。 、 Q ： 流量 ， m h ； H， 、 日 ， 杨 程 ， m； P 、 P ， 功率 ， k A； n 。 、 n 2 转 速 ， r mi n 。 3 特性 曲线在离 心泵运行 中的作 用 通 过 水泵 的特 性 曲线 ， 可 以掌 握 水 泵在 实 际使 用 过程 中各 参数 之 间 的关 系 ， 指 导水 泵 的运 行 。 3 1 水 泵 的节流 调 节 在 实 际生 产 过 程 中 ， 往 往 采 用 改 变水 泵 出 口 阀 门开 度 的方 法控 制 给 水 流 量 ， 也 就 是 在 水 泵 特 性 曲 线不变的情况下 ， 利用改变管道特性曲线 ， 产生水泵 新 的 工况点 。水 泵各参 数 的变 化情 况 如 图 3 。 图 3水 泵 出 口节 流 工 况 点 变 化 其 中 为离 心泵 出 口调 节 阀开 度最 大时 的管 道 特性 曲线 ， 此时离心泵的工作点为 B， 流量为 q ， 将 阀 门关小 ， 管 道 的 阻力 增 加 ， 管 道 特 性 曲 线 改 为 I， 则离 心 泵 的工况 点 变 为 A， A点 的 流 量 为 q 。从 图 中可 以看 出 ， 采用 节 流调 节 离心泵 流量 时 ， 有 一部 分 扬程消耗在阀门节流时产生 的附加阻力损失 ， 所以 水泵在 A点的工作效率要低于 点。 3 2水泵 的 并联 与 串联 3 2 1 水泵 的并联 在 相 同 的扬程 下 ， 并联 泵 的流 量 为单 泵 的两倍 。 即H 并= 日 ； q v 并= 2 q ： 。 两泵并联 以后 ， 流量和扬程均有提高 ， 总流量小 于原单泵输送量的两倍 ， 见图 4 。 H g H 掣 ， 、 v “ ， v 流量 ( m l r1) 图 4 水 泵 并 联 运 行 工 况 点 即 日并日单； g 蝉 q 讲 2 g 坤。 3 2 2 水 泵 的 串联 在 相 同的 流 量下 ， 两 台 串联 泵 的扬 程 为 单 台泵 的两倍 。即 q = q 单； 日串： 2 日 。 两 泵 串联 以后 ， 流 量 和扬程 均 有提 高 ， 总扬程 小 于 原单 泵扬 程 的两 倍 ， 见 图 5 。 即 H自2 。 例如某单位 的采暖系统循环泵 ， 在系统运行初 期 ， 由于采 暖热 用 户 少 ， 采 暖系 统 循 环 水 流 量 小 ， 采 2 6 有色冶金节能 口设备节能 用 单 台水 泵 运 行 ， 流 量 是 2 8 0 m 。 h ， 杨 程 4 5 m。随 着 采暖 面积 的不断 增 加 ， 采 暖 系 统需 要 循 环 流 量不 断增加 ， 单台水泵不能满足运行需要 ， 这时将 2 同 型号 的并 联水 泵启 动 ， 两 台 同型号 的水泵 并联 运行 ， 系统流量是 5 2 0 m h ， 杨程 4 6 m。 g H$ H l I 豫 | 流量 ( m h - I) 图 5水 泵 串联 运 行 工 况 点 3 3水 泵 的变速调 节 根据水泵转速与特性曲线 的关系， 随着 电子工 业 技术 的快 速发 展 ， 采用 变 频 调 速技 术 可 以很 方便 的改变 交流 电动 机 的转 速 ， 从 而改 变泵 的特性 曲线 。 在 管 道 特 性 曲线 不 变 的 情 况 下 ， 将 转 速 由 n ，降 为 ，给水 泵 的工 作 点 由 转 移 为 A， 水 泵 的流 量 从 g 降为 g ， 见图 6 。 例如某单位 的给水 泵， 采用 K Q S N 2 0 0 M 9 2 2 3 单级双吸离心泵， 流量 2 6 6 m h ， 扬程 5 7 m， 配套 电 机 Y 2 8 0 S 一 2型 7 5 k W， 在使用过程 中由于水泵流量 、 ( 上接 第 l 0页) 度重视节能减排工作 ， 把节能减排作为转变发展方 式的重要途径。今年重点抓 了以下工作 ： 一是适时 启动低 成本 低能 耗 的拜耳 法产 能 。二 是积 极开 发高 附加值 低 能耗 的新产 品 。三是完 成烧 结法 节能技 术 改造项 目， 淘汰标准式蒸发器等高耗能设备。四是 完成焙 烧炉 改天 然气项 目， 确保安 全运 行 ， 降低二 氧 化硫排 放 。五是 推进 赤 泥 综 合 利用 ， 赤 泥 除铁 产 业 化 、 赤 泥用 于 电厂 锅 炉脱 硫 。今 年 1 5月 份 ， 分 公 司氧化铝综合能耗完成 6 7 9 5 6 k g c e ， 比去年同期降 低 2 4 2 9 8 k g c e ， 实现 节 能量 6 3 9万 t c e 。 3 几点体会 回顾 我们 围绕应 对 金 融危 机 、 调 整 产业 结 构所 做的工作 ， 主要有以下几点体会 ： ( 1 )以效益为中心是应对金融危机、 调整产业 压力 偏 高 ， 通过 采用 变频 调速技 术 ， 降低 了水泵 出 口 的流量和扬程( 3 5 m) ， 并且大大降低了电耗。 宕 qv A qV M q VS qv 流量 ( m h - 1) 图 6 变频调速水泵 不同频 率下水 泵工况点 4结论 ( 1 )泵 的特性 曲线 对 用 户选 择 水 泵 、 了解水 泵 的性能和经济合理地使用水泵起 着十分重要 的作 用 ， 可以直观确定参数之间的关系。 ( 2 )影响水泵性能曲线的因素很多 ， 可以采用 改变 泵特 性 曲线 的方 法 确定泵 运行 最佳工 况点 。 参 考文献 1 邵 和春汽 轮 机运 行 M 北京 ： 中 国电力 出 版社 ， 20 06 2 周 莫仁流体力 学泵 与风机 M 北 京 ： 中 国建 筑工 、 出 版 社 ， 1 9 8 5 结构的重要标志。国有企业追求效益 ， 就是要创造 经济效益、 承担社会责任 ， 两者是相辅相成的。企业 只有创造了效益 ， 才能发展壮大 ， 才能克服金融危机 的影 响 ， 在激 烈 的市场 竞争 中立 于不败 之地 。 ( 2 )获取高性价 比的资源是应对金融危机 、 调 整 产业结 构 的重要 前提 。本 次金 融危机 最 大的体 会 是 ， 优质 铝土 矿资 源 比技 术更 重要 。 ( 3 )技术 创新 是 应 对 金 融危 机 、 调整 产 业 结 构 的重要手段。始终依靠技术创新 ， 完 善科研开发体 系 和成果 转化 体 系 ， 加快 新产 品开 发和新 技术 研发 ， 掌握 核心 技术 和关键 技术 ， 才 能提 高竞争 力 ， 增 强抗 风 险能力 。 ( 4 )生产线安全运行是应对金融危机、 调整产 业结构的重要保障。没有生产线 的安全平稳运行 ， 企业的管理就无从谈起， 效益最大化也就成为无源 之水 、 无本 之木 。