离心泵叶轮切割定律的应用

离心泵叶轮切割定律的应用

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32 m3/h提升至34 m3/h，扬程需由20 m提到23 m。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：

对于中、高比转速的泵：

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=32 m3/h，H=20 m，n=2952 r/min，电机功率P电机=5.5 KW，N=3.44 KW，η=60%，Ne=gρqH/1000=1.74 KW，叶轮D2=128 mm，该泵为单级单吸泵。

比转速公式如下所示：

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。

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。

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’=33.75 m3/h，H2’=22.3 m，P’=2.04 KW。

总功率用下面的功式计算

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。

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：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。

参考文献

[1]汪云英，张湘亚主编.泵和压缩机[J].北京：石油工业出版社，1985.

[2]斯捷潘诺夫著.离心泵和轴流泵[J].

[3]姜培正.过程流体机械[J].北京：化学工业出版社，2001，8.

[4]关醒凡.现代泵技术手册[J].北京：宇航出版社，1996.