济南炼油厂循环水泵节能改造

安全健康环境安全技术编辑王广亮济南炼油厂循环水泵节能改造杨磊(中国石油化工股份有限公司济南分公司,山东济南250001)摘要在不改变泵体、电机、管路系统的前用高效率的泵,采用新技术对旧泵进行技术改造,提下,按照“射流一尾迹三元流动理论"设计的新提高泵的运行效率非常必要。型三元流叶轮代替原泵内的普通叶轮，在运行过程中,出口管压基本不变,供水量略有增加,电机1改造前运行状况耗电量显著减少,耗电量下降了13 %,取得了较中国石化济南分公司供排水车间第三循环水明显的节能效果。场有5台20SH-9A型循环水泵,编号为1*、2*、3*、关键词射流- -尾迹三元流动循环水泵节4*和5,3开2备。泵的铭牌参数为:流量1 910能m/h,扬程50m,配套电机为功率380kW的6极高压电机。采集数据时3* .4"和5*正在运行。现场泵的能耗在每个炼油厂占的比重都很大,选采集数据及计算结果如表1。表1改造前水泵远行参数编号型号流量”进口压 出口压 管汇压运行电总电机泵组效 泵效率 平均单耗备注/m'.h-力 MPa力/MPa力/MPa流/A 功率/kW 率E,% Ep2) ,% NkWh.m33°泵20SH-9A 5700~5800 0.010.500.45411 06065.572.80.183 出口阀门截流4泵20SH-9A 5700~5800 0.010.52405泵20SH-9A 5700~-5800 0.013910601"和20SH-9A 5700~5800 0.0172.8 0.183 未运行2°泵注:1)由于泵出口没有单独的流量计.流量为3台泵循环水量的总和。2) Ep=E/Ee,设Fe=90 %。通过表1可以看出,泵组的效率只有65.5 %，而泵 的单耗大幅度下降,达到节能技改的目的。单泵的效率为72.8 %;而由泵样本曲线上可获得泵流量为1910 m2/h时，泵效率为78 %,因此泵3先进的泵设计理论一 射流-尾迹三元流动效率偏低。理论美国几十位泵专家于1976年出版了泵行业2水泵改造方案通过对泵组运行状态的分析，最有效而简捷作者简介:杨磊,工程师，1992 年毕业于华中的方法,是在原泵体、管路、电机等不改动的前提.获工学学士学下,根据实际运行工况,重新设计高效率三元流叶中国煤化工动处从事动设轮,换装于原泵体内,使泵效率有大幅度提高,从备售fYHCNMHG④万痧麴瞩7卷第6期杨磊济南炼油厂循环水泵节能改造安全技术.权威工具书。书中总结了泵行业逾-一个世纪以来的设计(如速度数法、保角度变换法等)。由此可见一发展历程:至20世纪60年代以前,世界各国进行元流理论固然简单，但不能完全反映泵内的真实.离心泵设计时,都还沿用一元流动理论,至 70年代流动,这就在设计上阻碍了泵效率的提高。由于电子计算机的发展,开始探索二元流动理论的研究表明,由于粘性和压力梯度的存在,泵轮应用。该书在序言中把我国科学家吴仲华教授创立出口沿叶片吸力面及前盖板表面,都会有流体的的三元流动理论(书中称之为“吴氏方程")预见为脱流,形成“尾迹”区-它们不但消耗了有用功“在20世纪80年代可能出现的新方法”。降低泵效率,而且由于流道的堵塞，使流量减少。所谓一元流动，就是把叶轮内两个相邻叶片这些都是一元流动无法预测和分析的，只能通过间形成的流道,视为-一个截面变化的弯曲流管,认三元射流-尾迹流动计算才能得出定量分析,这为沿流线的流速大小随截面大小而变化，但假定样才能改善叶轮内流动状态,减少进口冲击、出口在每个横断面上流速则是均匀的。这样在流动力尾迹脱流等损失,使泵效率得以提高。学计算中,流动速度(w)就只是流线长度坐标(s)本次水泵改造运用“射流-尾迹三元流动理的一-元函数。这种简化使泵内部流体力学的计算论”方法,采用先进的计算机模拟技术,对泵叶轮可以用手工算法得以实现。进行流场计算,分析出叶轮内的流动速度分布,尽国内广为采用的Sh型水平双吸中开泵是立量减少水流冲击和自叶片表面脱流的流动损失。足原苏联同类泵加以模化设计的，就是采用这种采用三元流理论设计的叶轮与原型叶轮除安理论进行的。装尺寸(轴孔、键密封环)相同外,叶片形状有很然而由于叶轮流动的三元曲线形状，又是在大的变化。主要变化如下:等速旋转之中,流速(或压力)不但沿流线变化,沿1)子午流道三元流叶轮直径减少,而出口宽横截面任一点都是不相同的一即流速是三元空度增大。间圆柱坐标(R、φ、Z)的函数。特别是叶片数也是2)叶片扭曲度三元流叶片较一元流大。有限的,沿旋转周向(φ坐标)流速和压力的变3)叶片出口角与原型泵不同。化,正是水泵向流体输人功的最终体现,忽略这一4)叶片进口角与原型泵不同。点就无法计算水泵的扬程，这也就是为什么-元流动理论只能计算叶轮进口、出口参数,而不能分4实施过程及节能效果析叶轮内部流动参数的原因。将3*、4"和5*泵叶轮更换为由北京海魄尔科但水泵的效率显然与其内部流动状况的好坏技有限公司以三元流理论为基础设计制造的叶是密不可分的。传统的设计者只能根据已有泵的轮。更换完毕后,3台泵采取并联运行的方式,离相似模化总结出一-些经验做法，进行叶轮形状的心泵出口阀门全部打开,运行参数如表2。