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KDY型輸油泵葉輪切削與節(jié)能分析

文檔作者：張立曉黃春李山徐文甲文檔來(lái)源：中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司濰坊輸油處		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月09日
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Internal Combustion Engine &amp;amp; Parts
0 引言
長(zhǎng)輸原油管道開(kāi)式流程采用多級(jí)離心泵并聯(lián)運(yùn)行，運(yùn)
行中通過(guò)輸油泵出口閥進(jìn)行工況調(diào)節(jié)的方式。在實(shí)際運(yùn)行
過(guò)程中，由于管道輸量發(fā)生變化導(dǎo)致輸油泵截流較大，造
成能源消耗浪費(fèi)、企業(yè)成本增加，因此根據(jù)管道的實(shí)際運(yùn)
行情況選擇對(duì)輸油泵的葉輪進(jìn)行合理切削，擴(kuò)大其高效運(yùn)
行范圍、改善運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，從而大大減少能源
浪費(fèi)，減小事故發(fā)生率，對(duì)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效
益具有十分重要的意義。
1 概況
某輸油站為開(kāi)式流程，泵機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，輸油泵與輸
油管網(wǎng)之間的匹配不合理，產(chǎn)生較大的泵管壓差，輸油效
率較低，尤其是當(dāng)輸油工況頻繁變化使管壓發(fā)生變化時(shí)，
只能被動(dòng)地調(diào)整輸油泵出口閥開(kāi)度來(lái)響應(yīng)管壓的變化，造
成較大的截流損失。（表1、表2）
2 葉輪切削方案計(jì)算與復(fù)核
2.1 節(jié)能潛力
按前五個(gè)月的平均數(shù)計(jì)算，由于輸油泵出口閥截流而
產(chǎn)生的截流損失為：
N 損=P 損Q/泵效
式中：N 損———閥門節(jié)流損失功率，kW；
P 損———閥門節(jié)流損失壓力，Pa；
Q———排量，m3/h。
N損=0.8伊105伊436471伊12/100/3600/0.88/0.78=1695691kW
電價(jià)按0.805 元/kWh 計(jì)算，年截流損失電費(fèi)為：
169.57伊104伊0.805=136.5 萬(wàn)元。
2.2 節(jié)能途徑
根據(jù)相似原理，通過(guò)改變離心泵葉輪直徑，可以改變
其流量、揚(yáng)程和軸功率等技術(shù)性能。采用切削輸油泵葉輪
直徑，達(dá)到節(jié)能降耗目的。
淤KDY550-137伊3 型輸油泵比轉(zhuǎn)數(shù)的計(jì)算。
比轉(zhuǎn)數(shù)ns=3.35伊n伊Q1/2/H3/4
n越2980 轉(zhuǎn)/分Q越550m3/h越0.15m3/s
H=510m/3越170m
比轉(zhuǎn)數(shù)ns=3.35伊2980伊0.151/2/1703/4=82
于KDY370-137伊3 型輸油泵比轉(zhuǎn)數(shù)的計(jì)算。
比轉(zhuǎn)數(shù)ns=3.35伊n伊Q1/2/H3/4
n越2980 轉(zhuǎn)/分
Q越370m3/h越0.103m3/s H=510m/3越170m
比轉(zhuǎn)數(shù)ns=3.35伊2980伊0.1031/2/1703/4=68
盂葉輪切削量的確定。
由于該輸油泵比轉(zhuǎn)數(shù)為82、68，屬于中比轉(zhuǎn)數(shù)泵，當(dāng)
揚(yáng)程由H 變化到H1 時(shí)，根據(jù)切割定律，其葉輪的變化規(guī)
律為：
H1/H越（D1/D）2 D1越（H1/H）1/2伊D
輸油站目前截流壓力為0.866MPa，考慮葉輪定制的因
素和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的偏差，因此該站輸油泵的總揚(yáng)程需要降低
90m，即每級(jí)葉輪降低30m 揚(yáng)程，因此D1越D（107/137）1/2=
0.884D。
榆葉輪切削后輸油泵其他技術(shù)性能的復(fù)核。
1）流量的復(fù)核。
當(dāng)葉輪外徑由D 變化到D1 時(shí)，根據(jù)切割定律，其流量
的變化規(guī)律為：
Q1/Q越（D1/D） Q1越0.884Q
因此，KDY550 型輸油泵切削后的流量為550伊0.884=
486m3/h
KDY370 型輸油泵切削后的流量為370伊0.884=327m3/h
2）軸功率的復(fù)核。
當(dāng)葉輪外徑由D 變化到D1 時(shí)，根據(jù)切割定律，其流量
的變化規(guī)律為：
N1/N越（D1/D）3 N1越N（D1/D）3=N0.8843=N0.6908
因此，KDY550、KDY370 型輸油泵切削后的軸功率為
要要要要要要要要要要要要 作者簡(jiǎn)介院張立曉（1975-），男，山東青島人，工程師，研究方向?yàn)?
