论文部分内容阅读
[摘 要]通过合理选择水泵工况点、运用新型泵、提高装配质量,以及降低官网阻力与扬程等措施实施,能保证水泵始终实现经济运行。
[关键词]离心水泵;经济运行;选工况点;加强装配与降网损
中图分类号:TH311 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)29-0005-01
引言:煤矿井上下使用的水泵比较多,且多为离心式水泵。其水泵排水耗电量占总耗电量的20%以上,特别是具有两个水平或淋水大的矿井,耗电量更高。显然,做好水泵的经济运行非常重要。比如矿井下大泵,装机容量300KW的7-8台,效率每提高1%(电价0.75元/KWh),就意味着这几台泵一年就能节约几十万元以上的效益,显然,非常可观。
一、合理选择水泵的经济运行工况点
对于水泵的运行工况,离开设计值越远,效率就越低。所以,要实现水泵节电经济运行,在选取系统运行工况时,最好选在特性曲线上最佳效率点的右侧(M-M2)。假如选在最佳效率点,在运行中叶轮对部件磨损和管路积垢等原因,会使工况点向左移(M′点),效率就会下降;若选右侧,工况点左移后接近最佳效率点(M-M2)区域,效率虽低于最佳效率,但系统效率较高。一般管路阻力越小,工况点越向右移,电耗就越低,但不能超过合理工作区,不然会出现过载或产生气蚀现象。零部件的磨损、管路积垢等,都会使工况点偏离,效率下降,所以应定期进行测定,以保持高效运行点。
二、积极运用节能经济类新型高效泵
对于高效泵而言,其设计制造的精度都高,各部配合间隙又小。具有扭曲叶片的叶轮,能降低水损失,效率高(78%)。对一级叶轮采取加宽进水口和叶片扭曲角措施,有改善泵的汽蚀性能效果。
三、正常情况下水泵应保持高效运行装配
1、运用高质量标准的零部件。更换叶轮导翼等零件时,要检查是否与图纸一致。矿用离心水泵,多为后倾式叶片,出口β2小于90°。出口角增大,扬程也增大;出口角太小时,摩擦损失量会增加。出口宽度对扬程、排量也有影响。一般铸造精度对效率影响也比较明显。清除叶轮流道的非边、毛刺和铸造缺陷,能提高1-3%的效率。
2、切实保证各部分零件的配合间隙合理。水泵工作中会产生容积、水力和机械损失。前者包括密封缝隙循环流损、填料和平衡盘的泄漏损失等。叶轮大小口环的配合间隙对水泵特性和效率的影响较大。大口环间隙由0.3mm增加到0.5mm,效率就下降4%;小口环间隙由0.25mm增加到0.7mm后,效率下降5%左右。对口环应定期更换,以保持原有效率和特性曲线。运用密封填料和平衡盘外泄的水量。要对平衡盘与平衡环进行研磨,使接触面达到70%以上,以减少损失。
3、轴向串量应保证叶轮与导翼轮对中。对多级泵单吸叶轮,两侧压力不等会产生轴向力,使转子串动。轴向串动力过大,会造成壳体与转子的碰磨,泵不能正常运行,长时间会使叶轮出口与导翼入口中心偏离。叶轮与导翼中心不对中,水力损失大,效率会下降。组装时应保持较好的对中性。
4、封紧水泵的螺旋密封。密封水泵壳体与旋转轴间的间隙,常采用盘根箱。这样可以达到较好的密封效果。原理:靠旋转的螺旋体对液体建立起的密封压力,阻止泵内液体向泵外漏失。
5、水泵联轴器端面间隙应保证。电机与泵的联轴器端面间隙,规定为最大串量加2~3mm。最大串量是水泵转子的前向串量与后向串量之和,外加2~3mm的数值,是前向串量(向联轴器侧)达极限时应具有的安全余量范围。
四、合理调整好水泵的扬程