表2改造后水泵运行参数流量进口压 出口压管汇压 运行电总电机泵组效泵效率 平均单耗编号型号/mi.h-力MPa 力MPa力MPa流/A 功率/kW 率E,% Ep",% kWhrm3备注3"泵20SH-9A~60000.010.460.44392375.383.70.154出口阀门全开4*泵20SH-9A ~ 60000.48350.154出口阀门全开5泵20SH-9A ~ 60000.44 36.5231"和20SH-9A ~ 6 0000.154未运行2"泵注:1)由于泵出口没有单独的流量计,流量为3台泵循环水量的总和。2)Ep=E1Ee,设Ee=90 %。由表1、表2可以看出:在3* .4*和5*泵并联运行A;耗;成少为923kWh,减出口管压基本保持不变，流量略有增大的情况下,电少13YH中国煤化工0kWh。考虑到运流明显降低，电流总和从原来的120A降低到1045CNMHG (下转第18页)SAFETY HELIH & ENWIROMENT伯安全健康雲安全技术，体环境....- ---- -d)在登陆点设置截断阀,设置遥控关阀系统。求相适应。e)采用实时泄漏检测系统,对管线运行状态b)设置紧急切断阀和紧急切断系统。一旦发进行检测。如目前采用的远程监控及数据采集生溢油事故，可自动或手动关断有关应急切断阀,(SCADA , Supervisory Control and Data Acqusition)中止输油,控制溢油量。智能检测泄漏系统;长输管道泄漏实时监测系统c)设置监控系统对码头设施进行实时监控。(压力流量法)等。d)码头平台设置污油收集池,收集平台油污f)定期对管线进行检测,检测管道缺陷漏点或溢油。的位置等。e)做好卸油前安全检查工作。船岸双方落实g)设置管线位置和登陆点标志,根据国家有各项安全措施,严格按照作业程序操作,确保卸船关规定确定安全保护范围,设置不准抛锚、拖锚等过程安全。的警示标志。在此范围内,杜绝第3方作业或进行其它所有可能危及管道设施安全的水下作业。6参考文献h)制定管线管理规程,设置巡线人员,定时1 Tile 40 of the Code of Federal Regulations (CFR), Pat 112 <《0i1对管线所在海(水)域情况进行巡回检查,及时发Pollution Prevention》现事故隐患，记录和报告可能对管道有直接或潜2万蔚.加强油类装卸作业防污染措施中国水运, 2005(8)3徐卫东.海洋石油开发中含油污水处理与溢油防治技术油气在危害的活动，防止管道被意外损坏。田环境保护, 199.9(2)24油轮和油驳Prevention Measures of Oil Spill in the Offshorea)油轮可以采取双壳层以减少在油轮触礁、Facility碰撞等事故中油品的泄漏。Zhao W enfangb)在环境敏感的港口,油轮应有拖船牵引进(SINOPEC Qingdao Safety Engineering Instiute,行护卫。Shandong, Qingdao, 266071)c)对船员进行良好的训练。Abstract: In order to prevent and control oil spilld)油轮上应载有泄漏清除设施。pollution in the sea, this paper offers the preventione)配备紧急状态下将油品从油轮中转移的measures of oil spill in the offshore tank farm, offshore设备。drilling and production installation, sea pipeline, oiltanker, oil barge and harbor.5码头Key words: oil; ofisthore driling; offshore oil spill;a)码头的构建材料及设计必须与其使用要environment protection四(上接第15页)250101)行状况的波动及各种意外因素年节电量可超过100Abstract: New type three- -demensional flow impeller is万度,其节能效果是十分可观的。本改造项目在石化used to substitute the common impeller according to the行业尚属首次,值得在石化行业推广。three- dimensional jet-wake flow theory and not tochange the pump body, motor and pipe system. TheEnergy- efficiencey Renovation of the Circulatingoutlow pressure are not changed basically; supply risesPump in Jinan Refinery Companya lttle; and the power consume is reduced by 13% .Enere中国煤化工dYangLeiKey.TYHCNMHGjet-wake flow,SINOPEC Jinan Sub- company , Shandong Jinan, eircul--❻万啊数缩卷第6期