單級雙吸離心泵的改造

    摘 要：通過對4^＃循環(huán)系統(tǒng)水泵的軸封進(jìn)行改造，以及采用三元流型葉輪，提高了泵效率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能增效的目的。 
        關(guān)鍵詞：離心泵 軸封 葉輪 

        一、軸封改造 
        山西三維集團(tuán)股份有限公司的循環(huán)系統(tǒng)水泵為水平中開式單級雙吸離心泵（石家莊水泵廠制造），軸封由聚四氟填料、水封環(huán)、高壓水封管、填料壓蓋等構(gòu)成組合式密封。填料密封是一種接觸式密封，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、更換方便，故在離心泵上應(yīng)用極廣。不足之處是密封性能差、功耗大、軸套或軸磨損大、使用壽命短、填料徑向壓緊力的分布與介質(zhì)壓力分布不一致，使填料未能全部充分發(fā)揮作用。另處由于發(fā)熱量大，密封填料需經(jīng)常潤滑與冷卻，必然會有少量泄漏。隨著企業(yè)對環(huán)保、節(jié)能及現(xiàn)場面貌要求的提高，填料密封越來越不能滿足發(fā)展的需要，所以有必要對填料密封進(jìn)行改造。 
        根據(jù)公司吸水池水位高于泵的吸水口的具體情況，分析高壓水封是否必需并做如下試驗(yàn)：(1)停泵，取下泵體一側(cè)吸水區(qū)上的排氣絲堵。(2）在排氣絲堵中心鉆孔，并將一醫(yī)用透明輸液膠管一端插入排氣絲堵孔內(nèi)，用T39膠粘劑粘接且密封牢固，將粘接好的排氣絲堵重新安裝好。(3)啟泵運(yùn)行，膠管的另一端與大氣連通，將膠管向上拉直，觀察到膠管中水面與吸水池水面平齊，說明吸水區(qū)為正壓。(4)停泵，將泵蓋兩側(cè)的水封管加裝閥門（圖1)，啟泵運(yùn)行，并將水封管閥門逐漸關(guān)小同時(shí)觀察水泵填料漏水漸少，且泵的運(yùn)行狀態(tài)無異常，直至將水封管閥門徹底關(guān)閉。(5)正常運(yùn)行2個(gè)月后，將該臺泵解體大修，去掉水封環(huán)代之以聚四氟填料，微壓填料壓蓋，正確安裝完畢啟泵試運(yùn)行，觀察填料20min左右，調(diào)整填料壓蓋無異常即可投入運(yùn)行。

圖1

        1998年對11臺12SH一9A，9臺1OSH一9，4臺6SH一9共22臺泵進(jìn)行了上述改造，正常運(yùn)行至今，無任何異常發(fā)生。通過改造，取得良好效果：(1)軸封處由封高壓水變?yōu)榉獾蛪核嗡梢?guī)定允許的20一60滴／min降為0，有效降低維修工人調(diào)整填料漏水的強(qiáng)度。(2)填料壓蓋的壓緊力降低至可忽略不計(jì)，從而填料與軸套的摩擦力大幅度降低，經(jīng)計(jì)算，電機(jī)功率由改造前的26.56kW降為0.28kV，一定程度上節(jié)約了能源（用單手可自如盤車）。(3)大大延長了填料、軸套的使用壽命。 
        二、三元流型新葉輪的應(yīng)用 
        循環(huán)泵站共有四臺12SH一9A型泵，供有機(jī)換熱器用。泵流量為720m3 /h，揚(yáng)程49m，配套電機(jī)功率155kW。系統(tǒng)運(yùn)行要求四臺泵全部運(yùn)行并保持系統(tǒng)壓力為0.35一0. 40MPa為了節(jié)約電能，必須使泵的效率盡量提高。同時(shí)還必須使泵的高效率工作點(diǎn)盡量與泵的實(shí)際工況相接近。SH型離心泵均是20世紀(jì)60年代采用一元流體理論設(shè)計(jì)的，效率低。其次，由于實(shí)際管線、閥門等狀況的千差萬別，泵站預(yù)先很難對泵所需要的揚(yáng)程進(jìn)行精確的計(jì)算，即使計(jì)算準(zhǔn)確也難以在市場上找到流量、揚(yáng)程相符的泵，只能采用相近似的泵。這就造成泵運(yùn)行中的耗能（每立方米水的耗電量）高。
針對上述問題進(jìn)行的改造途徑是：不動管路、泵體、電機(jī)等，依據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況，應(yīng)用三元流動理論，重新設(shè)計(jì)水泵葉輪，確保泵的效率盡可能高，流量盡可能大，而電機(jī)一般不過載，實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效的目的。由于僅更換葉輪，工作量小，實(shí)際上等于換裝了一臺新型大流量、高效率泵。葉片形狀為完全三元扭曲型，用計(jì)算機(jī)完成型線設(shè)計(jì)。 
        由于實(shí)際生產(chǎn)中四臺泵并入系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，單臺泵只有壓力、電流而無流量顯示，在現(xiàn)有條件不能準(zhǔn)確測出單臺流量的狀況下，只能在保證電壓、系統(tǒng)壓力與改造前保持一致的前提下，對系統(tǒng)總電流、總流量進(jìn)行比較，見表1。 
        由表1數(shù)據(jù)可看出，系統(tǒng)壓力較前提高了，流量略有增大，耗電反而減少了。原因就在于泵采用了新葉輪。新葉輪的泵與原型泵有完全不同的特性，如圖2所示。圖中上部為泵的揚(yáng)程一流量特性；下部為泵的輸入功率一流量特性?？煽吹皆诒脤?shí)際工作的揚(yáng)程H下，改型泵流量大于原型泵流量；由對應(yīng)流量可查得改型泵輸入功率小于原型泵輸入功率。
表1 改造前后性能比較 

        三、結(jié)論 
        1．填料改造后，每年材料費(fèi)由380元（聚四氟填料190元／kg）降為15元（密封圈5元／個(gè)），功率由26.84kW降為0.28kW，僅按11臺12SH一9A循環(huán)泵計(jì)算，全年可節(jié)約材料費(fèi)4015元，節(jié)省電耗190萬kW•h。 
        2．改型后，泵每立方米水電耗平均下降了7.3%，按供水2.9×107m3/a計(jì)算，全年可節(jié)電約1.01×106kW•h。 
        3．改型后，泵流量平均增大了11.8%。 
        4．改型后，四臺電機(jī)總電流由950A下降至880A，電機(jī)安全系數(shù)大大增加，同時(shí)也提供了進(jìn)一步改造其他水泵葉輪、增大流量的潛力。

圖2