1、应尽量减少叶轮数目,降低水泵的扬程。水泵的正常工作扬程要大于需要扬程,超过一个以上叶轮所产生的扬程时,应减少叶轮数量,以调节水泵的工作扬程。应注意的是:一是剩余扬程的计算问题。不能简单地以额定扬程与实际需要扬程的差数作依据,要考虑部件磨损、管路积垢等运行条件,以及电力网频率变化,不然可能出现排不出水的问题。二是在排水侧拆除叶轮。吸水侧的叶轮切勿拆除,以免吸水侧阻力增大,产生汽蚀。叶轮拆除后,还应在该处安装一个与叶轮宽度相等的过流套筒,以流通水量用。
2、切削叶轮外径,降低水泵的扬程。水泵扬程大于需要扬程时,但又不足一个叶轮产生的扬程,可以利用切削叶轮外径的方法调节。即将叶轮外径D2切削后,圆周速度变小,流量、扬程、功率随之得到改变,关系是:Q′=QD2′/D2,H′=H(D2′/D2)2,N′=N(D2′/D2)3,式中:Q、Q′为切削叶轮前、后的流量;D2、D2′为切削叶轮前、后的叶轮直径;H、H′为切削叶轮前、后的扬程;N、N′为切削叶轮前、后的功率。切削后的特性曲线,可用试验法测得。叶轮切小后,水动力发生变化,效率曲线峰点产生位移。切削量不大时,水泵效率可以认为是不变的。上图中切削后,在管路特性曲线R上工作的水泵,未切削的特性曲线如D2,已切削的特性曲线如D2′,工况各为M及M′。可知H′ 五、降低排水管路阻力改善网络特性
1、清扫排水管路的积垢。一是用刷子清扫。该方法可用小绞车牵引放在清扫管路中的钢丝刷子,同时不断地从上管口注入压力水清积垢。二是用块石清扫。可选用直径不超过有效管径的1/2-1/3,具有棱角的岩石,将其分批地投入管路出口端的管口内,外注压力水,以冲击管壁的积垢。三是棘球清扫法。清扫时可用木制带刺的圆球,投入被清扫的出口,注入压力水,借球表面嵌人的钢丝,冲刷管内积垢即可。
2、实行多管排水。在实行多管排水排水时,注意单管水泵的实际工况点。若在最佳效率点左侧,可实行多管排水效果限制;若在最佳效率点的右侧,多管排水后的工况点继续右移,流量增大,若不出现气蚀,电机也不过负荷,此时的多管排水还是经济运行的,可以维持该状态。
六、降低系统吸上真空高度减少吸程阻力损失
吸水、排水集合高度和管路阻力损失,这是水泵的总扬程。但吸上真空高度對排水系统效率的影响不仅是吸水高度和阻力损失,也与水泵结构、吸水特性有关。因此,水泵工况必须与吸上真空高度相适应才能充分发挥其排水效率,进而实现经济运行。
1、运用无底阀排水。对于无底阀排水来说,就是取消了水泵的底阀,用真空泵或射流泵抽出吸水管和泵内的空气,使泵体内充水,此时开动水泵。该排水方式操作比较简单,也便于实现自动化,能减少因底阀产生的阻力与故障。
2、利用高水位排水。一般水仓最高与最低水位差有3m,一般在高水位排水时总扬程降低。但是,这样水仓容积相对减少,特别是雨季不适应,不建议用这种方法来经济运行。
3、实行正压排水。该方法是将水仓布置在泵房水平以上,利用位置静压向水泵内注水,可显著提高排水系统效率,从而减少吸水故障。用正压排水启动时不要灌水,操作简单,易实现自动化。但对高转速、高效能水泵,吸上真空高度很低,甚至是负值,所以要考虑用正压排水,以实现经济运行。
4、及时清理吸水井内的杂物。当吸水井内含有大量杂物时,这会增加吸水阻力,泥沙吸入水泵体内会加速叶轮、平衡盘等部件的磨损,要定期清理水仓。
结束语
正常运行的水泵要实现长期高效率经济运行,必须要经常测试、调节水泵工况点,达到合理的状态。除此之外,加强水泵的检修质量标准尤为重要,因这能减少磨损与阻力,并有利于经济运行。
参考文献
[1] 刘宝成,娄方.离心水泵经济运行的几项措施[J].山东煤炭科技,2006(增刊):63-64.