長(zhǎng)輸原油管道調(diào)控運(yùn)行與優(yōu)化研究。
KDY 型輸油泵葉輪切削與節(jié)能分析
Impeller Cutting and Energy Saving Analysis of KDY Type Oil Pump
張立曉ZHANG Li-xiao曰黃春HUANG Chun曰李山LI Shan曰徐文甲XU Wen-jia
（中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司濰坊輸油處，濰坊261021）
（Sinopec Pipeline Storage and Transportation Co.，Ltd. Weifang Oil Pipeline，Weifang 261021，China）
摘要院針對(duì)輸油站KDY 型輸油泵在日常運(yùn)行中截流較大，造成能源消耗浪費(fèi)的現(xiàn)象，提出合理的葉輪切削可以實(shí)現(xiàn)減小截流、降
低能耗，并且投資小、見(jiàn)效快。通過(guò)葉輪切削前后的運(yùn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，證明了節(jié)能效果明顯。
Abstract: In the daily operation, the closure of KDY type oil pump in the oil transportation station is relatively large, which causes the
waste of energy. It is proposed that the reasonable impeller cutting can reduce the closure, reduce the energy consumption, and the
investment is small, and the effect is fast. By comparing the running data before and after the impeller cutting, it is proved that the energy
saving effect is obvious.
關(guān)鍵詞院輸油泵；葉輪切削；節(jié)能分析
Key words: oil pump；impeller cutting；energy saving analysis
·47·
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
內(nèi)燃機(jī)與配件
輸油泵配用電機(jī)
備注
型號(hào)流量m3/h 揚(yáng)程
m
NPSH
m
效率
% 型號(hào)
電流
A
功率
kW
電壓
V 轉(zhuǎn)速r/min
KDY550-137伊3
KDY550-137伊3
KDY370-137伊3
550
550
370
410
410
410
4.5
4.5
4.5
78
78
78
YAKK500—2
YAKK500—2
YAKK450—2
108.4
108.4
71.3
900
900
630
6000
6000
6000
2980
2980
2980
1#
2#
3#
表1 某輸油站輸油泵參數(shù)表
表2 2#堯3# 泵葉輪切削前運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)淵葉輪切削前冤
日期油品輸量/噸
泵壓/MPa 出站壓力/MPa 截流/MPa 耗電/kW 加劑量2# 泵3# 泵
2013.2.1
2013.2.2
2013.2.3
2013.9.22
2013.9.25
2013.9.26
2013.10.6
2013.10.7
2013.10.8
2013.10.9
2013.10.14
2013.10.15
沙中+沙重（1:1）
沙中+沙重（1:1）
沙中+沙重（1:1）
瑪雅+伊重（1:1）
瑪雅+伊重（1:1）
瑪雅+伊重（1:1）
沙重+沙中（1.5:1）
沙重+沙中（1.5:1）
沙重+沙中（1.5:1）
沙重+沙中（1.5:1）
伊重+卡斯提拉（1:1）
伊重+卡斯提拉（1:1）
16745
17990
17204
18324
18153
18566
18936
18852
18770
19393
17976
18167
3.92
3.84
3.75
3.87
3.83
3.68
3.75
3.81
3.85
3.54
3.7
3.69
3.68
3.71
3.73
3.7
3.75
3.61
3.6
3.59
3.63
3.63
3.85
3.79
2.27
2.43
2.55
2.43
2.59
2.78
2.52
2.53
2.58
2.71
2.54
2.6
