科技与生活杂志：浅谈离心泵叶轮切割定律的应用 |
| 2012-11-24 15:08 作者：葛海建 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月24日文】据《科技与生活》杂志2012年第17期刊文称，阐述了离心泵叶轮切割定律的原理，以及在己二酸车间离心泵改造上的应用，鉴于现场应用效果，可根据生产工艺需要，对类似的离心泵进行改造，以此提高离心泵的工作能力，节约大量的费用。
关键词叶轮；切割定律；离心泵；锉削
辽阳石化分公司尼龙厂在2011年进行离心机更新换代后，对PW水量需求由原先32m3/h提升至34m3/h，扬程需由20m提到23m。整体更换输送PW水的水泵供货时间较长，并且需要大量费用，为此决定对此离心泵进行改造，提高泵的工作能力，以满足生产的需要。
1离心泵叶轮切割定律
在我们国内泵行业，通常采用下面的公式来确定叶轮的切割量：
对于低比转数的泵：
（1）
（2）
（3）
对于中、高比转速的泵：
（4）
（5）
（6）
式中Q、H、P、D2——叶轮切割前泵的流量、扬程、功率及叶轮直径；
Q’、H’、P’、D2’——叶轮切割前泵的流量、扬程、功率及叶轮直径；
2根据叶轮切割定律计算叶轮直径
原泵的参数如下所示：型号ECP50-125，流量qv=32m3/h，H=20m，n=2952r/min，电机功率P电机=5.5KW，N=3.44KW，η=60%，Ne=gρqH/1000=1.74KW，叶轮D2=128mm，该泵为单级单吸泵。
比转速公式如下所示：
（7）
式中的流量单位用m3/s，扬程用m，转速用r/min，对于双吸泵的叶轮流量除以2，多级泵扬程除以级数。
计算出泵的ns=107，查表1知该泵为中比转速泵。
表1离心泵比转速
低比转数 中比转数 高比转数
30＜ns＜80 80＜ns＜150 150＜ns＜300
切割定律只是近似定律，叶轮切割后，泵的效率一般都有些变化，只有在切割量较小时才可认为效率不变。为使叶轮切割后，泵的效率不要降低过多，通常规定了叶轮的最大允许切割量（用相对值表示）。叶轮的最大切割量与比转数nS有关，下表列出了不同比转数泵的叶轮允许最大切割量。
表2叶轮外径允许的最大相对切割量
比转数ns ≤60 60-120 120-200 200-300 300-350 350以上
允许切割量
20% 15% 11% 9% 7% 0
效率下降 每车小10%，下降1% 每车小4%，下降1% ——
先将叶轮由128改为135进行试计算，从表二看出该泵叶轮外径的最大切割量为15%，而叶轮外径切割量为5.47%，在允许范围内，将数据代入
得出Q’=33.75m3/h，H2’=22.3m，P’=2.04KW。
总功率用下面的功式计算
(8)
其中ηv、ηhyd、ηm分别是容积效率、水力效率、机械效率，均取最小值以确保总在功率最大情况下不大于电机功率，查表3。
表3不同类型泵的效率参考值
ηv ηhyd ηm
大流量泵 0.95-0.98 0.90-0.95 0.95-0.98
小流量低压泵 0.90-0.95 0.85-0.90 0.90-0.95
小流量高压泵 0.85-0.90 0.80-0.85 0.85-0.90
那么总功率P=2.04/（0.90*0.85*0.90*0.60）=4.94<5.5，其中0.90、085、0.90分别是容积效率、水力效率、机械效率，均取最小值以验证泵功率最大情况下不大于电机功率。
将叶轮改为135后已基本可以满足工艺要求，但还差一点，为此对叶轮进行锉削。锉削的方法有两种:一种为上锉，即锉削叶片工作面;另一种为下锉，即锉削叶片背面。一般来说，锉削叶片工作面只是恢复了原来的叶片出口安放角，对泵的性能并无大的影响，通常可以忽略不计。而锉削叶片背面则可使叶片间距增大，增大了叶轮的有效出口面积，随之叶轮的出口速度降低，水力损失减小，使得泵的性能曲线变得较为平坦。叶轮直径与锉削长度关系见下表：
表4叶轮直径与锉消长度L的关系（mm）
叶轮直径 ≤250 250-380 380-510 510-760 ≥760
L 40 65 90 125 150
叶轮锉消位置如图1如示：
图1
叶轮进切割修正后，需要叶轮重新做静平衡，以消除叶轮切割所造成的叶轮不平衡超差。
3改造后效果
从现场运行测试结果看，改造后的效果是明显的，完全满足了现场生产的要求。
4结论
鉴于现场应用效果，可根据生产工艺需要，对类似的离心泵进行改造，以此提高离心泵的工作能力，满足生产负荷要求，保证装置的安稳长满优运行，并节约大量的费用，值得推广应用。
作者简介
葛海建（1983-），2006年毕业于中国石油大学（华东）过程装备与控制专业，一直在已二酸车间从事设备管理工作。 |
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