[2] 吴晓玲,等.浅谈水泵经济运行[J].同煤科技,2000,3:29-31.
[关键词]离心水泵;经济运行;选工况点;加强装配与降网损
中图分类号:TH311 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)29-0005-01
引言:煤矿井上下使用的水泵比较多,且多为离心式水泵。其水泵排水耗电量占总耗电量的20%以上,特别是具有两个水平或淋水大的矿井,耗电量更高。显然,做好水泵的经济运行非常重要。比如矿井下大泵,装机容量300KW的7-8台,效率每提高1%(电价0.75元/KWh),就意味着这几台泵一年就能节约几十万元以上的效益,显然,非常可观。
一、合理选择水泵的经济运行工况点
对于水泵的运行工况,离开设计值越远,效率就越低。所以,要实现水泵节电经济运行,在选取系统运行工况时,最好选在特性曲线上最佳效率点的右侧(M-M2)。假如选在最佳效率点,在运行中叶轮对部件磨损和管路积垢等原因,会使工况点向左移(M′点),效率就会下降;若选右侧,工况点左移后接近最佳效率点(M-M2)区域,效率虽低于最佳效率,但系统效率较高。一般管路阻力越小,工况点越向右移,电耗就越低,但不能超过合理工作区,不然会出现过载或产生气蚀现象。零部件的磨损、管路积垢等,都会使工况点偏离,效率下降,所以应定期进行测定,以保持高效运行点。
二、积极运用节能经济类新型高效泵
对于高效泵而言,其设计制造的精度都高,各部配合间隙又小。具有扭曲叶片的叶轮,能降低水损失,效率高(78%)。对一级叶轮采取加宽进水口和叶片扭曲角措施,有改善泵的汽蚀性能效果。
三、正常情况下水泵应保持高效运行装配
1、运用高质量标准的零部件。更换叶轮导翼等零件时,要检查是否与图纸一致。矿用离心水泵,多为后倾式叶片,出口β2小于90°。出口角增大,扬程也增大;出口角太小时,摩擦损失量会增加。出口宽度对扬程、排量也有影响。一般铸造精度对效率影响也比较明显。清除叶轮流道的非边、毛刺和铸造缺陷,能提高1-3%的效率。
2、切实保证各部分零件的配合间隙合理。水泵工作中会产生容积、水力和机械损失。前者包括密封缝隙循环流损、填料和平衡盘的泄漏损失等。叶轮大小口环的配合间隙对水泵特性和效率的影响较大。大口环间隙由0.3mm增加到0.5mm,效率就下降4%;小口环间隙由0.25mm增加到0.7mm后,效率下降5%左右。对口环应定期更换,以保持原有效率和特性曲线。运用密封填料和平衡盘外泄的水量。要对平衡盘与平衡环进行研磨,使接触面达到70%以上,以减少损失。
3、轴向串量应保证叶轮与导翼轮对中。对多级泵单吸叶轮,两侧压力不等会产生轴向力,使转子串动。轴向串动力过大,会造成壳体与转子的碰磨,泵不能正常运行,长时间会使叶轮出口与导翼入口中心偏离。叶轮与导翼中心不对中,水力损失大,效率会下降。组装时应保持较好的对中性。
4、封紧水泵的螺旋密封。密封水泵壳体与旋转轴间的间隙,常采用盘根箱。这样可以达到较好的密封效果。原理:靠旋转的螺旋体对液体建立起的密封压力,阻止泵内液体向泵外漏失。
5、水泵联轴器端面间隙应保证。电机与泵的联轴器端面间隙,规定为最大串量加2~3mm。最大串量是水泵转子的前向串量与后向串量之和,外加2~3mm的数值,是前向串量(向联轴器侧)达极限时应具有的安全余量范围。
四、合理调整好水泵的扬程