1.53
1.35
1.19
1.36
1.20
0.87
1.16
1.17
1.16
0.88
1.24
1.14
33600
36400
35000
35000
35700
35700
35000
36400
35700
36400
35000
37100
0%
0%
0%
0%
0%
100%
0%
0%
0%
0%
50%
0%
原功率的0.6908 倍。
3）泵效的復(fù)核。
當(dāng)葉輪切削量過(guò)大時(shí)會(huì)影響輸油泵的效率，但是，葉
輪允許切削量與比轉(zhuǎn)數(shù)有直接關(guān)系，比轉(zhuǎn)數(shù)為80 左右的
輸油泵其葉輪切削系數(shù)小于0.15，輸油泵的效率基本不
變。葉輪外徑由D 變化到D1 時(shí)，其切削系數(shù)為：1-0.884=
0.116。
本切削系數(shù)遠(yuǎn)小于0.15，輸油泵的效率不會(huì)受到影響。
3 輸油泵葉輪切削與運(yùn)行數(shù)據(jù)比對(duì)
根據(jù)節(jié)能改造方案，對(duì)該兩臺(tái)泵的特性曲線及切削后
相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了復(fù)核，并制定詳細(xì)的切削方案：KDY550-
137伊3 輸油泵的次級(jí)葉輪外徑由367mm 切削到330mm，
流量為500m3/h，揚(yáng)程320m。KDY370-137伊3 輸油泵的次
級(jí)葉輪由352mm 切削到315mm，流量為350m3/h，揚(yáng)程
320m。
輸油泵將葉輪切削前后運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)、分析如表
3、表4。
4 節(jié)能效果分析
經(jīng)數(shù)據(jù)對(duì)比表明，切削葉輪后，相似工況下，2#、3# 泵
泵壓下降明顯，截流損失減少，耗電大幅減少。
初步估算每輸送1 萬(wàn)噸原油節(jié)約耗電4500 度，如果
按該中間輸油站每月50 萬(wàn)噸原油外輸計(jì)劃，每月節(jié)省電
費(fèi)約=4500 度/萬(wàn)噸*50 萬(wàn)噸*0.8 元/度=18 萬(wàn)元，一年節(jié)
約電費(fèi)216 萬(wàn)左右，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)院
[1]侯蘇明，樊江濤.輸油泵葉輪切削技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].
管道技術(shù)與設(shè)備，2008（02）.
[2]張龍飆.葉輪切削節(jié)電技術(shù)應(yīng)用[A].2014 年3 月建筑科技
與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].2014.
[3]楊程，楊東旭，王長(zhǎng)友.離心泵葉輪切削節(jié)能改造應(yīng)用[J].
冶金動(dòng)力，2014（09）.
表3 昌邑站2#堯3# 泵葉輪切削后運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)淵葉輪切削后冤
日期油品輸量/噸
泵壓/MPa 出站壓力/MPa 截流/MPa 耗電/kW 加劑量2# 泵3# 泵
2014.11.9
2014.11.10
2014.11.11
2014.11.13
2014.11.17
沙重+馬力布（3:1）
沙重+馬力布（3:1）
沙重+馬力布（3:1）
沙重+沙中（1.5:1）
伊重+卡斯提拉（1:1）
18000
18137
17173
18775
18229
2.8
2.91
2.9
2.84
2.89
3.08
3.04
2.99
2.91
2.97
2.02
2.23
2.24
2.19
2.28
0.78
0.68
0.66
0.69
0.65
25000
27820
27140
27670
26892
0%
0%
0%
0%
0%
表4 相關(guān)油品參數(shù)表
油品名稱標(biāo)準(zhǔn)密度g/cm3 粘度m2/s（溫度50益） 凝點(diǎn)益
沙重
沙中
瑪雅
伊重
卡斯提拉
馬力布
0.8835
0.8664
0.8759
0.8699
0.935
0.7866
19（37益），37（21.1益）
6.535
17.95
122.6（40益）
2.005
-28.9（傾點(diǎn)）
-31
-16
+30（傾點(diǎn)）
﹤-42
·48·

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