1、应尽量减少叶轮数目,降低水泵的扬程。水泵的正常工作扬程要大于需要扬程,超过一个以上叶轮所产生的扬程时,应减少叶轮数量,以调节水泵的工作扬程。应注意的是:一是剩余扬程的计算问题。不能简单地以额定扬程与实际需要扬程的差数作依据,要考虑部件磨损、管路积垢等运行条件,以及电力网频率变化,不然可能出现排不出水的问题。二是在排水侧拆除叶轮。吸水侧的叶轮切勿拆除,以免吸水侧阻力增大,产生汽蚀。叶轮拆除后,还应在该处安装一个与叶轮宽度相等的过流套筒,以流通水量用。
2、切削叶轮外径,降低水泵的扬程。水泵扬程大于需要扬程时,但又不足一个叶轮产生的扬程,可以利用切削叶轮外径的方法调节。即将叶轮外径D2切削后,圆周速度变小,流量、扬程、功率随之得到改变,关系是:Q′=QD2′/D2,H′=H(D2′/D2)2,N′=N(D2′/D2)3,式中:Q、Q′为切削叶轮前、后的流量;D2、D2′为切削叶轮前、后的叶轮直径;H、H′为切削叶轮前、后的扬程;N、N′为切削叶轮前、后的功率。切削后的特性曲线,可用试验法测得。叶轮切小后,水动力发生变化,效率曲线峰点产生位移。切削量不大时,水泵效率可以认为是不变的。上图中切削后,在管路特性曲线R上工作的水泵,未切削的特性曲线如D2,已切削的特性曲线如D2′,工况各为M及M′。可知H′
1、清扫排水管路的积垢。一是用刷子清扫。该方法可用小绞车牵引放在清扫管路中的钢丝刷子,同时不断地从上管口注入压力水清积垢。二是用块石清扫。可选用直径不超过有效管径的1/2-1/3,具有棱角的岩石,将其分批地投入管路出口端的管口内,外注压力水,以冲击管壁的积垢。三是棘球清扫法。清扫时可用木制带刺的圆球,投入被清扫的出口,注入压力水,借球表面嵌人的钢丝,冲刷管内积垢即可。
2、实行多管排水。在实行多管排水排水时,注意单管水泵的实际工况点。若在最佳效率点左侧,可实行多管排水效果限制;若在最佳效率点的右侧,多管排水后的工况点继续右移,流量增大,若不出现气蚀,电机也不过负荷,此时的多管排水还是经济运行的,可以维持该状态。
六、降低系统吸上真空高度减少吸程阻力损失
吸水、排水集合高度和管路阻力损失,这是水泵的总扬程。但吸上真空高度對排水系统效率的影响不仅是吸水高度和阻力损失,也与水泵结构、吸水特性有关。因此,水泵工况必须与吸上真空高度相适应才能充分发挥其排水效率,进而实现经济运行。
1、运用无底阀排水。对于无底阀排水来说,就是取消了水泵的底阀,用真空泵或射流泵抽出吸水管和泵内的空气,使泵体内充水,此时开动水泵。该排水方式操作比较简单,也便于实现自动化,能减少因底阀产生的阻力与故障。
2、利用高水位排水。一般水仓最高与最低水位差有3m,一般在高水位排水时总扬程降低。但是,这样水仓容积相对减少,特别是雨季不适应,不建议用这种方法来经济运行。
3、实行正压排水。该方法是将水仓布置在泵房水平以上,利用位置静压向水泵内注水,可显著提高排水系统效率,从而减少吸水故障。用正压排水启动时不要灌水,操作简单,易实现自动化。但对高转速、高效能水泵,吸上真空高度很低,甚至是负值,所以要考虑用正压排水,以实现经济运行。
4、及时清理吸水井内的杂物。当吸水井内含有大量杂物时,这会增加吸水阻力,泥沙吸入水泵体内会加速叶轮、平衡盘等部件的磨损,要定期清理水仓。
结束语
正常运行的水泵要实现长期高效率经济运行,必须要经常测试、调节水泵工况点,达到合理的状态。除此之外,加强水泵的检修质量标准尤为重要,因这能减少磨损与阻力,并有利于经济运行。
参考文献
[1] 刘宝成,娄方.离心水泵经济运行的几项措施[J].山东煤炭科技,2006(增刊):63-64.
[2] 吴晓玲,等.浅谈水泵经济运行[J].同煤科技,2000,3:29-31.